Ekkolodd

Skjematisk framstilling av ekkolodd, brukt til havs.

Eit ekkolodd er eit elektronisk instrument som måler havdjup ved å sende lydsignal mot havbotn. Sidan lydfarten i vatn er rundt 1500 m/s, kan ein finne djupna ved å sende ut eit lydsingnal og måle tida det tek før eit ekko av dette signalet returnerer til mottakaren. Ein grafisk representasjon av havdjupa blir så vist på ein skjerm, slik at brukaren kan sjå havdjupet under båten.

Havdjupet $d$ finn ein slik:

$d={\frac {v\cdot t}{2}}$

der $v$ er lydfarten, og $t$ er tida frå lydsignalet vart sendt ut til ekkoet blir oppfatta av ekkoloddet.

Enkeltstråle-ekkolodd

Enkeltstråle-ekkolodd består vanlegvis av eit kombinert sendar/mottakar-element som vanlegvis er montert peikande rett nedover mot botnen. Det finst òg andre bruksområde, til dømes framovermontert for å detektere hindringar eller oppovermontert i undervassfarkostar, til dømes for å detektere vassdjupne eller for operasjonar under is. Slike ekkolodd har ein forholdsvis stor opningsvinkel, gjerne 15–30°, noko som fører til at fotavtrykket på botnen blir stort, og ein mistar då detaljane i terrenget. Desse ekkolodda kan operere på ulike frekvensar, og 38 KHz har vore ein vanleg frekvens som kombinerer god rekkjevidd med forholdsvis små svingarar. Låge frekvensar fører til at lyden treng noko ned i grunnen. Dette blir utnytta av spesielle ekkolodd som er laga for å sjå ned i dei første metrane under botnen. Desse blir kalla for botnpenetrerande ekkolodd.

Multistråle-ekkolodd

Djupneinnsamling med multistråle-ekkolodd.

Ei vidareutvikling av ekkoloddet er multistråle-ekkolodd, som sender ut samtidige lydsignal mot havbotn i ei vifteform på tvers av kursen til fartøyet. For kvar puls som blir sendt ut, scannast dermed ein viss sektor av havbotn. Dataa blir lagra elektronisk for vidare handsaming og eventuelt framstilling av batymetriske kart. Kor brei sektor som blir målt, varierer med type utstyr og havdjup; opp mot 120° er ikkje uvanleg. Det norske firmaet Kongsberg Maritime har vore verdsleiande i utviklinga av multistråle-ekkolodd, men òg det danske firmaet Reson er marknadsleiar innanfor delar av marknaden.

Moderne multistråle-ekkolodd er vanlegvis konstruert ved at sendar og mottakar er separert og montert som ein kross eller ein «T». Ved å bruke eit «langt» element, i tilhøve til bølgjelengda sørgjer ein for at bølgjefronten breier seg i ein smal stråle ut frå sendarelementet. Dette er vanlegvis montert på langs av farkosten slik at vifta breier seg ut vinkelrett frå elementet. Mottakarelementet er montert 90° i tilhøve til sendarelementet og begge består av mange mindre element som blir styrt og plukkar opp signalet separat. Ved å detektere tidsskilnadane mellom tilkoma til dei ulike delelementa i mottakaren, kan ein berekne der strålen kom frå. For å kunne plassere ei djupn på botnen må ein sjølvsagt ha kontroll med alle parametrar som påverkar målingane: Posisjonen til fartøyet og orientering (kurs, hiv, rull og stamp) i sende- og mottakstidspunktet er viktig fordi desse dannar grunnlaget for utrekningane. Men òg lydsnøggleike i heile vassøyla er naudsynt å ha kunnskap om, fordi lydbølgjene blir brotne/avbøygd i samsvar med Snell-lova. Alt dette gjer eit multistråle-ekkolodd til eit særs komplisert system som typisk kostar fleire millionar norske kroner.

Bruksområde

Ein sildestim kan lokaliserast av ekkolodd.

Ekkolodd kan brukast til å identifisere fiskestimar. For trålfisket og anna havfiske tydde ekkoloddet difor ein teknologisk revolusjon i løpet av 1900-talet. I dag har òg sjarkar og andre mindre fiskefartøy ekkolodd om bord. Ein del større fritidsbåtar kan òg vere utstyrt med ekkolodd.

Ekkoloddet tydde ein revolusjon i oppmåling av havbotn, såkalla batymetri. Medan éi måling på større havdjup med loddsnor kunne ta mykje av ein dag, kunne ein no gjere fleire målingar i minuttet. På grunt vatn kan moderne multistråle-ekkolodd samle inn opp mot 40 000 djupner i sekundet.

Sjøkartverket (Statens kartverk Sjø) opererte i 2009 fire multistråle-ekkolodd, alle levert av Kongsberg Maritime: To EM3002D, éit EM710 og éit EM1002 (reserve)

Historie

Titanic sitt forlis i 1912 sette fart i forskinga på undervassmålingar. I 1914 hadde amerikanaren Reginald A. Fessenden, som tidlegare hadde arbeidt saman med Thomas Edison, klår ein «Iceberg Detector and Echo Depth Soundar». Detektoren til Fessenden sende ut ein lydpuls føre fartøyet for å lytte etter ekko frå undervassdelen av isfjell forut.

Under første verdskrigen vart Fessenden engasjert i arbeidet med system for lokalisering av ubåtar. Etter krigen byrja forsøka med å rette lydpulsen nedover for måling av sjølve havbotn, og i 1922 vart detektoren til Fessenden første gongen brukt til å lage eit samanhengande profil av havbotm, ombord på det amerikanske marinefartøyet USS «Stewart».

Av norske fiskefartøy var det ishavsskutene som først fekk instalert ekkolodd. Dei skulle brukast ved opplodding ved Aust-Grønland. I 1933 merka ei ombord i ei av desse skutene at det vart gjort registrering når skuta gjekk over ein sildestim. Frå då av vart det arbeidd for at fleire fartøy skulle få nytte ekkoloddet. Men det var dyrt å anskaffe, så ved krigsutbrotet i 1940 var det få fiskefartøy med ekkolodd.

Etter krigen vart de vanlegare. Særleg gjorde godt sildefiske at fleire reiarar såg seg råd til å investere. Eit viktig framsteg var kom ekkolodd som kunne brukast i lettbåtane, der basen leita etter sildestimen.

Kjelder

• Denne artikkelen bygger på «Ekkolodd» frå Wikipedia på bokmål, den 6. september 2011.

Bakgrunnsstoff

Commons har multimedium som gjeld: Ekkolodd