Fiske-ekkoloddets principper og almene betragtninger.

Et ekkolods princip ses af nedenstående skitse fig. 1. Pulsgeneratoren udsender et signal (afstemt frekvens til transduceren "svinger") i en kort tid bestemt af en firkantet impuls (tp) til transduceren og en tidsmåler. Transduceren består af "barium titanated keramisk element" (BaTiO3) med en afstemt frekvens på f.eks. 125kHz. Transduceren udsender i denne korte pulstid (tp) en lydbølge med den afstemte frekvens i vandet. Denne lydbølge forplanter sig gennem vandet med en hastighed af ca. 1500 m/sec ned mod bunden, hvor lydbølgen bliver reflekteret og igen modtaget af en "modtager" igen en transducer. For små vanddybder d.v.s lille effekt, kan "svinger" og "modtager" være en og samme transducer. Det modtagne signal er dæmpet ret meget, så derfor forstærkes det op i en egnet forstærker inden det integreres og sendes ind i tidsmåleren. Tidsmåleren starter, når pulsgeneratoren sender den første impuls (tp), og stopper, når ekkoet kommer tilbage til modtageren. Man ser at lydbølgen har bevæget sig med den dobbelte dybde i den målte tid (tm), heraf fås: 2s = c * tm Vanddybden er derfor: s = c * tm / 2 s = vanddybden, c = lydbølgens hastighed i vandet og tm = den målte tid.

Fig. 1 Fig. 2

Lydbølgens hastighed i vand er afhængig af temperaturen og af saltkoncentrationen. Da man skal bruge sit ekkolod i ferskvand og saltvand mellem en temperatur på 1°C og 20°C er ovenfor nævnte hastighed på 1500 m/sec en middel hastighed, som giver en dybdefejlmåling på plus - minus 4 %, hvilket ikke betyder noget for skibsfarten eller fiskeriet. Ekkoloddet er konstrueret med F.S.D. (Fuldt udslag) for 10 meter og 30 meter. Dette giver flg. max og min fejl: Ved 10 meter max 10,40 meter - min 9,60 meter Ved 30 meter max 31,20 meter - min 28,80 meter Beregningen af tidsmålingens nøjagtighed ses bedst af følgende eksempel: 1 sec målt giver en vanddybde på 750 meter 0,1 sec målt giver en vanddybde på 75 meter 0,01 sec målt giver en vanddybde på 7,5 meter 0,001 sec målt giver en vanddybde på 0,75 meter 0,0001 sec målt giver en vanddybde på 0,075 meter Skal man måle vanddybden med ca. 1 meters nøjagtighed, må tiden måles med 1 msec nøjagtighed. Det er tilstrækkeligt, når ovenfor nævnte dybdefejlmåling på plus - minus 4 % tages i betragtning. Ser vi på, hvor små vanddybder vi kan måle, skal vi kigge på pulstiden tp. Denne tid er givet af pulsgeneratorens konstruktion. Pulstiden er ca. 0,5 msec eller 500 µsec og med lydbølgens hastighed på 1500 m/sec giver det en total tilbagelagt længde på: s = c * tp = 1500 * 0,5 m = 0,75 meter Hvilket er den dobbelte vanddybde, vanddybden er så det halve lig med 0,375 meter. Begrundelsen for, at man ikke kan måle mindre dybder er, at ekkoet ikke må komme før pulsen er slukket. Når transducerens frekvens skal vælges, må vi først se på, til hvilket formål ekkoloddet skal anvendes. Der udbydes, så vidt jeg ved, seks frekvenser 50 kHz, 100 kHz, 125 kHz, 175 kHz, 200 kHz og 400 kHz. Måske flere? Ser vi på den almene formel for bølgelængde: Lamda = c / f kan vi let se, at den reflekterende flade må have en vis udbredelse, for at vi kan få et signal tilbage. En højere frekvens giver en mindre flade (fisk) d.v.s. en større opløsning. Da min transducer er på 125 kHz, skal oscillatoren dimensioneres til denne frekvens. Med denne frekvens er det teoretisk muligt at modtage et ekko fra en enkelt fisk med flg. mål: Lamda = 1500 / 125000 = 0,012 meter eller 12 mm At det ikke viser sig i praksis, er en anden sag, da ekkoet er for svag. Men med en faktor på 10 giver det fisk af størrelsen 12 cm, og det er meget realistisk at regne med ekko fra disse fisk. Hvis de små fisk går i store stimer, er det dog muligt at få et ekko hjem. Når lydbølger i vand udbreder sig fra et kugleformet legeme, vil lydintensiteten aftage med afstandens kvadrat. Derfor laves transduceren således, at den udsender et "lydbundt", som er orienteret i en bestemt retning. Transduceren, som er brugt her, udsender lydbølger i en kegleformig søjle ned gennem vandet under en spredningsvinkel på ca. 8 grader. Se skitsen fig. 3. Lydbølgen fra transduceren er således koncentreret i et "lydbundt" ned mod bunden, og lydintensiteten aftage med afstandens kvadrat. En del bliver absorberet af den reflekterende bund og en del giver et ekko. Ekkoet's lydintensiteten mod overfladen aftage ligeledes med afstandens kvadrat

Fig. 3

Fig. 4

Vi kan finde det grundareal G på de forskellige dybder, som dækkes af transduceren ved hjælp af flg. formel: G = phi * r2 Den halve topvinkel v er 4 grader og højden er henholdsvis 10 meter og 30 meter. Dette giver en radius og grundareal for 10 meter vanddybde: r = h * tgv = 10 * 0,07 = 0,7 meter G = phi * 0,72 = 1,5 kvadratmeter Dette giver en radius og grundareal for 30 meter vanddybde: r = h * tgv = 30 * 0,07 = 2,1 meter G = phi * 2,12 = 14 kvadratmeter Test din egen transducer her i dette regneark Et svagt punkt er at beregne den nøjagtige effekt, der skal afsættes i transduceren for at være sikker på at få et ekko hjem. Der er så mange faktorer, som spiller ind, først og fremmest bundens beskaffenhed. Er det en hård bund, der reflekterer godt eller en blød bund, der absorberer de fleste lydbølger. Dernæst hældningen af bunden eller af skibet, for som bekendt vil lydbølgerne reflekteres således, at udfaldsvinklen er lig med indfaldsvinklen, som i værste tilfælde ingen ekko vil give. Se skitsen fig. 4. Flere firmaer, der sælger ekkolod, oplyser fejlagtig en effekt på flere 100 W ja sågar 1000W er nødvendig for at opnå et ekko på flere 100 meter vand. Jeg skal prøve på at komme med en redegørelse, hvorfor det er forkert at bruge betegnelsen Watt, og størrelser på nævnte effekter er vildt overdrevet. Måske sælger det bedre? Eller er det en misforståelse mellem Watt og VA? En effekt målt i Watt (Real power) afsætter varme i en Ohmsk modstand. En blindeffekt (Reactive power) målt i VA er en tilsyneladende effekt i en tabsfri kondensator eller tabsfri spole, der ikke afsætter varme i kondensatoren eller spolen. Forbindes en tabsfri kondensator og en tabsfri spole enten i serie eller i parallel over 230 Volt, vil man ikke se måleren dreje rundt. Der optages ingen effekt. DU SKAL IKKE GØRE DETTE, FOR DER FINDES INGEN TABSFRI SPOLE. Først en forklaring på transducerens krystal. Små krystalplader af kvarts vil, hvis der udøves et tryk eller træk på en bestemt måde i forhold til krystallens akse, afgive en spænding vinkelret på kraftretningen på krystallens overflade. Størrelsen af spændingen er proportional med den virksomme kraft. Ved bevægelse i begge retninger opstår der en vekselspænding. Det er det, der kaldes for den piezoelektriske effekt. De fleste af den "ældre" årgang, som havde en grammofon, husker nok krystal pick-up'en. Det var nemlig denne, der gav lyd fra sig, når den kørte i rillerne. Det omvendte kan også lade sig gøre. Nemlig at påtrykke krystallen en vekselspænding, og den vil komme i mekaniske svingninger med denne vekselspændings frekvens. En krystal har en uendelig stor Ohmsk modstand, der faktisk ikke kan måles. Derfor hed det også en højimpedans pick-up. I modsætning til magnet pick-up, der var lavimpedans. Når du køber et ekkolod får du to dele, som er tilpasset til hinanden. Ekkoloddets elektronik der indeholder generatorspolen med den nødvendige spændingskilde til at give den afstemte kreds et "spark". Det ses tv. for skillelinjen på fig. 5. Transduceren med en ganske bestemt kabellængde, og dermed en bestemt kapacitet. Det ses th. for skillelinjen på fig. 5. Nu forstår du sikkert, hvorfor kablet ikke må afkortes? Skitse fig. 5 herunder viser et ækvivalent diagram for ekkolod og transducer koblet sammen. Inde i elektronikken befinder sig spændingskilden og generatorspolen med sin serietabsmodstand RsL. I transduceren med kabel befinder sig en kapacitet med sin paralleltabsmodstand RpC, samt krystallen, der er tabsfri. Det er lederne i kablet, der danner en kapacitet, og det er isolationen (dielektrikum) mellem lederne der er årsagen til tabet. Sådan et LC kredsløb hedder parallelsvingningskreds. Dette kredsløb er afstemt til en resonansfrekvens, som i dette tilfælde er 125 kHz. Reaktansen ZL udgøres af generatorspolen. Serietabsmodstand RsL er den Ohmske modstand i kobbertråden og kan måles med et Ohmmeter. Her målt til 8,6 Ohm. Reaktansen Zc udgøres af kablets kapacitet. Paralleltabsmodstand RpC er afhængig af det anvendte dielektrikum, men er normalt uendelig stor > 2.500 MOhm, så man kan se bort fra denne i beregningerne. Nu skal vi se på værdierne og foretage nogle computer beregninger. Hertil anvendes en Dell Computer med dobbelt RAM. Alle værdier skal indsættes i MKSA systemet. Frekvensen i Hz, Kapaciteten i Farad, Selvinduktionen i Henry, Modstand i Ohm, Strøm i Ampere og spænding i Volt. Der er brugt flg. præfikser i formlerne: M=106, K=103, m=10-3, µ=10-6, n=10-9. Prøv mit Excel regneark til udregning af ZL og ZC.

De kendte størrelser for min transducer er: C = 3nF, RsL = 8,6Ohm, f = 125kHz og Vpp 500V = Vp 250V Fig. 5 Fig. 6

For resonansbetingelse i en elektrisk svingningskreds gælder flg. ZL = Zc, (induktive modstand ZL og kapacitive modstand Zc ophæver hinanden ved resonans også kaldet reaktanser = blindmodstande. Der bliver kun den Ohmske modstand tilbage - tabsmodstanden hvori den virkelige effekt afsættes). Zc = 1/(omega * C) = 1/(2*phi*125K*3n) = 424 Ohm [omega = 2*phi*f] L = ZL / 2 * phi * f = ZC / 2 * phi * f = 424 / 2* phi * 125K = 540 uH ZL = omega*L = 2*phi*125K*540u = 424 Ohm Omega = 2*phi*f   (vinkelhastighed m/sec), ( f = 1/t ) f = 1/(2*phi*kvrod(L*C)) = 1/(2*phi*kvrod(540u*3n) = 125 kHz Serietabsmodstanden RsL i generatorspolen kan omregnes til en paralleltabsmodstand Rp efter flg. formel: Rp = ZL2/RsL = 4242/8,6 = 21 KOhm Godheden for en spole Q = ZL/RsL = 424/8,6 = 49 Rres = ZL*Q = 424*49 = 21 KOhm En tabsfri parallelsvingningskreds ved resonans har uendelig stor modstand. Men virkeligheden er, at den virker som en almindelig Ohmsk modstand med Rres = Rp her 21 KOhm. Vi kan derfor tegne et nyt ækvivalent diagram fig. 6. En vekselspænding behøver ikke altid at gå gennem 0 (nul). Den kan godt være overlejret på en jævnspænding. Vpp er målt til 500 Volt, hvilket giver Vp 250 Volt, men vi skal bruge Vrms for at udregne den effekt, der afsættes i Rres = Rp. Vrms = Vpp/(2*kvrod2) eller Vp/kvrod2 = 500/2,82 eller 250/1,41 = 177 V Vi har nu alle værdier til at udregne den afsatte effekt i transduceren: P = Vrms2/Rres = 1772/21K = 1,492 W eller 1.492 mWatt

Som man kan se, der er langt op til 100W eller mere, som nogle hævder der afsættes i transduceren. Hvis der virkelig skulle afsættes 1000W i en transducers ækvivalente tabsmodstand ville regnestykket se således ud efter formlerne: P=V*I, Ohms lov: V=I*R og I= V/R indsættes dette fås: P=V2/R og P=I2*R Isoleres V fås: Vrms = kvrod(P*Rres) = kvrod(1000*21K) = 4.583 V over transduceren. Isoleres I fås: Irms = kvrod(P/Rres) = kvrod(1000/21K) = 0,218 A udgangsstrøm. Forklaringen på dette ligger i begrebet "Vekselstrømseffekt". Beregner man den øjeblikkelige effekt (V*A) under hensyntagen til fortegn, viser det sig, at effekten ved en Ohmsk modstand er en stadig vekslende værdi, som dog altid vil være positiv. Ved en kondensator eller en spole vil der opstå en vekslende positiv og negativ værdi, således at middelværdien over en periode vil være 0 (nul). Der er her ikke tale om nogen effekt, men derimod om en blindeffekt. Her bliver der i den ene halvperiode optaget en effekt fra strømkilden, mens den igen afgives til strømkilden i den næste halvperiode. Forekommer der i en vekselstrømskreds en impedans, vil produktet af spændingen og strømmen (V*A) give en tilsyneladende effekt, der måles i Volt Ampere (VA), der vil være større end den virkelige effekt. Der er netop en impedans (ZL og Zc) på 424 Ohm i svingningskredsen. Det er disse der er begrebet til blindeffekt: Pblind = Vrms2/ZL eller Vrms2/Zc = 1772/424 = 73,6311 VA ~= 74 VA Den effektive effekt og blind effekt kan sammenstilles geometrisk (ved trekanter) eller Pythagoras læresætning: Pres = kvrod(P2 + Pblind2) = kvrod(1,4922+73,63112) = 73,6461 VA ~= 74 VA. Heraf ses, at det er blind effekten, der er den dominerende størrelse. Du kan se ovenstående computer beregningerne for transduceren på en ny side ved at klikke her. Derfor er det den på 74 VA, som forhandlerne opgiver, det lyder af mere end blot 1492 mW eller 1,492 W. Må jeg også prøve på at forklare fænomenet uvidenskabeligt: Måske mere forståeligt for menig mand/kvinde. Prøv at sammenlign en parallelsvingningskreds med en gynge, hvor begge to er sat i gang. Parallelsvingningskredsen med en spænding. Gyngen med dine hænder. I parallelsvingningskredsen skifter energien mellem kondensatoren og spolen i al evighed, HVIS disse to komponenter var tabsfrie. Gyngen vil også svinge i al evighed, HVIS der ingen luftmodstand, gnidningsmodstand og tyngdekraft var. Parallelsvingningskredsen og gyngen "dør" ud, der er altså et tab begge steder. Hvis vi tilføre parallelsvingningskredsen en energi, der svarer til dette tab, fortsætter parallelsvingningskredsen med at svinge med sin resonans frekvens. I det beregnede tilfælde var energitabet 1,492 W for at udnytte en blindeffekt inde i parallelsvingningskredsen på 74 VA. Du kan holde gyngen i gang med et lille "puf", hver gang den kommer tilbage til dig med en kinetisk energi, der svarer til: Eks = ½ * m * (v1-v2)2. Det er dette, der udgør tabet i gyngen. v1 er udgangshastigheden og v2 er hastigheden ved tilbagekomsten af gyngen.

Pulsgenerator med pulsed 125 kHz oscillator

Vi skal nu se på, hvilke blokke der er nødvendige for at konstruere et simpel ekkolod til brug for fiskeri fra en båd. Ekkoloddet skal naturligvis være batteri drevet og må gerne kunne tilsluttes en 12 V akkumulator i en motorbåd. Strømmen i ekkoloddet skal være moderat, således at batterierne ikke drænes for hurtigt. Komponenterne skal være billige, let tilgængelig, og det skal være muligt at lave ekkoloddet hjemme på "køkkenbordet". Blokdiagrammet ses ovenfor på fig. 2, og jeg skal nu beskrive hver enkelt bloks funktion og lave et egnet kredsløb. De tre blokke er: Pulsgenerator med pulsed 125 kHz oscillator, 125 kHz forstærker med integrator og Bistabil MultiVibrator (BMV).

Først strømforsyningen. Der bruges 8 stk 1,5 V batterier. Det er op til dig selv at vælge størrelsen på disse. Finder du et egnet kabinet, som kan indeholde 8 stk D Size, så brug dem. Ellers går du ned i størrelse: C Size. Jeg selv har brugt AA Size. Transduceren er købt færdig hos en forhandler, der sælger ekkolod. Jeg har valgt en transducer der "svinger" med en frekvens på 125 kHz. Pulsgeneratoren er opbygget som en blokeringsoscillator, hvori transformatoren går i mætning. Med denne kobling er man ud over problemet med varierende pulstider ved udskiftning af transistorer med forskellige ß værdier. Der kræves kun, at ß er over en hvis størrelse, så det ikke er transistoren, der går i mætning først. I princippet er en blokerings oscillator en modkoblet forstærker med positiv tilbagekobling. Da man kan vende faserne med en transformator, er det vigtig, at disse vendes korrekt. Virker det ikke, vendes blot en af ledningerne på enten primær siden eller sekundær siden. Nyhed: Jeg er ved at lave et forsøg med en timer 555, så der kan dannes den samme puls på 0,5 mS med to pulsafstande på henholdsvis 14 mSec for 10 meter og 42 mSec for 30 meter. Diagrammet med Excel regneprogrammet ses her på Astabil Multivibrator med Timer 555. Timeren 555 vil kun indgå i et kredsløb med NPN transistorer, altså med minus til stel. Tiden tp er altså bestemt af den tid det tager for at transformatoren går i mætning. Pulsafstanden T skal bestemmes ud fra F.S.D. for de to vanddybder. Løses ligningen overfor: s = c * t / 2 med hensyn til T, får vi følgende to tider: T = 2 * s / c = 2 * 10 / 1500 = 0,013 Sec = 14 mSec for 10 meter T = 2 * s / c = 2 * 30 / 1500 = 0,040 Sec = 42 mSec for 30 meter Efterskrift: Jeg har haft dårlig erfaring med 60 meter, så den er udgået af projektet. I de Danske søer og farvande er det også overflødigt med denne dybde for mit fiskeri. Der gives ca. 5% tillæg på tiderne. På det endelige diagram ses de to trimmer P1 og P2, som indstilles for korrekte tider. Blokeringsoscillatoren efterfølges af en emitterfølger forstærker med høj indgangsimpedans, således kredsløbet ikke belastes nævneværdigt. En emitterfølger forstærker har altid en forstærkning under 1. Pulsen tages ud over emittermodstanden R4 og føres ind på basis af transistoren Q1. Q1 er en pulserende oscillator og generatorspolen skal både afstemmes til transducerens frekvens - se ovenfor - og have impedans tilpasning til Q1. Jeg skal afholde mig fra at komme ind på beregningen af impedans tilpasningen af spolen (foreløbig). Udtagne er fundet ved en forsøgs opstilling, og det virker. Diagrammet ses herunder for pulsgenerator og pulsed oscillator på 125 kHz.

Fig. 7 To diagrammer med henholdsvis PNP og NPN transistorer

På diagrammerne fig. 7 ses en omskifter S2 med 2 stillinger, det er denne, man vælger vanddybden med. Den anden "omskifter" S1 er en push-switch, som bruges til at indstille instrumentet 0-stilling med. Pulsgeneratorens signal til målekredsen - den bistabile multivibrator - kortsluttes og derved skal instrumentet vise 0. 0 stilling indstilles med P4 i den bistabile multivibrator. Kernen i generatorspolen kan justeres med en isoleret trimmerpind. Dette kan gøres på to måder, enten ved hjælp af et oscilloscop eller på stor vanddybde. Et oscilloscop tilsluttes TP1 og kernen justeres til max. pulserende 125 kHz amplitude. Det kan også lade sig gøre at finde max. følsomhed på ca. 20 meter vand ved at dreje kernen lidt frem og tilbage, og så finde en midterstilling, hvor signalet er stabilt. Det er en god ide at placere generatorspolen således, at man kan trimme denne gennem et hul i kabinettet. Den opmærksomme læser har sikkert bemærket, at de første diagrammer var med transistorer af PNP typen. Begrundelsen var, at ekkoloddet blev lavet sidst i 60'erne og først i 70'erne, så der var ikke mange valg muligheder dengang. Ulempen er, at ekkoloddet har plus til stel, og hvis det skal bruges i en "jern" båd med en 12 volt akkumulator, er det ikke så godt. Hvis ekkoloddet kun bruges med batterier, og det er indbygget i et isolerende kabinet, som vist på Fig. 11, betyder det ikke noget. Men jeg har besluttet mig for at lave en ny udgave med NPN transistorer, som vil blive vist i den kommende tid. Vær dog opmærksom på, at den er endnu ikke afprøvet i praksis.

125 kHz amplifier og integrator

Det reflekterede ekko er meget svag og skal derfor forstærkes kraftig op, inden det sendes ind i en integrator. Forstærkeren er en tretrins forstærker, hvoraf de to første trin Q1 og Q2 er afstemte kredse og tredje trin Q3 er uafstemt. Integratoren er Q4. Forstærkeren giver ca. 105 dB inden signalet går ind i integratoren. Se min dB kalkulator. I skrivende stund eksperimenteres med at gøre anden trin Q2 variabel - indsætte en gain kontrol for max. vanddybde (30 meter) - således evnt. falske ekkoer fra skruens turbulens forhindres under sejllads. Så kan man forøge loddets følsomhed, når man fisker, og derved opspore enkelte mindre fisk eller fiskestimer.

Fig. 8 To diagrammer med henholdsvis PNP og NPN transistorer

Målekredsløbet den bistabile multivibrator

Udlæsningen fra et ekkolod kan vises på mange måder. Man kan købe et færdig ekkolod med en lille plasma skærm for 2.000,00 kr, men det er sjovere at bruge et ekkolod, som man selv har fremstillet og forstår dets virkemåde. En enkelt måde at vise vanddybden på vil være at bruge et viser instrument, hvor skalaen er inddelt til F.S.D. for de to vanddybder: 10 meter og 30 meter. Jeg bruger et drejespoleinstrument med F.S.D for 1 mA. Skalaen har jeg selv lavet på en PC og limet over den originale skala. Den bistabile multivibrator kan anvendes til at vise den målte tidsforskel mellem generator pulsen og det reflekterede ekko. Tidsforskellen omsættes dog til vanddybde, da det er denne, vi er interesseret i.

Fig. 9 To diagrammer med henholdsvis PNP og NPN transistorer Fig. 10 To diagrammer med henholdsvis PNP og NPN transistorer

Billederne ovenfor fig. 9 er en opstilling over måden, hvorpå man justerer 'ZERO' på instrumentet. Billederne ovenfor fig. 10 er en opstilling over måden, hvorpå man justerer F.S.D. på instrumentet. Dette er kun vist, hvis man selv ønsker at eksperimentere med bistabile multivibratorer (BMV). I praksis for dette ekkolod foretages disse indstillinger ved at holde 'Push-S1' inde og indstille instrumentet til 0 ved hjælp af potentiometeret P4. Dette potentiometer er et internt trimmepotentiometer, som kun skal indstilles een gang for alle. F.S.D. foretages ved at holde 'Push-S3' inde og indstille instrumentet til fuldt udslag ved hjælp af potentiometeret P5. Dette potentiometer er et eksternt potentiometer, som skal indstilles, hver gang ekkoloddet tages i brug. Begrundelsen er, at afbryderen også er på dette potentiometer, samt at batterispændingen kan variere med tiden. Igen er der 2 kredsløb, et for PNP transistorer og et for NPN transistorer.

Transduceren og det færdige "Køkkenbords" ekkolod i kabinet. Komplet diagram for ekkoloddet findes her.

Fig. 11 Fig. 12

En transducer består af et piezo-elektrisk element, der bliver påtrykt en høj spændingspuls flere gange i sekundtet. Derved sættes dette piezo-elektrisk element i mekaniske svingninger med sin egen resonansfrekvens. Efter en årrække - det kan være 10 år eller 20 år - indtræffer der "metaltræthed", og transduceren fungere ikke mere og må derfor udskiftes. Ordet "metal" er selvfølgelig ikke korrekt, men det er alle mennesker bekendt med. Hvis vi ser på de faktorer, som er med til at nedsætte levetiden for en transducer, støder vi først på tiden T eller omsat til vanddybde: I måleområdet 10 meters vanddybde får det piezo-elektrisk element 72 pulser pr. sec. I måleområdet 30 meters vanddybde får det piezo-elektrisk element 24 pulser pr. sec. Ergo! det "slider" mere på transduceren i måleområdet 10 meters vanddybde. Levetiden forlænges naturligvis, hvis du husker at slukke for dit ekkolod, når du ligger stille og ikke har brug for det. Når du trækker båden på land, og transduceren ikke er omgivet af vand, skal ekkoloddet være slukket. Transduceren kan blive overbelastet med for store amplitude vibrationer og dermed ødelægges denne. Dette gælder forholdsvis for ekkolod med stor udgangseffekt målt i Watt. Hvordan måler man om transduceren virker, når den er frakoblet ekkoloddet? Man kan ikke foretage en alm. d.c. modstandsmåling på et piezo-elektrisk element. Det giver ingen mening. Men selvfølgelig skal man da måle sit kabel igennem for kortslutning, og finder man værdier på 20 MOhm og opefter, er der ingen kortslutning. Tværtimod kan der være en afbrydelse i kablet. Så skal kablet klippes lige ovenover transduceren inde i båden, og kablet Ohmes igennem. Er dette også OK, er transduceren slidt ned og må udskiftes. Det forudsættes, at ekkoloddet elektronik er OK. Men prøv først nedenstående måleopstilling inden du klipper kablet over.

Fig. 11

Med opstilling i fig. 11 kan transduceren Impedans findes: Man skal bruge 2 stk. AC voltmeter med høj indgangsimpedans, og samtidig skal de være istand til at måle ved den indstillede transducer frekvens (her 125 kHz). Bedst er et dobbeltstråle oscilloscope. En signalgenerator (tonegenerator) der går op til målefrekvensen og med en passende udgangsspænding. Her 20 Volt peak to peak, det giver 7.07 Volt rms, som måles med et AC voltmeter. Forbind komponenterne og instrumenterne som vist i opstillingen. Potentiometeret indstilles således, at AC voltmeteret over T.U.T. viser den halve værdi af det andet AC voltmeter. Bruger man et dobbeltstråle oscilloscope tilsluttes de to indgange ligesom AC voltmeterne. Når den halve værdi af Vinpp (Oscilloscope) eller Vinrms (AC Voltmeter) er fundet, afmonteres potentiometeret - husk ikke at røre ved indstillingen - og den Ohmske modstand måles. Det svarer nu til transducer Impedansen ZC ved den målte frekvens. Det skal bemærkes, at kablet med sin parallel kapacitet og seriemodstand indgår i målingen. En seriemodstand kan altid omregnes til en parallelmodstand efter flg. formel: ZC2 / Rs. Jeg har målt min egen transducer med ovenstående opstilling og fundet disse værdier: Impedansen: 420 Ohm ved 125 kHz Faseforskydningen: 0,8 uSec. Parallel kapacitet i alt: 3 nF Parallelmodstand: Meget større end 20 MOhm (kunne ikke måles med mit Ohm meter) NB. Målemetoden kan være noget usikker, da generatorspolen jo ikke er med, og derfor er det ikke rigtig nogen parallelsvingningskreds. Det giver blot en god indikation af, at transduceren incl. kabel ikke er helt defekt.

I min søgning på nettet har jeg fundet disse artikler: Refitting a Dept Sounder Transducer by Jim Hebert. Artiklen er på engelsk og beskriver de overvejelser, man gør, hvis ens ekkolod er OK, men transduceren er "udbrændt". Mounting instruction Dept transducer + amplifier box Artiklen er på engelsk og beskriver, hvorledes transduceren og selve ekkoloddet monteres i båden.

LÆS DENNE ANSVARSFRASKRIVELSE: Du er velkommen til at bygge dette ekkolod efter diagrammet og mit PCB udlæg, men du skal ikke forvente hjælp, hvis det går "galt". Dette kredsløb anvender ikke potentielt dødelige niveauer af spænding og strøm, men kun 8 stk. 1,5V batterier. VÆR FORSIGTIG! Hvis du ikke er sikker på, hvad du gør, især når det kommer til kredsløb med strøm fra 230VAC. DET ER DIT ANSVAR: At hente hjælp, at forlade projektet, ikke komme til skade, ikke bygge sjusket kredsløb, ikke såre andre, ikke starte brande. Denne information stilles til rådighed som en service til enhver person. Et hvert ansvar for sikker og korrekt anvendelse af dette kredsløb fraskrives.

one.com