Phương thức phát sóng của máy đo sâu: Giải pháp đo đạc chính xác

Phương thức phát sóng của máy đo sâu là yếu tố then chốt quyết định đến hiệu quả và độ chính xác trong quá trình khảo sát thủy văn. Đây là cơ chế truyền tín hiệu từ thiết bị xuống đáy nước nhằm đo lường độ sâu và địa hình đáy biển hoặc sông hồ. Việc lựa chọn đúng phương thức phát sóng không chỉ giúp tăng cường khả năng phản hồi tín hiệu mà còn giảm thiểu sai số do môi trường nước gây ra. Cùng Việt Thanh Group tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

>>> Xem thêm: Thiết bị thủy văn – Giải pháp đo địa tầng đáy biển hiệu quả với công nghệ hiện đại

Các phương thức phát sóng của máy đo sâu 

Phương thức phát sóng liên tục (CW – Continuous Wave)

Phương thức phát sóng liên tục (Continuous Wave – CW) là một kỹ thuật truyền thống được sử dụng trong các thiết bị đo sâu, đặc biệt là máy đo tốc độ chuyển động của tàu. Phương thức này dựa trên việc phát sóng âm liên tục và nhận tín hiệu phản hồi để xác định thông tin về độ sâu hoặc khoảng cách đến các vật thể dưới nước.

Cơ chế hoạt động:

Hệ thống CW sử dụng hai bộ tạo dao động độc lập: một bộ phát tạo ra sóng âm liên tục truyền qua môi trường nước, và một bộ thu ghi nhận sóng phản xạ từ đáy biển, vật thể dưới nước, hoặc các lớp phân cách độ sâu. Sóng âm sau khi phát ra sẽ truyền qua nước, va chạm vào các bề mặt và phản xạ trở lại. Tín hiệu phản hồi này được phân tích để tính toán độ sâu dựa trên thời gian truyền sóng và tốc độ âm thanh trong nước.

Tuy nhiên, phương thức CW gặp phải một số hạn chế, đặc biệt khi hoạt động ở độ sâu lớn. Hiện tượng tán xạ do các hạt vi lạp trong nước (như bùn, cát, hoặc sinh vật phù du) có thể làm suy giảm cường độ tín hiệu, dẫn đến tín hiệu thu bị nhiễu hoặc mất độ chính xác. Ngoài ra, nhiễu từ bọt khí tạo ra khi tàu di chuyển, đặc biệt trong trường hợp tàu chạy lùi hoặc ở tốc độ cao, cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng tín hiệu, gây khó khăn trong việc xác định độ sâu chính xác.

Ứng dụng:

Phương thức CW thường được sử dụng hiệu quả trong các vùng nước cạn, nơi tín hiệu phản hồi vẫn giữ được cường độ mạnh và ít bị ảnh hưởng bởi tán xạ. Tuy nhiên, do những hạn chế về độ sâu và nhiễu tín hiệu, phương thức này dần bị thay thế bởi các công nghệ tiên tiến hơn trong các thiết bị đo sâu hiện đại, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao.

Phương thức phát sóng xung (Pulse Wave)

Để khắc phục những nhược điểm của phương thức CW, phương thức phát sóng xung (Pulse Wave) được phát triển, mang lại hiệu quả vượt trội trong việc đo độ sâu và tốc độ chuyển động của tàu. Phương thức này sử dụng các xung năng lượng âm ngắn, mạnh, giúp tối ưu hóa việc thu nhận tín hiệu và giảm thiểu nhiễu.

Cơ chế hoạt động:

Trong hệ thống phát sóng xung, thiết bị sử dụng một bộ tạo dao động duy nhất để thực hiện cả hai chức năng phát và thu, thay vì hai bộ riêng biệt như CW. Quá trình bắt đầu bằng việc phát một xung sóng âm năng lượng cao trong một khoảng thời gian rất ngắn (thường tính bằng mili giây). Sau khi phát, thiết bị chuyển sang chế độ thu, chờ tín hiệu phản xạ từ đáy biển hoặc vật thể dưới nước quay về. Thời gian từ lúc phát xung đến khi nhận tín hiệu phản hồi được sử dụng để tính toán độ sâu, dựa trên tốc độ lan truyền của âm thanh trong nước.

Phương thức này không chỉ giảm thiểu nhiễu từ môi trường mà còn tối ưu hóa hiệu suất thiết bị. Việc sử dụng một bộ tạo dao động duy nhất giúp giảm chi phí sản xuất, kích thước và trọng lượng của thiết bị, đồng thời tăng độ bền và độ tin cậy. Hệ thống xung có khả năng hoạt động hiệu quả ở độ sâu lên đến 300 mét hoặc hơn, tùy thuộc vào tần số sóng mang và công suất của thiết bị.

Ứng dụng:

Phương thức phát sóng xung được đánh giá cao nhờ tính linh hoạt và độ chính xác, phù hợp cho nhiều điều kiện môi trường khác nhau, từ nước cạn đến nước sâu. Với khả năng phát hiện tín hiệu phản hồi nhanh chóng và ổn định, phương thức này được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động khảo sát đáy biển, đo đạc thủy văn, và hỗ trợ điều hướng hàng hải. Nó cũng là lựa chọn ưu tiên trong các hệ thống sonar hiện đại, đảm bảo hiệu suất cao ngay cả trong những điều kiện khắc nghiệt.

Hi-Target là thương hiệu uy tín trong lĩnh vực thiết bị đo đạc trắc địa, nổi bật với các dòng máy đo sâu hồi âm hiện đại như: Hi-Target HD Lite, Hi-Target HD Max,..  được tối ưu hóa để cung cấp dữ liệu đo đạc chính xác, ổn định và phù hợp với nhiều điều kiện thủy văn khác nhau, đáp ứng hiệu quả nhu cầu khảo sát trong các lĩnh vực hàng hải, thủy lợi và nghiên cứu địa hình đáy nước. Vì lẽ đó, các sản phẩm của Hi-Target được nhiều chuyên gia và khách hàng tin dùng trong nhiều năm qua, trở thành trợ thủ đắc lực giúp công việc bạn thuận lợi và hiệu quả hơn.

So sánh các phương thức phát sóng của máy đo sâu 

Khi so sánh hai phương thức phát sóng của máy đo sâu, phương thức phát sóng xung vượt trội hơn nhờ khả năng tương thích với nhiều độ sâu, hoạt động hiệu quả ở độ sâu lớn, lên đến 300 mét, trong khi phương thức CW bị giới hạn ở vùng nước cạn, tối đa 60 mét. Hệ thống phát sóng xung chỉ cần một bộ tạo dao động duy nhất cho cả phát và thu, tiết kiệm chi phí và gọn nhẹ hơn, còn CW yêu cầu hai bộ riêng biệt. Phương thức CW gặp khó khăn ở độ sâu lớn do tán xạ sóng và nhiễu từ bọt khí khi tàu di chuyển, dẫn đến độ chính xác giảm. 

Ngược lại, hệ thống phát sóng xung đảm bảo độ chính xác cao, tín hiệu rõ ràng ở mọi độ sâu, đồng thời giảm nhiễu hiệu quả nhờ chế độ thu ngắt quãng. Do đó, phương thức xung được ưa chuộng hơn trong khảo sát đáy biển và đo đạc hàng hải, đặc biệt ở điều kiện khắc nghiệt, trong khi CW phù hợp cho nước cạn và môi trường ổn định.

Bảng so sánh hai phương thức phát sóng của máy đo sâu

>>> Xem thêm: Xử lý số liệu đo sâu: Bước quan trọng trong khảo sát thủy văn chính xác

Phương thức phát sóng của máy đo sâu đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo độ chính xác và hiệu quả của quá trình đo đạc thủy văn. Việc hiểu rõ và lựa chọn phương thức phù hợp không chỉ nâng cao chất lượng dữ liệu thu thập mà còn tối ưu hóa hiệu suất vận hành thiết bị trong từng điều kiện môi trường cụ thể.