Với sự phát triển của tài nguyên biển và sự thúc đẩy liên tục của việc xây dựng kỹ thuật dưới nước, độ phức tạp và độ chính xác của các hoạt động dưới nước ngày càng tăng. Là một thiết bị phát hiện dưới nước tiên tiến, sonar hình ảnh đa tia thể hiện lợi thế của nó trong các lĩnh vực lập bản đồ địa hình dưới nước, phát hiện kỹ thuật và giám sát sinh thái nhờ độ phân giải cao, phạm vi phủ sóng rộng và khả năng hình ảnh ba chiều. Bài viết này bắt đầu vớiM3000DVí dụ về sonar hình ảnh đa tia, khám phá các ứng dụng cụ thể của sonar hình ảnh đa tia trong các hoạt động dưới nước và giá trị kỹ thuật của nó.

I. Đặc điểm kỹ thuật của sonar hình ảnh đa chùm

M3000DThiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (1200kHz / 3000kHz) Thiết kế, khoảng cách phát hiện là30mét (tần số thấp) và5Gạo (tần số cao). Các thông số cốt lõi của nó bao gồm:

Độ phân giải khoảng cách：2.5mm, có thể nhận dạng rõ ràng mục tiêu dưới nước cấp mm;

Số chùm:512Một chùm sóng độc lập, hình thành.130°Vùng phủ sóng ngang;

độ phân giải góc: hướng ngang0.6°, theo chiều dọc0.4°Hỗ trợ mô hình 3D chính xác cao;

Tốc độ cập nhật: Tối đaTừ 40HzThực hiện hình ảnh động thời gian thực.

Thiết bị này có kích thước nhỏ (kích thước cụ thể tùy thuộc vào sản phẩm), cấu trúc chắc chắn, vừa có thể lắp đặt cho robot dưới nước mini (ROV / AUV), cũng có thể tích hợp vào nền tảng thăm dò đáy biển lớn, thích ứng với nhu cầu cảnh tượng khác nhau.

II. Bản đồ và mô hình hóa địa hình dưới nước

1. Bản đồ địa hình đáy biển chính xác cao

Trong khảo sát địa chất biển,M3000DCó sẵn bằng cách phóng512Một chùm tia hẹp, đồng bộ thu được dữ liệu điểm đo chiều sâu dày đặc, một lần quét là có thể che phủ vùng hình quạt. Ví dụ ở Tây Thái Bình Dương6000Trong các cuộc thử nghiệm ở độ sâu mét, thiết bị đã lập bản đồ địa hình đáy biển thành công và xác nhận khả năng thích ứng của nó trong môi trường sâu trên toàn đại dương. Độ phân giải khoảng cách cỡ milimet của nó có thể nắm bắt chính xác những thay đổi địa hình vi mô dưới đáy biển và cung cấp cơ sở đáng tin cậy cho việc thăm dò tài nguyên.

2. Mô hình 3D động

Kết hợp cảm biến thái độ và thuật toán bù hồ sơ tốc độ âm thanh,M3000DThiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (DEM）。 Trong quản lý tuyến đường biển cảng, công nghệ này có thể nhanh chóng xác định các chướng ngại vật như phù sa tuyến đường biển, xác tàu đắm, cung cấp hỗ trợ hình ảnh 3D cho việc nạo vét tuyến đường biển và dẫn đường an toàn. Ví dụ, trong một dự án nâng cấp cảng, thiết bị2Hoàn thành trong vòng một giờ.10Quét ba chiều của kênh km vuông, nâng cao hiệu quả so với sonar chùm đơn truyền thống5Gấp đôi.

III. Kiểm tra và bảo trì kỹ thuật dưới nước

1. Giám sát rửa nền cầu

Trong quá trình kiểm tra mùa lũ chính của cầu Kim Mã Hồ, thiết bị định vị thủy âm đa chùm sóng thông qua sóng âm hình quạt, xuyên qua vùng nước đục ngầu, vẽ chính xác hình thái ba chiều của hố cọ rửa xung quanh trụ cầu. Số liệu cho thấy, chiều sâu cọ rửa lớn nhất ở phía Bắc của trụ cầu đạt5.5mét, và cáp treo dài hơn7Gạo. Công nghệ này cung cấp dữ liệu định lượng để đánh giá an toàn cầu và tránh rủi ro phát hiện lặn nhân tạo.

2. Bảo vệ nền tảng gió ngoài khơi

Nhằm vào vấn đề cọ rửa nền tảng đơn cọc điện gió ngoài khơi,M3000DĐộ cao địa hình xung quanh nền móng và trạng thái đặt cáp có thể được thu thập đồng bộ. Trong một cuộc kiểm tra trang trại gió, thiết bị phát hiện ra rằng dầm cơ sở của trạm tăng áp và khoảng cách đáy biển là từ0.5Gạo tăng lên.1.5Gạo,6Trong vòng một tháng rửa sạch sâu1Gạo. Kết hợp với phân tích treo cáp của sonar ba chiều, các thông số chính được cung cấp cho thiết kế bảo vệ.

3. Đánh giá tình trạng đường ống và cáp

Trong chuyến tham quan đường ống dưới biển, sonar đa chùm được bao phủ bởi chùm tia mật độ cao, có thể xác định các khuyết tật như ăn mòn bề mặt đường ống và treo trên không. Ví dụ, một dự án kiểm tra đường ống dẫn dầu đã được thông qua.512Quét chùm tia, xác định đường kính.2Độ lõm cục bộ cm, độ chính xác cao hơn so với sonar quét bên truyền thống3Gấp đôi.

Ký hợp đồng cung cấp Phần mềm tính toán định lượng rủi ro ngoài khơi – Safeti Offshore cho Trung tâm nghiên cứu và phát triển An toàn và Môi trường Dầu khí (CPSE) (

1. Giám sát phân phối quần xã sinh vật biển

Dữ liệu cường độ tán xạ ngược của sonar đa chùm có thể phản ánh loại đáy biển, kết hợp với hình ảnh ba chiều để phân tích các đặc điểm môi trường sống sinh học. Trong nghiên cứu sinh thái rạn san hô, thiết bị xác định các loài san hô thông qua phân phối năng lượng chùm và theo dõi trạng thái tăng trưởng của chúng, cung cấp cơ sở khoa học để bảo tồn sinh thái.

2. Phát hiện hiện vật dưới nước

Trong khảo cổ học dưới nước,M3000DKhả năng hình ảnh có độ phân giải cao có thể hiện rõ hình thái 3 chiều của các hiện vật như xác tàu đắm, đồ gốm v. v. Ví dụ, trong một cuộc thăm dò di chỉ tàu đắm, thiết bị......40Xác định đường kính dưới độ sâu mét30Mảnh vỡ văn vật cm, nâng cao hiệu suất so với máy quét sonar truyền thống80%。

V. Lợi thế công nghệ và thách thức

1. Lợi thế cốt lõi

Vùng phủ sóng hiệu quả cao: Khu vực phủ sóng quét đơn130°Hiệu suất gấp mấy chục lần so với sóng âm đơn.

Khả năng chống nhiễu: trong vùng nước đục (tầm nhìn)<0.1b) Vẫn có thể làm việc ổn định;

Trực quan hóa 3D: Tạo dữ liệu đám mây điểm trong thời gian thực, hỗ trợSLAMThuật toán xác minh.

2. Ứng dụng Challenge

Phân rã độ phân giải xa: Khi độ sâu tăng lên, dấu chân chùm tia mở rộng và khả năng phát hiện các mục tiêu nhỏ giảm;

Khả năng thích ứng môi trường: cần phải điều chỉnh cấu hình tốc độ âm thanh theo nhiệt độ nước và độ mặn, nếu không có thể tạo ra lỗi cấp cm;

Giới hạn chi phí: Thiết bị có độ phân giải cao có giá cao hơn và cần cân bằng hiệu suất với ngân sách.

VI. Xu hướng phát triển trong tương lai

1. Công nghệ Fusion

Công nghệ khẩu độ tổng hợp: nâng độ phân giải khóa học bằng cách mở rộng khẩu độ ảo;

AITối ưu hóa thuật toán: sử dụng học sâu để đạt được phân loại tự động dưới đáy biển;

Thiết kế thu nhỏ: trọng lượng thiết bị giảm từ tấn xuống hàng trăm kg, mở rộng cảnh ứng dụng.

2. Mở rộng ứng dụng công nghiệp

Phát triển tài nguyên biển sâu: hỗ trợ thăm dò khoáng sản như bệnh lao mangan, sulfua thủy nhiệt;

Khoa học vùng cực: Triển khai đo vẽ địa hình dưới lớp băng;

An ninh quân sự: Xây dựng hệ thống cảnh báo dưới nước để phát hiện các mục tiêu ẩn.

kết luận

Sonar hình ảnh đa chùm, với độ chính xác cao, hiệu quả cao và khả năng hình ảnh ba chiều, trở thành thiết bị cốt lõi cho các hoạt động dưới nước. Từ phát hiện an toàn cầu đến bảo trì gió ngoài khơi, từ bảo tồn sinh thái đến nghiên cứu khảo cổ học, kịch bản ứng dụng của nó tiếp tục mở rộng. Cùng với sự tiến bộ của công nghệ, sonar đa chùm trong tương lai sẽ phát triển theo hướng thông minh và tích hợp, cung cấp hỗ trợ công nghệ mạnh mẽ hơn cho chiến lược cường quốc biển.