NOTICE PRATIQUE D'UTILISATION DU MATERIEL D'ECHO -...
NOTICE PRATIQUE D'UTILISATION
DU MATERIEL D'ECHO - INTEGRATION (type SIil,fWJ)
LE PHILIPPE
Victor
GERLOTTO
Fran ?ois
MARCHAL
Emile
STEQUERT
Bernard
Oc¨¦anographes O.R.S,TIO,M,
--- ¡°--
C,R,O,D.T. BP 2241
DAKAR SENEGAL
2
AVERTISSEME?JT
La pr¨¦sente note se veut essentiellement pratique, et a pour but
d'aider l*op¨¦rateur dans les manipulations de base en ¨¦cho-int¨¦gration.
Le mat&iel le plus couramment utilis¨¦ est form¨¦ d'une chaine
d*¨¦quipenents mis au point ou pr¨¦conis¨¦s par STMRAD.
Il s ¡¯ a g i t d e :
- Echo-sondeur scientifique SIMRAD EK crack ou cabinet),
- Echo-int&grateur SIMRAD QM. MK II,
- Oscilloscope HEWLETT-PACKARD 141 A,
- G¨¦n¨¦rateur de signaux WAVETEK V C G Mod¨¨le 116,
- Fr¨¦quencem&tre HEWLETT-PACKARD ¡®rnod&le 5221 B,
- Attkwateur HEWLETT-PACKARD ,nod%le 350 D,
- Voltm¨¨tre ¨¦lectronique HEWLETT-PACKARD modhle 403 0,
- Hydrophone type LC 32.
C'est pour ce syst&ne que sont donnkes les manipulations pr¨¦-
sent¨¦es dans cette note. Cependant leur principe s'applique h n'im-
porte quel mat¨¦riel, avec quelques variantes.
Pour l'essentiel, les manipulations que nous exposons ci-dessous
sont extraites de quelques ouvrages qu'un op¨¦rateur en ¨¦cho-int¨¦gra-
tion consultera avec profit. La liste de ces ouvrages est fournie en
fin de note.
3
RE ?LAGES E)E L'OSCILLOSCOPE
10 11
12
13 14
15 16
17
1
2
3
4
567
8
9
1 : interrupteur de mise sous tension et voyant
5. . . : concentration
3 : intensit¨¦ lwzineuse
4 : persistance de l'image
5 : conservation de ltimage
R¨¦glages du cadran
- write : position de routine
- erase : effacement de l'image
- store : conservation d'une image
- view
: repr¨¦sentation de cette image
6 : positionnement vertical du balayage
7 : entr¨¦e du signal
8 : ¨¦chelles d'amplitude
R¨¦glages identiques
9 : choix du canal visualis¨¦. sur l'¨¦cran
pour chaque canal
(mode de balayage)
4
13 : ~ositionnemmt d e l¡¯origine du b a l a y a g e
ll : c h o i x c?es ~vitesses d e b a l a y a g e
R ¨¦ g l a g e unique
1: : -iode d e dk?cnche~+~ent d u balal/acje
~ou1f 12s 3 c a n a u x .
1.3 : r&Glage d u s e u i l d e dklencheqent du balayage
lf¡®l : ckofx d e l ¡¯ o r i g i n e d u d¨¦clenchment d u ba-
layale ( i n t e r n e 06 e x t e r n e !
15 : p o s i t i o n n e m e n t e n f o n c t i o n d u s i g n a l d e
R ¨¦ g l a g e s d ¡¯ e n t r ¨¦ e s
d ¨¦ c l e n c h e m e n t d u bala.yage ( a l t e r n a t i f : A C ,
d u s i g n a l e t d u
c o n t i n u : DC 1
trigger =
xl.6 : e n t r ¨¦ e d u t o p d e colnmande d u b a l a y a g e
17 : c h o i x d u crit&re d e d ¨¦ c l e n c h e m e n t
( f r o n t + o u - d¡¯un c r ¨¦ n e a u ? .
y>T/1I,r,?:a! ?&(Y,:
..,i
.1
D E L'OSCSLLOSCOPE
Deux signaux internes ¨¤ ltoscilloscope sont utilis& pour l'cite-
l--Y-&r,?np l
Caract¨¦ristiques
: ler signal = 10 v et 10 ms
2e signal
=
1 v et 10 ms 1 (Signaux carr¨¦s)
I
I
1.
l
----
8
6
4
5
.6
1). Mise en route du syst¨¦me .
- Prendre le signal choisi en 1 ou 2 et l'injecter en 6,
- mettre 4 sur DC (courant continu).
2).
~talOn ?la ?C? de l'amplitude .
. Choisir une ¨¦chelle convenable, et r¨¦gler l'amplitude de telle
fa ?on que la d¨¦viation atteigne bien la valeur choisie (1 volt
avec le signal 3. et 10 volts avec le signal 21.
Pour cet ¨¦talonnage, v¨¦rifier que tous les boutons centraux
w
rouges sont bien tourn¨¦s ?I fond ¨¤ droite - position normale
¨¦talonnee.
- Le r¨¦glage se fait en agissant sur le potentiom&tre 5.
3).
Etalonnage de la vitesse de balayaqe.
- Choisir une ¨¦chelle convenable afin d'avoir la longueur totale
du cr-&eau,soit 10 millisecondes, au centre du cadran (en r¨¨-
gle g¨¦n¨¦rale, toujours ¨¦viter de faire des lectures vers les
extr¨¦mit¨¦s du cadran).
- Le rhglage se fait en agissant sur Xe potentiom¨¨tre 3.
41.
Autres corrections.
- 3 r¨¨gle l'horizontalit¨¦ du balayage,
- 8 r&gle la lin&arit¨¦ du balayage (astygmatisme).
7
CONTROLE DES CARACTERISTIQUES ELECTRONI ?XJES DU SONDEUR 111
Les caract¨¦ristiques ¨¦leitroniques du sondeur ¨¤ v¨¦rifier
sont les suivantes t - niveau de¨¦mission (dur¨¦e 'et amplitude du signal),
- gain du pr¨¦amplificateur,
- TVG.
Trois appareils sont indispensables : le sondeur, un os-
cilloscope et un g¨¦n¨¦rateur de fr¨¦quence; en outre sont. n¨¦cessaires
un volt&tre et un fr&.yxn,cem23tre.
A . GT~.LO!:~JAGI:
DU NIVEAU D'EMISSION.
2 3 4
-wI_I1l.-_- ~-_- -.____ .¡°.. ----_.~
- ..JJ-J--..--,
0
1) Mise en route du syst¨¨me.
- Mettre sous tension le sondeur et l'oscilloscope (laisser chauf-
fer 10 minutes).
- Oscilloscope (l'¨¦talonnage de lroscilloscope a ¨¦t¨¦ effectu¨¦
auparavant).
. Relier l'entr¨¦e de l'oscilloscope ¨¤ la prise
*test signal u du sondeur,
. relier la sortie "trigger" du sondeur Ls l'entrge
**triggeP de l*oscilloscope (permet de synchroniser
le balayage de l'oscilloscope avec le d¨¦part des &
missions du sondeur),
. mettre 2 sur +, 3 sur ext , 4 sur DC,
. choisir les gammes de balayage approprihes.
- Sondeur .
. Positionner le sondeur sur test (l.1 (le transducteur
est alors shunt¨¦ par un att¨¦nuateur r¨¦sistif d@imp&
dance ¨¦quivalente, afin d'¨¦viter d'utiliser un signal
d'amplitude trop grande),
l
mettre en marche le sondeur initialement sous tension
(stand by).
2). Contrble de la dur¨¦e d'¨¦mission et de l'amplitude.
. V¨¦rifier sur l'oscilloscope les amplitudes du signal
(5 successivement en position i/l et l/lO),
¡® vdrifier sur l*oscilloscope les diff¨¦rentes dur¨¦es
d'¨¦mission (6 successivement sur chacune des posi-
tions).
3). Application.
Mesures effectu¨¦es en mai 1977 sur le sondeur EK 38 du
N.O. CAPRICORNE.
. dur¨¦e d'¨¦mission
Valeur thdorique
Valeur rt^elle
ms
2,8 ms
:
ms
1
ms
0,6 ms
0,6 ms
0,3 ms
0,3 ms
48
. amplitude : l/lO
= 10,4 volts crdte 3 cr8te (C/cl
l/l
a 34
volts C/C
9
B, CONTROLE DU GAIN DU PREAMPLIFICATEUR.
1). Principe .
On injecte un signal de m8me fr¨¦quence que celle du son-
deur et d(amplitudeconnue¨¤ l*entr&e du pr¨¦amplificateur, et on
meeure l*amplitude du signal a la sortie du pr¨¦amplificateur.
Schdma du principe
FREQUENCEMETRE
PREAMPLIFICATEUR
SUNDEUR
Le gain se calcule alors par la formule :
u2
gain (en tension) - 20 log q~ (en dB)
o¨´
u2 31: amplitude tension de sortie
U1 = amplitude tension entr¨¦e
2). Elaboration du sisnal .
- Miee en route t
. sondeur sous tension sans ¨¦mission (stand by) ,
. sondeur sur test (8) l
- Choix de la fr¨¦quence :
. la fr¨¦quence utfl ?sbe doit btre celle du sondeur
(38 kHz pour VEK 38, 120 kHz pour 1tEK 22Q1,
* afficher au compteur la frhquence choisie & l'aide
des boutons 1 et 2.
- Amplitude du signal t
celui-ci passe p&r ltattbnuateur qui permet d'obtenir
la valeur voulue.
. Mettre 6 sur GE# (gbn¨¦rateur) 9
* lire la tenarion sur le :roltm¨¨tre en choisissant
une dchelle appropride par l'intermbdiaire de 5.
.*. / . . .
I
0
i
I. .._-.
----_i .-
CONtROlt ljk 1 AMf¡¯llI~JUE LY Ut LA DUREE OU SIGNAL.
a
b
CONTROLE S)U GAIN DU PREAMPLIFICATEWR.
a : signal d¡¯entr¨¦e
b : s i g n a l d e s o r t i e \\ralibration outputj.
Nota: les ¨¦chelles d¡¯amplification des canaux sont diff¨¦rentes.
12
SI besoin est, r¨¦duire l'amplitude du signal au
l
niveau de l'att¨¦nuateur (3 et 41, l'ajuster avec
pr¨¦cision par l'interm¨¦diaire du bouton 9*.
Wlote oratiuue : 1) utiliser un signal compris entre 20 et 100 mv
(pour ¨¦viter les saturations) ,
2) effectuer le branchement entre 10 et Il avant de
lire la valeur de VI : l'injection dans le circuit
amortit l~ampl.itudc du signal.
3,). kyplitude de la tension de sortie I
Le signa.1 repris ¨¤ la sortie du pr¨¦amplificateur(ca-
Libration output nf 13) est mesur¨¦ par le voltm¨¨tre.
. relier 13 et 12 q
. mettre 6 sur rec (r¨¦ception),
. effectuer la mesure*,
*Note gratigue :
e-w-- ---Y --
le sirpal re ?u ¨¦tant d'amplitude tr¨¦s sup¨¦rieure au
signal d'entr¨¦e, il faut avant de mesurer celle-ci
mettre le permutateur de gammes no 5 sur une ¨¦chelle
de lecture suffisamment grande. Ces mesures peuvent
¨¦galement btre effectu¨¦es sur l*oscilloscope.
Dans ce cas, il convient de relier 13 ¨¤ 14 et 15 ¨¤ 16.
4). Application *
Nesures effectu¨¦es sur le sondeur EK 38 du N.O.
CAPRICORNE en mai 1977.
- signal d'entr¨¦e choisi :
u1 = 20 mv (lecture sur l'¨¦chelle 30 mv)
- signal de sortie :
U2 = 1380 mv (¨¦chelle : 3 volts)
gain = 20 log 1380
TT
G
= 36,8 dB;
.*. / ..*
13
C. CONTROLE DE LA FONCTION T.V.G. (Time Varied Gain).
11. Principe.
La fonction T.V.G. (Gain campen& pour la distance) est
un ¨¦quipement du sondeur faisant varier automatiquement le gain en
fonction de la distance, afin de compenser les pertes dues ¨¤ la
propagation du son.
L*att¨¦nuation est inversement proportionnelle & la pro-
fondeur, et nulle & la profondeur rQs limite inferieure d'action
de la TVG.
Le contr8le s'effectue en mesurant pour diff¨¦rentes pro-
fondeurs ltatt¨¦nuation d'un signal inject¨¦ dans le sondeur.
Ces inesures sont & effectuer pour les positions 20 log R
et 40 lot R.
2). M¨¦thode de mesure.
- Mise en route.
. Mise sous tension de l~oscilloscope, du g¨¦n¨¦rateur
et du sondeur.
* Sondeur en position marche sur 125 m (EK 120) OU
500 m (EK 38).
. . Position 20 log R OdB,
..::relier 7 ¨¤ 8, 9 ¨¤ 10, 11 ¨¤ 12,
. . 4 sur ext $ransm (hmisaion aoupde),
. . 5 sur test #
. G&&ateur de fr¨¦quence.
. .
3 sur GEN (g&n¨¦rateur) ,
. . au d&but des mesures, i et 2 sur 0.
. Oscilloscope l
.* 6 sur AC (signal alternatif).
- Injection du signal.
L'att¨¦nuation se mesure en calculant la diff¨¦rence
entre l'amplitude du signal ¨¤ la profondeur consid&¨¦e et
l'amplitude du signal ¨¤ une profondeur de r¨¦f¨¦rence.
Pour des raisons d'ordre pratique on choisit comme
profondeur de r¨¦f¨¦rence la profondeur de d¨¦but d'action
de la TVG (profondeur dfatt&nuation maximum), soit 3 ¨¤ 5 ml
a> 1 et 2 ¨¦tant en position 0, ajuster 13 pour obtenir sur l'os-
cilloscope un signal dont l'amplitude servira de rif¨¦rence.
..* / . . .
- -_-_
¡± . --_--__ --- . -.. ..--.-----. -.----.--. . .-. - _.._ _._
._ ____._____ ._
¡®_ Y?.. _ ____
i.Y
-*-< ---~-
.- PI-- ---
-
¡®16
II
i- - ----- --- J--{- -..---.. ^--- -- .---7
3m
l
5oP In
1 les ¨¦chelles ne sont pas respect¨¦es 1
1
I
I
I
I
I
I
de r¨¦firencr
(1) A t t ¨¦ n u a t i o n n u l l e
( 2 ) A t t ¨¦ n u a t i o n m a x i m u m
MESURE DE LA T VG : s c h ¨¦ m a e t o b s e r v a t i o n s u r l¡¯oscilloscopo.
15
b) Ceci ¨¦tant fait, agir sur I~atthuation pour obtenir, ?3 une nou-
velle profondeur, la m&me acnplitude du signal. FJotes l*att¨¦nuation
(boutons 1 et 2f ¨¤ cette profondeur4
puis tracer
c) R¨¦p¨¦ter cette op¨¦ration pour diff¨¦rentes profondeurs,
la courbe de la T.V.G.
13) Xe-aire les *mesures en position 40 105 17 033.
3). A p p l i c a t i o n
i'Jlesures effectu¨¦es sur Le sondeur OK 38 du NeO. CAPRICORNE
en mai 2977,
*Ces valeurs sont report¨¦tes sur: papier semi-logarithmique
et permettent, par comparaison avec la courbe th¨¦orique, d'appor-
ter dans le calcul de la hiornasse d'¨¦ventuelles corrections.
- ! t
.
.
i:
.:-L
1.1,
. . *
.
.
.
,
.
.
. . .
. . .
. . . .
.
.
.
.-.
.
- El< 38 - Courbe d¡¯att¨¦nuation de la T. V.G, 20 log R
17
CONTROLE ELECTRONfQUE DU FONCTIONNEMENT DE LroC~lO-:rNTC;~:T;RAiEllR ET DE
SON ENREGISTRE%R
A). CONTROLE DE L'ENREG1STREU.R .
1). Principe.
Contrbler et r¨¦gler la sensibilit¨¦ des deux canaux, afin
qut¨¤ une d¨¦vistion de 50 mm corresponde une variation de tension
de 10 volts.
Pour cela, s'assurer que :
- pour une entr¨¦e nulle le stylet est sur la position 0,
- pour une entrb de 10 v, il est sur la position 50 mm.
2). Mode op¨¦ratoire.
. Mise sous tension de ltint¨¦grateur, du sondeur et de
ltenregistreur;
. sondeur et int¨¦grateur sur TEST, sondeur en route
(balayage).
- Calage du z¨¦ro a
C. Mettre 1 en position Off,
. . agir sur 2 de fa ?on ¨¤ ramener le stylet sur la
ligne de base du papier.
- Contrble du gain.
Cette op¨¦ration est d¨¦crite en d¨¦tail par SIMRAD (suppl¨¦-
ment notice P 574 E, 1972) dont nous donnons ci-dessous la traduc-
tion : "Un syst¨¨me de retour automatique au z¨¦ro existe pour une
sortie de la fiche d'int¨¦gration par mille de WV, c'est-¨¤-dire
quand les stylets arrivent exactement ¨¤ la ligne sup¨¦rieure de leur
¨¦chelle respective.
Pour l'ajustage, proc¨¦der ainsi : quand le stylet approche
de la ligne sup¨¦rieure, r¨¦duire la vitesse ascensionnelle avec les
boutons "SPEED" et '*GAIN" sur l'unit¨¦ ¨¦lectronique de l'Echo-int¨¦,-
grateur, et e,,isuite maintenir le stylet sur la ligne sup¨¦rieure
avec le boutor; de gain du pr¨¦amplificateur, jusqu'au retour au
.
z¨¦ro. R¨¦p¨¦ter l'op¨¦ration "*
B. CONTRGLE ZE L'ECHO-INTEGRATEUR
1). Principe. Injecter une tensionconnuedans X'int¨¦grateur, et
v¨¦rifier au niveau de l'enregistreur que la d¨¦viation obtenue
correspond bien a l'int¨¦gration de cette tension
(celle-ci
est fournie par un dispositif interne de l'¨¦cho-int¨¦grateur).
2). Mode op¨¦ratoire.
. Sondeur :
- s¨¦lecteur 7'operate-test*' sur test ,
- s¨¦lecteur de puissance de sortie sur "Ext" (pas d9&
mission),
- s¨¦lecteur de gamme sur l'¨¦chelle 250 m ainsi que le
bouton de compensation de ltkhu-fnt¨¦gra#eur ,
. Ink&grateur (pour les 2 canaux) :
GAI ?J ...........................
0 dB
TRESHOLD .......................
0
OPERATE - TEST .................
T
E
S
T
DEPTH ..........................
SO
m
INTERVAL
30 m
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NORMAL/xiO
NORM
. . , . . . . . . . l . . . . . .
. * . .
MODE
'
..**,*..**.*..*...* . . . . .
*** 3
SPEED COMP
MAN
. . . . . . . . . . . . . . . . l ..**
SPEED
10 KNOTS-(10 noeuds).
. . . . l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Liaisonr :
relier ia s3rtict TttriggerV' (l! du sondeur k L*ent+e
. .
"f-rlU' f (arv ( -T' de l'int¨¦grateur ,
.-- _____ _ -_-.- .---
-- .-.- ._. -__._-- -
. * __.-- ..--. -_-_-.-_ ._
..__
-.^-______.___. * _.-_.. _.. -. - --.-.-.- .-- - -.. .- ---._,_ ----__.~~..--~._¡°_-I¡±_- **De In-.wmH
.-__._._-
A
s
Il---¡°-..-..I_I
----1-.-7
--.
.--
-- -
--
- -_-_-_---
i
*Vote oratip~
..m----iamD---
: avant de Contrbler le bon fonctionnemnt de l*&ho-in-
t¨¦grateur, s'assurer que la tension de rgfkrence est ex-
acte!xent de 1 volt efficace. Cette v¨¦rificatiI,>n s'effectue
¡®1 l'aide de l'oscilloscope (wmtage suivant).
20
.~-~,
-
Synchronisation
¡¯ t riggar *
du sondeur
I
*9LXIIIoIM
L-...-~,--.,~
-----
---.-.e_-
J
3). ~~lesurf?s.
a! Aniener les stylets de ltenregistreur 2 Z¨¦ro en pressant le bouton
¡°RESET¡±
et laisser lV¨¦quipement int¨¦grer pendant exacteaent 6
minutes (correspondant 5 3. mille nautique Fi 20 noeuds). ?endant
cette pjriode, l*enregistreur doit atteindre une d¨¦viation de
46 m Four chaque canal.
(¨¤ un signal d '??ntr6F! de 1 voit exacte-
-lent
correspond une dhviation de L 5 71~ dans le d¨¦placemnt de
4 6 7'2 avec une pr¨¦cision de 2 0,5 dB!.
2-11 Laisser les deux canaux int¨¦arer presque jusqu'au mximum de
l'¨¦chelle, puis couper la source du signal en pla ?ant Le s¨¦lec-
teur WPERATE - ?'ESTr' surWPERATP - Apr&s 6 minutes l'a varia-
tion par raTport i la d¨¦viation initiale devrait &tre inf¨¦rieure
2 0,s 7\\n7 (1%).
21
CONTROLE DE L'ENSEMBLE SONDEUR-TRANSDUCTEUR
A. PRINCIPE
Le transducteur fonctionne ¨¤ la fois comme emetteur et
comme r¨¦cepteur. Il est n¨¦cessaire dans la suite des calculs de
connaftre avec pr¨¦cision la puissance dt¨¦mission fsLj et
la sensib5.lit¨¦ de r¨¦ception (VR) de 1'¨¦qzipeQent. Pour ce'ta on
:cesure les caract¨¦ristiques du mat¨¦riel utilis6.
Deur m¨¦thodes peuvent dtre employees :
- m;.sure s¨¦parhe de SL et VR (hydrophone! 5
- mrsure globale de (SL + VRI (cible de r¨¦f¨¦rence).
Les deux saleurs ainsi obtenues, outre leur utilisation dans le
calcul de Ilindex de r¨¦flexion TS (l), permettent de contrbler
les performances du mat¨¦riel.
(1) TS = - (SL -t. VR) i- u + 2 aR + 40 log R.
B. MESURES A L'AIDE DE L'HYDROPHONE.
(voir FORBES-MAKKEN, "1972)
lj, Mise en place et aliqnement de l'hydrophone ,
22
L*nldrophone doit etre installts dans 1"axtl: acoustique du
transducteur ( r6ponse naximw) ¨¤ une distance su$rieure ': "L Y et
en a¨¦n&-~1,
_I
inf c'rricure ~ 5 '"1 (environ 3 rrii.
La distance (R! entre le transducteur et l'hydrophonc se
mesure sur I~oscilloscope par la relation :
i? = c.t
c = vitesse du son dans l'eau ( z 2500 r,/s)
t = temps 7~I.s par l'impulsion pour par-
courir R.
Dans le cas des mesures ,q l'hydrophone, R = c.t.
c.t
Dans le cas d'une cible (ex : snh&reI, R = T--
Les mesures doivent ?%tre effectukes successivement avec
diffkentes valeurs de Puissance; de dur¨¦e d'¨¦mission et de bande
passante.
2). Liaisons Electriques (voir sch¨¦ma suivant).
3). Xesure de SL (niveau drkmission).
Le son 03is r)ar
:
le sondeur (par l*intermddiaire du trans-
ducteur
est rer;u par un hydrophone, et mesur¨¦ sur I*osci.lloscope.
On ohtient Vkjyd Cpp)
(PP = pic.? pic ou cr&te a cr&tei
v
vhyd (dB?,, = 20 log pp
2Jz
v h,,d donne nlnrs la pression sonore au niveau de l'hydrophone
.¡®
soit 'h-d
"hyd = 'hyd - SRt
SRt e s t une valeur de correction caract¨¦ristique de l*hydrophone,
fonction de 8. et de t (R = distance ; t = tem;l¨¦rat;>re) ,
r-i
f..+.
L3er~~et alors d'obtenir la pression sonore ?i ? hi du transduc-
:i:/d .
teur, soit SL.
SL = Phvd
+ 20 log R
(SL en d%//lphar 53 1 m).
23
5
-.
-L------
_---_II-_
_I___-f
t
l-
3-
2-
24
Application (exemple tir¨¦ de Forbes et Nakken, 39721
'hyd
= 6 volts pp.
(tension de cr&e>
6
e.b-n 2,12 volts rms
'hyd
(tension efficace)
'2j/T
'hyd
= 20 log 2,12 = 6,5 dB.
SRt (donn¨¦ par le constructeur) = -103,s dB
'hyd
t 6,s -(-103,W = 110 dB
SL = 110 + 20 log R
R = c.t = 1500 x 3.10w3 = 4,5 m
Sec.
d'oij SL = 123 dB
4). Mesure de V R (tension de r¨¦ponse)
.. Principe .
-e-w-- -
q envoie un signal ¨¤ l'hydrophone afin d'obtenir '1 volt
efficace ¨¤ la sortie *%alibration" du sondeur (VIF);
VR = vr - G -(Stt + v
- 20 log RI.
W
o¨´ VR = tension de repense )
vr = tension de sortie du r¨¦cepteur ,
G = contr8le de gain ¨¦talonn¨¦ (gain de l*amplif3xateur,
soit 0 dB OU -20 dB),
Stt = tension de r¨¦ponse de lthydrophone ¨¤ l'¨¦mission
(donn¨¦e par les courbes d'¨¦talonnage de l'hydre-
phone),
'hyd = tension aux bornes de l'hydrophone n¨¦cessaire ¨¤
l'obtention de 1 volt ¨¤ la sortie du r¨¦cepteur,
R
= distance de l'hydrophone au r¨¦cepteur.
- Node o@ratoire a
m--m- --m-m--
. Etablir la fr¨¦quence du signal inject¨¦; elle doit I%re centr¨¦e
sur la fr¨¦quence du sondeur.
'Placer 1 sur X i (mise sous tension),
cr&gler la fr¨¦quence avec 2 et 3.
25
R¨¦gler
4
la tension afin d'obtenir 1 volt efficace ci la r&eption.
4 sur rkeption,
r¨¦gler $c niveau des attdnuateurs (5, puis 6 ¨¦ventuelTementj.
. Autres reglages .
Gain du sondeur = 20 log R, 0 dB .
4
Mesure de signal dc&talonnage .
Placer 4 sur G¨¦n¨¦rateur,
lire la tension (Vhvd 1 sur le voltmG3re.
Calculer VR par 1'Qquation ci-dessus. On peut ensuite effectuer
d'autres mesures en jouant sur Vr et G.
C), MESURES A L'AIDE D'UNE CZBLE DE REFERENCE.
La m¨¦thode consiste % placer sous le transducteur une
cible de surface r¨¦flkhissante o connue, donc de TS connue z
TS = 10 log _D
4n
Connaissant TS, et obtenant U expkimentalement, on peut
tirer (SL + Vi;t> de It¨¦quatfon (1) .
La cible la plus pratique a utiliser estune sph¨¦re,
.r laquelle la section diffusanto est ¨¦gale &
nR2.
26
-, I
Liai ?m's ¨¦lectriques
-
.
¡°Y----¡®---
U-A sSCIL.OSCOPE
.AWl¡¯:d
¡°_
--
L
l----^-
. .
..-----
_III_-
.-
.
^-_
--
-__¡°_
3:. R¨¦glaqes.
1
- Sondeur sous tension, mode Ptoperate".
¡®-l';iecorder rrlode"sur une fonction T V G, ZL par exemple :
dans.ce cas v¨¦rifier que le blocage %L ne se produit
pas sur la boule.
Les mesures s'effectuent avec diff¨¦rents r¨¦glages :
fonction T V G ¨¦gale ¨¤ 40 log R (OdB et 20 dB1 puis 20 log R
(OdB et 20 dB! et avec des valeurs diff¨¦rentes de puissance,
de dur&e d'¨¦mission et de bande passante.
27
4). Mesure de U ,
La valeur de U est Lue sur l*oscilloscope en tension c&te
¨¤ cr@te; elle doit &tre transform¨¦e en tension efficace par la
formule g
ue = Ai-
2t/2
puis en d¨¦cibels avec UdH = 20 1og Ue, Ue ¨¦ t a n t exprimPe e n
volts.
Application .
Mesures effectu¨¦es 2 bord du N.O. CAPRICORNE avec le.son-
deur EX. 38 en mai 1977 sur un flotteur sph&iquc en plastique
(boule de chalut).
Diam¨¦tre de Xa boule = 0,129 m
2
<T =5 nR
z 0,31.3
TSZ
10 log 4;- = -29,8 dB
?Xi= -(SL + VR) -t U + 2 nRo t 40 fog Ro
dans le cas du reglage TVG = 40 log Ro, odR :
RO=I profondeur maximum d'action LVG = 230 m (EK 38)
ty = lO,fi dB/km (coefficient d'absorption du son dans
l'eau pour une fr&quence de 38 kHz.
2&Ro= 4,97dB&+ dB.
40 log Ro=94,47dBcC94,5 dB
(SL + VRI = 29,8 + 5,O + 94,s + U
(SL + VR) = u + 129,3
28
SEFERENCES
BIBLIOGRAPHIQUES
YRAIG (R.E.¡®, 1973.1 Lhe quantitative use of echa sounders. Xntroduc-
tory' notes.
?.d.O. Fisheries Circular no 310, Octoher 1973 : 15 pages.
LCl;?B::: (1; .T. \\ , ¡®i¡®A,IcK:-=¡®~ (0. 1 9 1373. Xanuel des ?Gthodes de pros:?ection
et d'&aluation ¨´es ressources halieutiques. Deuxi.;-ne
nartie. E71-lr)i fj8 instmw2nts acoustiques pour dittecter Le
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Xanuels F.A.O. de science halieutique,n"S : 147 pages.
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sources Survey Projects.
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Research,n*3 , FAC) WS/D 3 160 : 77 pages.
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Publication SIXRAD n"PS'74E,' E.w'- 19'72: ,!1-1 riages +
:I:GviD) 1934 .- SIXRAD EK-R Scientific sounder. Operation and Naintenancc
Publication SIMRAD, n"P645E 2nd edition, T3ir.:l-.l".f 1974 :
34 pages.
DU MATERIEL D'ECHO - INTEGRATION (type SIil,fWJ)
LE PHILIPPE
Victor
GERLOTTO
Fran ?ois
MARCHAL
Emile
STEQUERT
Bernard
Oc¨¦anographes O.R.S,TIO,M,
--- ¡°--
C,R,O,D.T. BP 2241
DAKAR SENEGAL
2
AVERTISSEME?JT
La pr¨¦sente note se veut essentiellement pratique, et a pour but
d'aider l*op¨¦rateur dans les manipulations de base en ¨¦cho-int¨¦gration.
Le mat&iel le plus couramment utilis¨¦ est form¨¦ d'une chaine
d*¨¦quipenents mis au point ou pr¨¦conis¨¦s par STMRAD.
Il s ¡¯ a g i t d e :
- Echo-sondeur scientifique SIMRAD EK crack ou cabinet),
- Echo-int&grateur SIMRAD QM. MK II,
- Oscilloscope HEWLETT-PACKARD 141 A,
- G¨¦n¨¦rateur de signaux WAVETEK V C G Mod¨¨le 116,
- Fr¨¦quencem&tre HEWLETT-PACKARD ¡®rnod&le 5221 B,
- Attkwateur HEWLETT-PACKARD ,nod%le 350 D,
- Voltm¨¨tre ¨¦lectronique HEWLETT-PACKARD modhle 403 0,
- Hydrophone type LC 32.
C'est pour ce syst&ne que sont donnkes les manipulations pr¨¦-
sent¨¦es dans cette note. Cependant leur principe s'applique h n'im-
porte quel mat¨¦riel, avec quelques variantes.
Pour l'essentiel, les manipulations que nous exposons ci-dessous
sont extraites de quelques ouvrages qu'un op¨¦rateur en ¨¦cho-int¨¦gra-
tion consultera avec profit. La liste de ces ouvrages est fournie en
fin de note.
3
RE ?LAGES E)E L'OSCILLOSCOPE
10 11
12
13 14
15 16
17
1
2
3
4
567
8
9
1 : interrupteur de mise sous tension et voyant
5. . . : concentration
3 : intensit¨¦ lwzineuse
4 : persistance de l'image
5 : conservation de ltimage
R¨¦glages du cadran
- write : position de routine
- erase : effacement de l'image
- store : conservation d'une image
- view
: repr¨¦sentation de cette image
6 : positionnement vertical du balayage
7 : entr¨¦e du signal
8 : ¨¦chelles d'amplitude
R¨¦glages identiques
9 : choix du canal visualis¨¦. sur l'¨¦cran
pour chaque canal
(mode de balayage)
4
13 : ~ositionnemmt d e l¡¯origine du b a l a y a g e
ll : c h o i x c?es ~vitesses d e b a l a y a g e
R ¨¦ g l a g e unique
1: : -iode d e dk?cnche~+~ent d u balal/acje
~ou1f 12s 3 c a n a u x .
1.3 : r&Glage d u s e u i l d e dklencheqent du balayage
lf¡®l : ckofx d e l ¡¯ o r i g i n e d u d¨¦clenchment d u ba-
layale ( i n t e r n e 06 e x t e r n e !
15 : p o s i t i o n n e m e n t e n f o n c t i o n d u s i g n a l d e
R ¨¦ g l a g e s d ¡¯ e n t r ¨¦ e s
d ¨¦ c l e n c h e m e n t d u bala.yage ( a l t e r n a t i f : A C ,
d u s i g n a l e t d u
c o n t i n u : DC 1
trigger =
xl.6 : e n t r ¨¦ e d u t o p d e colnmande d u b a l a y a g e
17 : c h o i x d u crit&re d e d ¨¦ c l e n c h e m e n t
( f r o n t + o u - d¡¯un c r ¨¦ n e a u ? .
y>T/1I,r,?:a! ?&(Y,:
..,i
.1
D E L'OSCSLLOSCOPE
Deux signaux internes ¨¤ ltoscilloscope sont utilis& pour l'cite-
l--Y-&r,?np l
Caract¨¦ristiques
: ler signal = 10 v et 10 ms
2e signal
=
1 v et 10 ms 1 (Signaux carr¨¦s)
I
I
1.
l
----
8
6
4
5
.6
1). Mise en route du syst¨¦me .
- Prendre le signal choisi en 1 ou 2 et l'injecter en 6,
- mettre 4 sur DC (courant continu).
2).
~talOn ?la ?C? de l'amplitude .
. Choisir une ¨¦chelle convenable, et r¨¦gler l'amplitude de telle
fa ?on que la d¨¦viation atteigne bien la valeur choisie (1 volt
avec le signal 3. et 10 volts avec le signal 21.
Pour cet ¨¦talonnage, v¨¦rifier que tous les boutons centraux
w
rouges sont bien tourn¨¦s ?I fond ¨¤ droite - position normale
¨¦talonnee.
- Le r¨¦glage se fait en agissant sur le potentiom&tre 5.
3).
Etalonnage de la vitesse de balayaqe.
- Choisir une ¨¦chelle convenable afin d'avoir la longueur totale
du cr-&eau,soit 10 millisecondes, au centre du cadran (en r¨¨-
gle g¨¦n¨¦rale, toujours ¨¦viter de faire des lectures vers les
extr¨¦mit¨¦s du cadran).
- Le rhglage se fait en agissant sur Xe potentiom¨¨tre 3.
41.
Autres corrections.
- 3 r¨¨gle l'horizontalit¨¦ du balayage,
- 8 r&gle la lin&arit¨¦ du balayage (astygmatisme).
7
CONTROLE DES CARACTERISTIQUES ELECTRONI ?XJES DU SONDEUR 111
Les caract¨¦ristiques ¨¦leitroniques du sondeur ¨¤ v¨¦rifier
sont les suivantes t - niveau de¨¦mission (dur¨¦e 'et amplitude du signal),
- gain du pr¨¦amplificateur,
- TVG.
Trois appareils sont indispensables : le sondeur, un os-
cilloscope et un g¨¦n¨¦rateur de fr¨¦quence; en outre sont. n¨¦cessaires
un volt&tre et un fr&.yxn,cem23tre.
A . GT~.LO!:~JAGI:
DU NIVEAU D'EMISSION.
2 3 4
-wI_I1l.-_- ~-_- -.____ .¡°.. ----_.~
- ..JJ-J--..--,
0
1) Mise en route du syst¨¨me.
- Mettre sous tension le sondeur et l'oscilloscope (laisser chauf-
fer 10 minutes).
- Oscilloscope (l'¨¦talonnage de lroscilloscope a ¨¦t¨¦ effectu¨¦
auparavant).
. Relier l'entr¨¦e de l'oscilloscope ¨¤ la prise
*test signal u du sondeur,
. relier la sortie "trigger" du sondeur Ls l'entrge
**triggeP de l*oscilloscope (permet de synchroniser
le balayage de l'oscilloscope avec le d¨¦part des &
missions du sondeur),
. mettre 2 sur +, 3 sur ext , 4 sur DC,
. choisir les gammes de balayage approprihes.
- Sondeur .
. Positionner le sondeur sur test (l.1 (le transducteur
est alors shunt¨¦ par un att¨¦nuateur r¨¦sistif d@imp&
dance ¨¦quivalente, afin d'¨¦viter d'utiliser un signal
d'amplitude trop grande),
l
mettre en marche le sondeur initialement sous tension
(stand by).
2). Contrble de la dur¨¦e d'¨¦mission et de l'amplitude.
. V¨¦rifier sur l'oscilloscope les amplitudes du signal
(5 successivement en position i/l et l/lO),
¡® vdrifier sur l*oscilloscope les diff¨¦rentes dur¨¦es
d'¨¦mission (6 successivement sur chacune des posi-
tions).
3). Application.
Mesures effectu¨¦es en mai 1977 sur le sondeur EK 38 du
N.O. CAPRICORNE.
. dur¨¦e d'¨¦mission
Valeur thdorique
Valeur rt^elle
ms
2,8 ms
:
ms
1
ms
0,6 ms
0,6 ms
0,3 ms
0,3 ms
48
. amplitude : l/lO
= 10,4 volts crdte 3 cr8te (C/cl
l/l
a 34
volts C/C
9
B, CONTROLE DU GAIN DU PREAMPLIFICATEUR.
1). Principe .
On injecte un signal de m8me fr¨¦quence que celle du son-
deur et d(amplitudeconnue¨¤ l*entr&e du pr¨¦amplificateur, et on
meeure l*amplitude du signal a la sortie du pr¨¦amplificateur.
Schdma du principe
FREQUENCEMETRE
PREAMPLIFICATEUR
SUNDEUR
Le gain se calcule alors par la formule :
u2
gain (en tension) - 20 log q~ (en dB)
o¨´
u2 31: amplitude tension de sortie
U1 = amplitude tension entr¨¦e
2). Elaboration du sisnal .
- Miee en route t
. sondeur sous tension sans ¨¦mission (stand by) ,
. sondeur sur test (8) l
- Choix de la fr¨¦quence :
. la fr¨¦quence utfl ?sbe doit btre celle du sondeur
(38 kHz pour VEK 38, 120 kHz pour 1tEK 22Q1,
* afficher au compteur la frhquence choisie & l'aide
des boutons 1 et 2.
- Amplitude du signal t
celui-ci passe p&r ltattbnuateur qui permet d'obtenir
la valeur voulue.
. Mettre 6 sur GE# (gbn¨¦rateur) 9
* lire la tenarion sur le :roltm¨¨tre en choisissant
une dchelle appropride par l'intermbdiaire de 5.
.*. / . . .
I
0
i
I. .._-.
----_i .-
CONtROlt ljk 1 AMf¡¯llI~JUE LY Ut LA DUREE OU SIGNAL.
a
b
CONTROLE S)U GAIN DU PREAMPLIFICATEWR.
a : signal d¡¯entr¨¦e
b : s i g n a l d e s o r t i e \\ralibration outputj.
Nota: les ¨¦chelles d¡¯amplification des canaux sont diff¨¦rentes.
12
SI besoin est, r¨¦duire l'amplitude du signal au
l
niveau de l'att¨¦nuateur (3 et 41, l'ajuster avec
pr¨¦cision par l'interm¨¦diaire du bouton 9*.
Wlote oratiuue : 1) utiliser un signal compris entre 20 et 100 mv
(pour ¨¦viter les saturations) ,
2) effectuer le branchement entre 10 et Il avant de
lire la valeur de VI : l'injection dans le circuit
amortit l~ampl.itudc du signal.
3,). kyplitude de la tension de sortie I
Le signa.1 repris ¨¤ la sortie du pr¨¦amplificateur(ca-
Libration output nf 13) est mesur¨¦ par le voltm¨¨tre.
. relier 13 et 12 q
. mettre 6 sur rec (r¨¦ception),
. effectuer la mesure*,
*Note gratigue :
e-w-- ---Y --
le sirpal re ?u ¨¦tant d'amplitude tr¨¦s sup¨¦rieure au
signal d'entr¨¦e, il faut avant de mesurer celle-ci
mettre le permutateur de gammes no 5 sur une ¨¦chelle
de lecture suffisamment grande. Ces mesures peuvent
¨¦galement btre effectu¨¦es sur l*oscilloscope.
Dans ce cas, il convient de relier 13 ¨¤ 14 et 15 ¨¤ 16.
4). Application *
Nesures effectu¨¦es sur le sondeur EK 38 du N.O.
CAPRICORNE en mai 1977.
- signal d'entr¨¦e choisi :
u1 = 20 mv (lecture sur l'¨¦chelle 30 mv)
- signal de sortie :
U2 = 1380 mv (¨¦chelle : 3 volts)
gain = 20 log 1380
TT
G
= 36,8 dB;
.*. / ..*
13
C. CONTROLE DE LA FONCTION T.V.G. (Time Varied Gain).
11. Principe.
La fonction T.V.G. (Gain campen& pour la distance) est
un ¨¦quipement du sondeur faisant varier automatiquement le gain en
fonction de la distance, afin de compenser les pertes dues ¨¤ la
propagation du son.
L*att¨¦nuation est inversement proportionnelle & la pro-
fondeur, et nulle & la profondeur rQs limite inferieure d'action
de la TVG.
Le contr8le s'effectue en mesurant pour diff¨¦rentes pro-
fondeurs ltatt¨¦nuation d'un signal inject¨¦ dans le sondeur.
Ces inesures sont & effectuer pour les positions 20 log R
et 40 lot R.
2). M¨¦thode de mesure.
- Mise en route.
. Mise sous tension de l~oscilloscope, du g¨¦n¨¦rateur
et du sondeur.
* Sondeur en position marche sur 125 m (EK 120) OU
500 m (EK 38).
. . Position 20 log R OdB,
..::relier 7 ¨¤ 8, 9 ¨¤ 10, 11 ¨¤ 12,
. . 4 sur ext $ransm (hmisaion aoupde),
. . 5 sur test #
. G&&ateur de fr¨¦quence.
. .
3 sur GEN (g&n¨¦rateur) ,
. . au d&but des mesures, i et 2 sur 0.
. Oscilloscope l
.* 6 sur AC (signal alternatif).
- Injection du signal.
L'att¨¦nuation se mesure en calculant la diff¨¦rence
entre l'amplitude du signal ¨¤ la profondeur consid&¨¦e et
l'amplitude du signal ¨¤ une profondeur de r¨¦f¨¦rence.
Pour des raisons d'ordre pratique on choisit comme
profondeur de r¨¦f¨¦rence la profondeur de d¨¦but d'action
de la TVG (profondeur dfatt&nuation maximum), soit 3 ¨¤ 5 ml
a> 1 et 2 ¨¦tant en position 0, ajuster 13 pour obtenir sur l'os-
cilloscope un signal dont l'amplitude servira de rif¨¦rence.
..* / . . .
- -_-_
¡± . --_--__ --- . -.. ..--.-----. -.----.--. . .-. - _.._ _._
._ ____._____ ._
¡®_ Y?.. _ ____
i.Y
-*-< ---~-
.- PI-- ---
-
¡®16
II
i- - ----- --- J--{- -..---.. ^--- -- .---7
3m
l
5oP In
1 les ¨¦chelles ne sont pas respect¨¦es 1
1
I
I
I
I
I
I
de r¨¦firencr
(1) A t t ¨¦ n u a t i o n n u l l e
( 2 ) A t t ¨¦ n u a t i o n m a x i m u m
MESURE DE LA T VG : s c h ¨¦ m a e t o b s e r v a t i o n s u r l¡¯oscilloscopo.
15
b) Ceci ¨¦tant fait, agir sur I~atthuation pour obtenir, ?3 une nou-
velle profondeur, la m&me acnplitude du signal. FJotes l*att¨¦nuation
(boutons 1 et 2f ¨¤ cette profondeur4
puis tracer
c) R¨¦p¨¦ter cette op¨¦ration pour diff¨¦rentes profondeurs,
la courbe de la T.V.G.
13) Xe-aire les *mesures en position 40 105 17 033.
3). A p p l i c a t i o n
i'Jlesures effectu¨¦es sur Le sondeur OK 38 du NeO. CAPRICORNE
en mai 2977,
*Ces valeurs sont report¨¦tes sur: papier semi-logarithmique
et permettent, par comparaison avec la courbe th¨¦orique, d'appor-
ter dans le calcul de la hiornasse d'¨¦ventuelles corrections.
- ! t
.
.
i:
.:-L
1.1,
. . *
.
.
.
,
.
.
. . .
. . .
. . . .
.
.
.
.-.
.
- El< 38 - Courbe d¡¯att¨¦nuation de la T. V.G, 20 log R
17
CONTROLE ELECTRONfQUE DU FONCTIONNEMENT DE LroC~lO-:rNTC;~:T;RAiEllR ET DE
SON ENREGISTRE%R
A). CONTROLE DE L'ENREG1STREU.R .
1). Principe.
Contrbler et r¨¦gler la sensibilit¨¦ des deux canaux, afin
qut¨¤ une d¨¦vistion de 50 mm corresponde une variation de tension
de 10 volts.
Pour cela, s'assurer que :
- pour une entr¨¦e nulle le stylet est sur la position 0,
- pour une entrb de 10 v, il est sur la position 50 mm.
2). Mode op¨¦ratoire.
. Mise sous tension de ltint¨¦grateur, du sondeur et de
ltenregistreur;
. sondeur et int¨¦grateur sur TEST, sondeur en route
(balayage).
- Calage du z¨¦ro a
C. Mettre 1 en position Off,
. . agir sur 2 de fa ?on ¨¤ ramener le stylet sur la
ligne de base du papier.
- Contrble du gain.
Cette op¨¦ration est d¨¦crite en d¨¦tail par SIMRAD (suppl¨¦-
ment notice P 574 E, 1972) dont nous donnons ci-dessous la traduc-
tion : "Un syst¨¨me de retour automatique au z¨¦ro existe pour une
sortie de la fiche d'int¨¦gration par mille de WV, c'est-¨¤-dire
quand les stylets arrivent exactement ¨¤ la ligne sup¨¦rieure de leur
¨¦chelle respective.
Pour l'ajustage, proc¨¦der ainsi : quand le stylet approche
de la ligne sup¨¦rieure, r¨¦duire la vitesse ascensionnelle avec les
boutons "SPEED" et '*GAIN" sur l'unit¨¦ ¨¦lectronique de l'Echo-int¨¦,-
grateur, et e,,isuite maintenir le stylet sur la ligne sup¨¦rieure
avec le boutor; de gain du pr¨¦amplificateur, jusqu'au retour au
.
z¨¦ro. R¨¦p¨¦ter l'op¨¦ration "*
B. CONTRGLE ZE L'ECHO-INTEGRATEUR
1). Principe. Injecter une tensionconnuedans X'int¨¦grateur, et
v¨¦rifier au niveau de l'enregistreur que la d¨¦viation obtenue
correspond bien a l'int¨¦gration de cette tension
(celle-ci
est fournie par un dispositif interne de l'¨¦cho-int¨¦grateur).
2). Mode op¨¦ratoire.
. Sondeur :
- s¨¦lecteur 7'operate-test*' sur test ,
- s¨¦lecteur de puissance de sortie sur "Ext" (pas d9&
mission),
- s¨¦lecteur de gamme sur l'¨¦chelle 250 m ainsi que le
bouton de compensation de ltkhu-fnt¨¦gra#eur ,
. Ink&grateur (pour les 2 canaux) :
GAI ?J ...........................
0 dB
TRESHOLD .......................
0
OPERATE - TEST .................
T
E
S
T
DEPTH ..........................
SO
m
INTERVAL
30 m
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NORMAL/xiO
NORM
. . , . . . . . . . l . . . . . .
. * . .
MODE
'
..**,*..**.*..*...* . . . . .
*** 3
SPEED COMP
MAN
. . . . . . . . . . . . . . . . l ..**
SPEED
10 KNOTS-(10 noeuds).
. . . . l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Liaisonr :
relier ia s3rtict TttriggerV' (l! du sondeur k L*ent+e
. .
"f-rlU' f (arv ( -T' de l'int¨¦grateur ,
.-- _____ _ -_-.- .---
-- .-.- ._. -__._-- -
. * __.-- ..--. -_-_-.-_ ._
..__
-.^-______.___. * _.-_.. _.. -. - --.-.-.- .-- - -.. .- ---._,_ ----__.~~..--~._¡°_-I¡±_- **De In-.wmH
.-__._._-
A
s
Il---¡°-..-..I_I
----1-.-7
--.
.--
-- -
--
- -_-_-_---
i
*Vote oratip~
..m----iamD---
: avant de Contrbler le bon fonctionnemnt de l*&ho-in-
t¨¦grateur, s'assurer que la tension de rgfkrence est ex-
acte!xent de 1 volt efficace. Cette v¨¦rificatiI,>n s'effectue
¡®1 l'aide de l'oscilloscope (wmtage suivant).
20
.~-~,
-
Synchronisation
¡¯ t riggar *
du sondeur
I
*9LXIIIoIM
L-...-~,--.,~
-----
---.-.e_-
J
3). ~~lesurf?s.
a! Aniener les stylets de ltenregistreur 2 Z¨¦ro en pressant le bouton
¡°RESET¡±
et laisser lV¨¦quipement int¨¦grer pendant exacteaent 6
minutes (correspondant 5 3. mille nautique Fi 20 noeuds). ?endant
cette pjriode, l*enregistreur doit atteindre une d¨¦viation de
46 m Four chaque canal.
(¨¤ un signal d '??ntr6F! de 1 voit exacte-
-lent
correspond une dhviation de L 5 71~ dans le d¨¦placemnt de
4 6 7'2 avec une pr¨¦cision de 2 0,5 dB!.
2-11 Laisser les deux canaux int¨¦arer presque jusqu'au mximum de
l'¨¦chelle, puis couper la source du signal en pla ?ant Le s¨¦lec-
teur WPERATE - ?'ESTr' surWPERATP - Apr&s 6 minutes l'a varia-
tion par raTport i la d¨¦viation initiale devrait &tre inf¨¦rieure
2 0,s 7\\n7 (1%).
21
CONTROLE DE L'ENSEMBLE SONDEUR-TRANSDUCTEUR
A. PRINCIPE
Le transducteur fonctionne ¨¤ la fois comme emetteur et
comme r¨¦cepteur. Il est n¨¦cessaire dans la suite des calculs de
connaftre avec pr¨¦cision la puissance dt¨¦mission fsLj et
la sensib5.lit¨¦ de r¨¦ception (VR) de 1'¨¦qzipeQent. Pour ce'ta on
:cesure les caract¨¦ristiques du mat¨¦riel utilis6.
Deur m¨¦thodes peuvent dtre employees :
- m;.sure s¨¦parhe de SL et VR (hydrophone! 5
- mrsure globale de (SL + VRI (cible de r¨¦f¨¦rence).
Les deux saleurs ainsi obtenues, outre leur utilisation dans le
calcul de Ilindex de r¨¦flexion TS (l), permettent de contrbler
les performances du mat¨¦riel.
(1) TS = - (SL -t. VR) i- u + 2 aR + 40 log R.
B. MESURES A L'AIDE DE L'HYDROPHONE.
(voir FORBES-MAKKEN, "1972)
lj, Mise en place et aliqnement de l'hydrophone ,
22
L*nldrophone doit etre installts dans 1"axtl: acoustique du
transducteur ( r6ponse naximw) ¨¤ une distance su$rieure ': "L Y et
en a¨¦n&-~1,
_I
inf c'rricure ~ 5 '"1 (environ 3 rrii.
La distance (R! entre le transducteur et l'hydrophonc se
mesure sur I~oscilloscope par la relation :
i? = c.t
c = vitesse du son dans l'eau ( z 2500 r,/s)
t = temps 7~I.s par l'impulsion pour par-
courir R.
Dans le cas des mesures ,q l'hydrophone, R = c.t.
c.t
Dans le cas d'une cible (ex : snh&reI, R = T--
Les mesures doivent ?%tre effectukes successivement avec
diffkentes valeurs de Puissance; de dur¨¦e d'¨¦mission et de bande
passante.
2). Liaisons Electriques (voir sch¨¦ma suivant).
3). Xesure de SL (niveau drkmission).
Le son 03is r)ar
:
le sondeur (par l*intermddiaire du trans-
ducteur
est rer;u par un hydrophone, et mesur¨¦ sur I*osci.lloscope.
On ohtient Vkjyd Cpp)
(PP = pic.? pic ou cr&te a cr&tei
v
vhyd (dB?,, = 20 log pp
2Jz
v h,,d donne nlnrs la pression sonore au niveau de l'hydrophone
.¡®
soit 'h-d
"hyd = 'hyd - SRt
SRt e s t une valeur de correction caract¨¦ristique de l*hydrophone,
fonction de 8. et de t (R = distance ; t = tem;l¨¦rat;>re) ,
r-i
f..+.
L3er~~et alors d'obtenir la pression sonore ?i ? hi du transduc-
:i:/d .
teur, soit SL.
SL = Phvd
+ 20 log R
(SL en d%//lphar 53 1 m).
23
5
-.
-L------
_---_II-_
_I___-f
t
l-
3-
2-
24
Application (exemple tir¨¦ de Forbes et Nakken, 39721
'hyd
= 6 volts pp.
(tension de cr&e>
6
e.b-n 2,12 volts rms
'hyd
(tension efficace)
'2j/T
'hyd
= 20 log 2,12 = 6,5 dB.
SRt (donn¨¦ par le constructeur) = -103,s dB
'hyd
t 6,s -(-103,W = 110 dB
SL = 110 + 20 log R
R = c.t = 1500 x 3.10w3 = 4,5 m
Sec.
d'oij SL = 123 dB
4). Mesure de V R (tension de r¨¦ponse)
.. Principe .
-e-w-- -
q envoie un signal ¨¤ l'hydrophone afin d'obtenir '1 volt
efficace ¨¤ la sortie *%alibration" du sondeur (VIF);
VR = vr - G -(Stt + v
- 20 log RI.
W
o¨´ VR = tension de repense )
vr = tension de sortie du r¨¦cepteur ,
G = contr8le de gain ¨¦talonn¨¦ (gain de l*amplif3xateur,
soit 0 dB OU -20 dB),
Stt = tension de r¨¦ponse de lthydrophone ¨¤ l'¨¦mission
(donn¨¦e par les courbes d'¨¦talonnage de l'hydre-
phone),
'hyd = tension aux bornes de l'hydrophone n¨¦cessaire ¨¤
l'obtention de 1 volt ¨¤ la sortie du r¨¦cepteur,
R
= distance de l'hydrophone au r¨¦cepteur.
- Node o@ratoire a
m--m- --m-m--
. Etablir la fr¨¦quence du signal inject¨¦; elle doit I%re centr¨¦e
sur la fr¨¦quence du sondeur.
'Placer 1 sur X i (mise sous tension),
cr&gler la fr¨¦quence avec 2 et 3.
25
R¨¦gler
4
la tension afin d'obtenir 1 volt efficace ci la r&eption.
4 sur rkeption,
r¨¦gler $c niveau des attdnuateurs (5, puis 6 ¨¦ventuelTementj.
. Autres reglages .
Gain du sondeur = 20 log R, 0 dB .
4
Mesure de signal dc&talonnage .
Placer 4 sur G¨¦n¨¦rateur,
lire la tension (Vhvd 1 sur le voltmG3re.
Calculer VR par 1'Qquation ci-dessus. On peut ensuite effectuer
d'autres mesures en jouant sur Vr et G.
C), MESURES A L'AIDE D'UNE CZBLE DE REFERENCE.
La m¨¦thode consiste % placer sous le transducteur une
cible de surface r¨¦flkhissante o connue, donc de TS connue z
TS = 10 log _D
4n
Connaissant TS, et obtenant U expkimentalement, on peut
tirer (SL + Vi;t> de It¨¦quatfon (1) .
La cible la plus pratique a utiliser estune sph¨¦re,
.r laquelle la section diffusanto est ¨¦gale &
nR2.
26
-, I
Liai ?m's ¨¦lectriques
-
.
¡°Y----¡®---
U-A sSCIL.OSCOPE
.AWl¡¯:d
¡°_
--
L
l----^-
. .
..-----
_III_-
.-
.
^-_
--
-__¡°_
3:. R¨¦glaqes.
1
- Sondeur sous tension, mode Ptoperate".
¡®-l';iecorder rrlode"sur une fonction T V G, ZL par exemple :
dans.ce cas v¨¦rifier que le blocage %L ne se produit
pas sur la boule.
Les mesures s'effectuent avec diff¨¦rents r¨¦glages :
fonction T V G ¨¦gale ¨¤ 40 log R (OdB et 20 dB1 puis 20 log R
(OdB et 20 dB! et avec des valeurs diff¨¦rentes de puissance,
de dur&e d'¨¦mission et de bande passante.
27
4). Mesure de U ,
La valeur de U est Lue sur l*oscilloscope en tension c&te
¨¤ cr@te; elle doit &tre transform¨¦e en tension efficace par la
formule g
ue = Ai-
2t/2
puis en d¨¦cibels avec UdH = 20 1og Ue, Ue ¨¦ t a n t exprimPe e n
volts.
Application .
Mesures effectu¨¦es 2 bord du N.O. CAPRICORNE avec le.son-
deur EX. 38 en mai 1977 sur un flotteur sph&iquc en plastique
(boule de chalut).
Diam¨¦tre de Xa boule = 0,129 m
2
<T =5 nR
z 0,31.3
TSZ
10 log 4;- = -29,8 dB
?Xi= -(SL + VR) -t U + 2 nRo t 40 fog Ro
dans le cas du reglage TVG = 40 log Ro, odR :
RO=I profondeur maximum d'action LVG = 230 m (EK 38)
ty = lO,fi dB/km (coefficient d'absorption du son dans
l'eau pour une fr&quence de 38 kHz.
2&Ro= 4,97dB&+ dB.
40 log Ro=94,47dBcC94,5 dB
(SL + VRI = 29,8 + 5,O + 94,s + U
(SL + VR) = u + 129,3
28
SEFERENCES
BIBLIOGRAPHIQUES
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