กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

การปล่อยเสียง

อุปกรณ์ปล่อยอะคูสติกเป็น อุปกรณ์ ทางสมุทรศาสตร์สำหรับการติดตั้งและกู้คืนเครื่องมือจากพื้นทะเล ซึ่งการกู้คืนจะถูกกระตุ้นจากระยะไกลด้วยสัญญาณคำสั่งอะคูสติก

การปล่อยเสียง

ภาพร่างแสดงกลไกปลดล็อกด้วยคลื่นเสียงที่ทำงานร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้าแรงบิดสูง

อุปกรณ์ปล่อยอะคูสติกเป็น อุปกรณ์ ทางสมุทรศาสตร์สำหรับการติดตั้งและกู้คืนเครื่องมือจากพื้นทะเล ซึ่งการกู้คืนจะถูกกระตุ้นจากระยะไกลด้วยสัญญาณคำสั่งอะคูสติ[ 1 ]

โดยทั่วไปแล้วชุดปล่อยสมอจะประกอบด้วยไฮโดรโฟน (ดูฝาครอบสีเทาเข้มในรูป) ตัวเรือน แบตเตอรี่ (ทรงกระบอกยาวสีเทา) และตะขอ (สีแดง) ซึ่งจะเปิดออกเพื่อปล่อยสมอด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าแรงบิดสูง

วิธีการใช้งาน

รูปที่ 1: วิธีการทำงานของอุปกรณ์ปลดล็อกด้วยคลื่นเสียง
  • ขั้นตอนการปล่อย: ชุดอุปกรณ์จะถูกปล่อยลงสู่ก้นทะเล ส่วนประกอบหลักของชุดอุปกรณ์ได้แก่ตุ้มถ่วงน้ำหนักซึ่งช่วยให้ชุดอุปกรณ์จมลงและคงอยู่บนพื้นทะเลอย่างมั่นคงอุปกรณ์ปล่อยด้วยเสียงซึ่งสามารถรับคำสั่งจากระยะไกลจากสถานีควบคุมเพื่อปล่อยตุ้มถ่วงน้ำหนักอุปกรณ์หรือน้ำหนักบรรทุกที่จะถูกปล่อยและกู้คืนในภายหลัง และอุปกรณ์ลอยน้ำซึ่งช่วยให้ชุดอุปกรณ์ตั้งตรงอยู่บนพื้นทะเล และเมื่อสิ้นสุดการปล่อยจะช่วยให้ชุดอุปกรณ์กลับขึ้นสู่ผิวน้ำได้
  • ขั้นตอนการปฏิบัติงาน: ชุดอุปกรณ์อยู่บนพื้นทะเล ขั้นตอนนี้อาจกินเวลาตั้งแต่ไม่กี่นาทีไปจนถึงหลายปี ขึ้นอยู่กับการใช้งาน โดยทั่วไปแล้ว ชุดอุปกรณ์จะทำงานโดยอัตโนมัติ ไม่มีการเฝ้าระวัง และทำการสังเกตการณ์หรือปฏิบัติงานตามปกติ
  • ขั้นตอนการกู้คืน: ในขั้นตอนนี้ สถานีควบคุมจะส่งคำสั่งด้วยเสียง สถานีควบคุมมักจะอยู่บนเรือ แต่ก็อาจเป็นอุปกรณ์ที่นักดำน้ำใช้งาน หรือติดตั้งอยู่บนยานสำรวจใต้น้ำควบคุมระยะไกล (ROV ) ก็ได้ เมื่อได้รับและตรวจสอบคำสั่งแล้ว สัญญาณเสียงจะกระตุ้นกลไกที่ปล่อยตุ้มถ่วงสมอลงมา อุปกรณ์ส่วนที่เหลือจะถูกนำกลับขึ้นสู่ผิวน้ำโดยอุปกรณ์ลอยน้ำเพื่อทำการกู้คืน

ประวัติและการใช้งาน

มีการรายงานการใช้การปล่อยเสียงในช่วงแรกสำหรับการศึกษาสมุทรศาสตร์ในช่วงทศวรรษ 1960 [ 2 ]เมื่อมีการตระหนักว่ากระแสน้ำในมหาสมุทรลึกสามารถวัดได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นด้วยเครื่องมือที่ติดตั้งบนพื้นทะเลมากกว่าเครื่องมือที่ติดตั้งบนเรือ วิธีการกู้คืนที่ชัดเจนคือการใช้ทุ่นเครื่องหมายบนผิวน้ำที่เชื่อมต่อกับเครื่องมือบนพื้นทะเล แต่ในพื้นที่ที่มีการจราจรทางเรือสูงหรือมีภูเขาน้ำแข็ง วิธีนี้พิสูจน์แล้วว่าเป็นปัญหา การปล่อยเสียงจึงกลายเป็นวิธีการแก้ปัญหาดังกล่าว ทำให้เครื่องวัดกระแสน้ำสามารถอยู่บนพื้นทะเลได้โดยไม่ต้องดูแลเป็นเวลาหลายสัปดาห์หรือมากกว่านั้น จนกว่าเรือวิจัยจะกลับมาและสั่งการปล่อยเครื่องมือจากระยะไกล ทำให้เครื่องมือลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ในหนังสือDescriptive Physical Oceanographyผู้เขียน Pickard และ Emery ได้อธิบายขั้นตอนการกู้คืนไว้อย่างชัดเจน:

เมื่อกลับไปยังตำแหน่งโดยประมาณของอุปกรณ์ยึดที่ติดตั้งไว้ นักวิทยาศาสตร์จะเปิดใช้งานระบบเสียงบนอุปกรณ์ปล่อยอีกครั้ง และใช้ระบบนี้เพื่อระบุ ตำแหน่งของ อุปกรณ์ยึด ให้ดียิ่งขึ้น และตรวจสอบให้แน่ใจว่าอยู่ในสภาพพร้อมสำหรับการปล่อย เมื่อพร้อมแล้ว กลไกการปล่อยหรือตัดลวดจะถูกเปิดใช้งาน และอุปกรณ์ยึดก็จะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ มีช่วงเวลาที่ตึงเครียดหลายช่วงขณะรอให้อุปกรณ์ยึดลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ เนื่องจากอาจมองเห็นได้ยากเพราะมันลอยอยู่ต่ำในน้ำ ดังนั้นโดยปกติแล้วอุปกรณ์ยึดจะมีเครื่องส่งสัญญาณวิทยุและไฟส่องสว่างเพื่อช่วยในการระบุตำแหน่ง

ปัจจุบัน การปล่อยคลื่นเสียงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสมุทรศาสตร์และงานนอกชายฝั่ง การใช้งานมีความหลากหลายและครอบคลุมตั้งแต่การกู้คืนเครื่องมือแต่ละชิ้นไปจนถึงการปฏิบัติการกู้ภัย ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุดส่งผลให้มีการนำอุปกรณ์ขนาดเล็กมาใช้ ซึ่งปัจจุบันมีการใช้งานเป็นจำนวนมาก ตัวอย่างเช่นสถาบันวิจัยสิ่งแวดล้อม Pflegerได้ติดตั้งตัวรับสัญญาณเสียงจำนวน 96 ตัวเพื่อตรวจสอบการอพยพของปลาในหมู่เกาะ Channel Islands ของแคลิฟอร์เนียโดยใช้การปล่อยคลื่นเสียงเพื่อกู้คืนตัวรับสัญญาณที่อยู่นอกเหนือระดับความลึกของนักดำน้ำเป็นระยะๆ เพื่อดาวน์โหลดข้อมูลและให้บริการ[ 3 ]

กลไกการปล่อย

องค์ประกอบสำคัญของระบบปล่อยวัตถุด้วยคลื่นเสียงคือกลไกการปล่อย หน้าที่ของกลไกการปล่อยคือการเปิดประตูเพื่อปล่อยเชือกยึดและตุ้มถ่วงที่ติดอยู่ ทำให้ชุดวัตถุที่ลอยน้ำได้เคลื่อนตัวขึ้นสู่ผิวน้ำ นอกจากนี้ยังมีรูปแบบการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป เช่น ระบบปล่อยวัตถุที่มีน้ำหนักเบาจะปล่อยลูกลอยน้ำให้เคลื่อนตัวขึ้นสู่ผิวน้ำโดยมีเชือกที่แข็งแรงติดอยู่กับอุปกรณ์ จากนั้นจึงเก็บลูกลอยน้ำและดึงอุปกรณ์ที่มีน้ำหนักมากขึ้นบนเรือโดยใช้เครื่องกว้าน

หน้าที่ทั่วไปของกลไกการปลดปล่อยแสดงไว้ในรูปที่ 2 โดยใช้ตัวอย่างของการปลดปล่อยด้วยฟิวส์ลิงก์ ซึ่งเป็นกลไกที่ได้รับการจดสิทธิบัตร[ 4 ] ก่อนการปลดปล่อย คันโยก (A) จะถูกยึดไว้ในตำแหน่งปิดด้วยลวดฟิวส์ (B) เพื่อกระตุ้นการปลดปล่อย กระแสไฟฟ้าประมาณ 14 กิโลวัตต์จะถูกส่งผ่านลวดฟิวส์ ทำให้ลวดละลายหรือระเหยภายในเวลาไม่กี่มิลลิวินาที คันโยกจึงสามารถเปิดได้อย่างอิสระ (ด้วยแรงลอยตัวของอุปกรณ์) ปลดปล่อยสมอหรือสายปลดปล่อยอื่นๆ (C)

เป้าหมายในการออกแบบกลไกการปลดปล่อยคือความน่าเชื่อถือสูงสุดควบคู่ไปกับการรับน้ำหนักที่เหมาะสม กลไกการปลดปล่อยอาจล้มเหลวเนื่องจากการเกาะติดของสิ่งมีชีวิตหรือการกัดกร่อนที่อาจทำให้การเคลื่อนที่ของส่วนประกอบต่างๆ บกพร่อง ซึ่งเป็นโหมดความล้มเหลวที่นักออกแบบพยายามแก้ไขโดยการลดจำนวนชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ซึ่งอาจติดขัด หรือใช้แรงบิดสูงเพื่อเอาชนะแรงต้านทาน แต่ความล้มเหลวยังเกิดขึ้นจากปัจจัยการใช้งานและสภาพแวดล้อม เช่น การติดตั้งอุปกรณ์ และกระแสน้ำในมหาสมุทรหรือคลื่นที่อาจทำให้เกิดการพันกันของอุปกรณ์ได้

ลักษณะเฉพาะของกลไกการปลดปล่อยเสียงทั่วไป
รูปที่ 2: ตัวอย่างกลไกการปลดล็อก แสดงในตำแหน่งปิดหรือตำแหน่งก่อนปลดล็อก ในการปลดล็อก กระแสไฟฟ้าจะทำให้ลวดหลอมละลาย (B) ทำให้คันโยก (A) เปิดออกและปลดล็อกห่วงยึดสายสมอ (C)
ประเภทกลไก วิธีการและลักษณะเฉพาะ อุปกรณ์ตัวอย่าง
มอเตอร์แรงบิดสูง มอเตอร์ที่ทรงพลังจะเปิดประตู ระบบปลดล็อกด้วยมอเตอร์สามารถรับน้ำหนักได้มากถึงหลายพันปอนด์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวหลายชิ้น จึงค่อนข้างซับซ้อนและมีขนาดใหญ่ ผู้ผลิตหลายรายนำกลไกแบบใช้มอเตอร์มาใช้ Benthos 865, iXblue Acoustic Releases , Sonardyne ORT, DORT และ LRT , ORE CART, ORE 8242
ฟิวส์ลิงค์ ลวดจะหลอมละลายหรือระเหยอย่างรวดเร็วโดยใช้กระแสไฟฟ้าแรงสูง กลไกนี้ทำงานได้อย่างรวดเร็ว กะทัดรัด และเรียบง่ายด้วยชิ้นส่วนเคลื่อนที่เพียงชิ้นเดียว อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดด้านน้ำหนักบรรทุกที่โดยทั่วไปอยู่ที่หลักสิบถึง 100 ปอนด์ ทำให้การปล่อยลวดแบบนี้เหมาะสำหรับเครื่องมือขนาดเล็กเท่านั้น เว้นแต่จะใช้หลักการเพิ่มแรงกลเข้ามาช่วย ระบบดาวทะเลทราย ARC-1
การกัดเซาะด้วยไฟฟ้า ห่วงลวดสแตนเลสที่ยึดเชือกสมอจะถูกกัดกร่อนด้วยกระแสไฟฟ้าตรง กลไกนี้เรียบง่ายมากและไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว อย่างไรก็ตาม กระบวนการกัดกร่อนใช้เวลาหลายนาทีและขึ้นอยู่กับความเค็มของน้ำ เช่นเดียวกับตัวปลดสมอแบบใช้ฟิวส์ ตัวปลดสมอแบบนี้โดยทั่วไปจะใช้กับน้ำหนักบรรทุกที่เบากว่า ซับ ซี โซนิคส์ AR-60

เกณฑ์การคัดเลือกเฉพาะโครงการ

การใช้งานอุปกรณ์ปลดล็อกด้วยเสียงมีความหลากหลายอย่างมาก ดังนั้นอุปกรณ์จึงได้รับการออกแบบและเลือกใช้ให้เหมาะสมกับความต้องการของงานแต่ละประเภท ลักษณะการออกแบบและการเลือกใช้ทั่วไปมีดังต่อไปนี้:

รูปที่ 3: ตัวแปลงสัญญาณเสียง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสถานีควบคุมบนผิวน้ำ ถูกหย่อนลงไปด้านข้างของเรือเพื่อสร้างการสื่อสารกับอุปกรณ์ปล่อยสัญญาณด้วยเสียง
รูปที่ 4: เครื่องสอบถามการปลดปล่อยด้วยเสียง (A) ติดตั้งอยู่บน ROV ทำให้ ROV สามารถติดตามการปลดปล่อยด้วยเสียงเพื่อสังเกตการณ์หรือกู้คืนในกรณีที่การปลดปล่อยล้มเหลว

ระยะและความน่าเชื่อถือของการส่งสัญญาณเสียง:การส่งคำสั่งด้วยเสียงใช้ในการออกคำสั่งปล่อย เนื่องจากเสียงสามารถเดินทางผ่านน้ำได้ง่าย ระยะการส่งสัญญาณต้องเพียงพอที่จะไปถึงอุปกรณ์ การปล่อยแต่ละครั้งจะถูกระบุด้วยรหัสเฉพาะ และจำนวนและความปลอดภัยของรหัสที่มีอยู่สามารถเป็นเกณฑ์ในการติดตั้งอุปกรณ์ปล่อยจำนวนมาก หรือในพื้นที่ที่อาจเกิดปัญหาการปล่อยโดยไม่ได้ตั้งใจหรือไม่ได้รับอนุญาต ระบบส่งคำสั่งสำหรับการปล่อยในน้ำตื้นต้องทนทานต่อการแพร่กระจายหลายเส้นทาง (เสียงสะท้อน) ซึ่งอาจทำให้สัญญาณเสียหายได้

อายุการใช้งานแบตเตอรี่: อุปกรณ์ปล่อยเสียงโดยทั่วไปใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แบบชาร์จได้หรือแบบเปลี่ยนได้ อายุการใช้งานแบตเตอรี่ต้องเพียงพอต่อระยะเวลาการใช้งานที่คาดการณ์ไว้ รวมทั้งมีระยะเผื่อความปลอดภัยที่เหมาะสม ขึ้นอยู่กับรุ่น อายุการใช้งานแบตเตอรี่อาจแตกต่างกันไปตั้งแต่หลายสัปดาห์จนถึงหลายปี

สถานีควบคุม: โดยทั่วไปแล้ว การปล่อยอุปกรณ์ด้วยคลื่นเสียงสามารถควบคุมได้จากเรือผิวน้ำ โดยการหย่อนหัวแปลงสัญญาณโซนาร์ลงไปในน้ำ (ภาพที่ 3) อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ปล่อยบางชนิดยังมีตัวเลือกในการติดตั้งหัวอ่านบนยานใต้น้ำ เช่น ROV (ภาพที่ 4) หากอุปกรณ์ปล่อยไม่ขึ้นสู่ผิวน้ำ ยานใต้น้ำสามารถถูกส่งลงไป และใช้ฟังก์ชันการวัดระยะเพื่อค้นหาอุปกรณ์ที่ติดอยู่ จากนั้นจึงกู้คืนโดยใช้แขนกลของ ROV หรือวิธีการอื่น ๆ

ระดับความลึกที่ใช้งานได้:อุปกรณ์ปล่อยเสียงต้องทนต่อแรงดันน้ำ ณ จุดปฏิบัติงาน ระดับความลึกที่ใช้งานได้อาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 300 เมตรหรือน้อยกว่า จนถึงความลึกสูงสุดของมหาสมุทร

พิกัดรับน้ำหนัก: อุปกรณ์ปลดล็อกแบบอะคูสติกได้รับการออกแบบมาให้รับน้ำหนักสูงสุดได้ในระดับหนึ่ง การใช้งานเครื่องดนตรีขนาดใหญ่โดยทั่วไปต้องการพิกัดรับน้ำหนักที่สูงกว่า นอกจากนี้ อุปกรณ์ปลดล็อกอาจมีพิกัดรับน้ำหนักขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้ของกลไก

ความต้านทานต่อความเสียหาย:รูปแบบความเสียหายของอุปกรณ์ปล่อยเสียงนั้นขึ้นอยู่กับการใช้งานและสถานที่ ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วนสแตนเลสอาจเกิดการกัดกร่อนตามรอยแตกในน้ำที่ปราศจากออกซิเจนอุปกรณ์ปล่อยเสียงที่ใช้ในแหล่งน้ำตื้นมีโอกาสเกิดการเกาะติดของสิ่งมีชีวิตมากกว่าอุปกรณ์ที่ใช้ในน้ำจืดหรือน้ำลึก ซึ่งอาจขัดขวางกลไกการทำงาน นอกจากนี้ แหล่งน้ำตื้นยังมีโอกาสได้รับแรงทางกลจากคลื่นกระแทกมากกว่าด้วย

ความสามารถในการวัดระยะและรายงานสถานะ:อุปกรณ์ปล่อยสารด้วยคลื่นเสียงบางรุ่นมีคุณสมบัติในการวัดระยะและรายงานสถานะจากระยะไกล เมื่อไปถึงที่หมายแล้ว สามารถตรวจสอบอุปกรณ์ปล่อยสารเฉพาะจุดและกำหนดระยะทางได้ นอกจากนี้ยังสามารถรายงานพารามิเตอร์การทำงาน เช่น ความจุแบตเตอรี่ที่เหลืออยู่ หรือสถานะของกลไกการปล่อยสารได้อีกด้วย ข้อมูลนี้สามารถนำไปใช้ในการวางตำแหน่งเรือผิวน้ำให้อยู่เหนืออุปกรณ์เพื่อให้ง่ายต่อการกู้คืนหลังจากการปล่อยสาร หรือเพื่อประเมินสภาพและสถานะของอุปกรณ์

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Acoustic_release&oldid=1117654492 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การปล่อยเสียง

อุปกรณ์ปล่อยอะคูสติกเป็น อุปกรณ์ ทางสมุทรศาสตร์สำหรับการติดตั้งและกู้คืนเครื่องมือจากพื้นทะเล ซึ่งการกู้คืนจะถูกกระตุ้นจากระยะไกลด้วยสัญญาณคำสั่งอะคูสติก

วิธีการใช้งาน

รูปที่ 1: วิธีการทำงานของอุปกรณ์ปลดล็อกด้วยคลื่นเสียง ขั้นตอนการปล่อย: ชุดอุปกรณ์จะถูกปล่อยลงสู่ก้นทะเล ส่วนประกอบหลักของชุดอุปกรณ์ได้แก่ ตุ้มถ่วงน้ำหนัก ซึ่งช่วยให้ชุดอุปกรณ์จมลงและคงอยู่บนพื้นทะเลอย่างมั่นคง อุปกรณ์ปล่อยด้วยเสียง...

ประวัติและการใช้งาน

มีการรายงานการใช้การปล่อยเสียงในช่วงแรกสำหรับการศึกษาสมุทรศาสตร์ในช่วงทศวรรษ 1960 [ 2 ] เมื่อมีการตระหนักว่ากระแสน้ำในมหาสมุทรลึกสามารถวัดได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นด้วยเครื่องมือที่ติดตั้งบนพื้นทะเลมากกว่าเครื่องมือที่ติดตั้งบนเรือ...

กลไกการปล่อย

องค์ประกอบสำคัญของระบบปล่อยวัตถุด้วยคลื่นเสียงคือกลไกการปล่อย หน้าที่ของกลไกการปล่อยคือการเปิดประตูเพื่อปล่อยเชือกยึดและตุ้มถ่วงที่ติดอยู่ ทำให้ชุดวัตถุที่ลอยน้ำได้เคลื่อนตัวขึ้นสู่ผิวน้ำ นอกจากนี้ยังมีรูปแบบการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป เช่น...