음향측심

1. 음향측심

배 밑에서 연속적으로 수면 아래 해저로 초음파를 발사하여 해저에서 반사된 초음파가 되돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하여 바다 깊이를 재는 방법으로 다음 공식으로 계산한다.

D=1/2 t·V

여기에서 D는 수심(m), t는 측정 시간차(sec), V는 초음파의 전파속도(m/sec)를 나타낸다. 물속에서의 음파의 전파속도는 1초에 약 1,500m 이고 음파가 송수신기를 나와 수파기로 되돌아 올 때까지 4초가 걸렸다면 배에서 해저까지 도달하는데 걸릴 시간은 2초이므로 수심(D) = 1,500m/s × 2sec = 3000m이다.

 

 

음파를 해저에 발사하면 음파는 약 1500m/초의 속도로 수중을 통과해 해저에 이르고 해저면에서 반사된 음파는 다시 동일한 경로로 발사점에 되돌아온다. 소리의 속도가 340m/초인데 비해 음향측심기에서 발사하는 음파의 속도는 약 1500m/초이므로 바닷속에서의 소리의 속도가 공기중에서보다 약 4.5배 더 빠름을 알 수 있다.

 

2. 음향측심기(echosounder)

음향측심기는 초음파를 선저로부터 해저로 발사하고, 해저로부터 반사되어 돌아올 때까지의 시간을 측정함에 따라 수심을 재는 계측기이다.

음향측심기는 음파를 송신하고 해저의 반사파를 수신한 사이의 소요시간을 측정한 후 이를 이용해 수심을 구한다. 여기서 음파의 전달 속도는 해수의 온도, 염분, 수압 등의 요인에 의해 변하므로 관측해역의 음속을 측정한 후 얻어진 수심에 대한 음속을 보정해야 한다.

 

1. 음파 발생: 에코사운더는 수중에서 음파를 생성하며 수면 아래로 전송, 바다 바닥이나 물체에 부딪힐 때까지 계속 이동

2. 반사 신호 감지: 음파가 수면 아래로 전송되면, 바닥이나 물체에 부딪혀 반사된다.

3 . 시간 측정: 에코사운더는 음파가 발사된 후 반사되어 돌아오기까지 걸린 시간을 측정(음파의 속도는 수중에서 1500m/s 로 가정)

4. 수심 계산: 해수의 온도, 염분, 수압 등의 요인을 반영한 음속 보정 후 수심은 음파가 되돌아오는 시간을 음파의 속도로 1/2로 나눈 값으로 산출된다.

 

 1) 음향측심법의 장점

- 이동 매핑 가능:  항해 중에도 해저 깊이를 측정할 수 있으며, 수중 지형의 세세한 특징을 파악하는 데 유용하다.
- 자동 깊이 측정 : 초당 여러 번 연속 측정하여 자동 기록하므로 오차가 매우 작다.
- 해저 지형 매핑 : 기록지에 연속적으로 기록이 되므로 해저의 굴곡 상황을 한 눈에 알 수 있다.

 2) 음향측심법의 장점

- 환경에 따라 측정값 변경 : 탁한 물, 바닷물의 소금 농도 등 환경 조건에 따라 정확성이 영향을 받을 수 있다