طراحي، ساخت و ارزيابي دستگاه تيكه‌نگاري صوتي رودالي

(Design, manufacture and the evaluation of Fluvial Acoustic Tomography System (FATS

سامانه تيكه‌نگاري (اِي‌تي- ت‌ص) صوتي امواج صوتي را به در زيرآب تراگسيل مي‌كند، سامانه‌هاي اِي‌تي (ت‌ص) خصوصيات فيزيكي جريان را به صورت پيوسته در رودخانه‌ها، درياها و اقيانوس‌ها اندازه‌گيري مي‌كند. دستگاه‌هاي تيكه‌نگاري صوتي با اتصال به ماهواره‌هاي جي‌پي‌اِس با دقت نانو‌ثانيه همگاه‌سازي مي‌شوند و در يك زمان واحد امواج صوتي را ارسال مي‌كنند. بعد از تجزيه ­و ­تحليل زمان رسيدن امواج صوتي به دستگاه‌ها، خصوصيات جريان آب محاسبه مي‌گردد. در اين مقاله، طراحي و نحوه‌ي عملكرد فن­اوري يك سامانه‌ي تيكه‌نگاري صوتي بررسي شده و كارايي آن در مجراي آب كوثر دانشگاه صنعتي مالك اشتر مورد ارزيابي قرار گرفته است. بدين منظور دو سامانه تيكه‌نگاري صوتي رودالي (س‌ت‌ص‌ر- اِف‌اِي‌تي‌اِس) به فاصله‌ي 127 متري از يكديگر در دو طرف اين مجرا قرار داده شدند. س‌ت‌ص‌ر- ها (اِف‌اِي‌تي‌اِس) به‌طور هم‌زمان در هر 60 ثانيه تپ‌هاي صدا از تراگذارهاي تمام‌جهته تراگسيلدند. براساس تحليل‌هاي انجام‌شده، سرعت صدا در آب 1482 متر بر ثانيه و دماي آب نيز 3/20 درجه سلسيوس بودند. داده‌هاي سرعت صدا و دماي آب به‌دست‌آمده از روش تيكه‌نگاري صوتي با استفاده از حسگر دما با مقدار خطاي نسبي كم‌تر از 5 درصد ارزيابي شدند. هم‌چنين، سرعت جريان آب صفر متر بر ثانيه توسط دستگاه برآورد شد كه با توجه به ساكن بودن آب مجرا، صحت اندازه‌گيري كاملاً مورد تاييد واقع گرديد.

Underwater Acoustic Tomography (AT) system transmits acoustic waves into the water. The AT systems continuously measure the physical characteristics of the flow in rivers, seas and the oceans. The AT systems are synchronized via a GPS clock connectied to the satellites. Hence, the systems transmit the acoustic waves at the same time. The systems record the arrival time of acoustic waves. After analyzing the received signals, the flow characteristics would be estimated. In the present study, design, manufacture and performance of an AT system are investigated in the Kousar Channel, Malek-Ashtar University of Technology. Two Fluvial Acoustic Tomography Systems (FATS) were deployed on both sides of the channel. The horizontal distance between two systems was 127m. The FATS simultaneously transmitted sound pulses from the 30 kHz omnidirectional transducers every 60 seconds. The results showed that the underwater sound speed and the water temperature were 1482 m/s and 20.3 ˚C, respectively. The temperature sensor measured the surface temperature in the various points of the channel and confirmed the validity of the FATS measurement with the relative error of 5%. The estimated flow velocity was zero. Due to the water stagnation.