ซาวเดอร์

เทคโนโลยีโซนาร์ อาศัยคุณสมบัติของคลื่นเสียงในการวัดระยะทางใต้น้ำ โดยใช้หลักการวัดเสียงสะท้อน (echo sounding) เพื่อกำหนดความลึกของน้ำ โดยคำนวณช่วงเวลาที่คลื่นเสียงส่งออกไป จนกระทั่งได้รับสัญญาณเสียงสะท้อนกลับ

คลื่นเสียงเดินทางผ่านน้ำด้วยความเร็วคงที่ประมาณ 1,480 เมตรต่อวินาที คลื่นเหล่านี้ จะเคลื่อนตัวออกจากแหล่งกำเนิดเสียง กระทบกับวัตถุ และพื้นทะเล แล้วสะท้อนกลับมายังต้นทาง เครื่องมือโซนาร์จะส่งคลื่นเสียงลงไปในน้ำ และคลื่นเหล่านี้ จะเคลื่อนที่เป็นรูปแบบคล้ายคลื่น จนกว่าจะพบกับพื้นผิวที่เป็นของแข็ง

วิธีการวัดความลึกด้วยเสียงสะท้อน เป็นการจับเวลาการเดินทางของคลื่นเสียง โดยสรุปคร่าวๆ มีดังนี้

• เครื่องมือโซนาร์จะสร้างคลื่นเสียงใต้น้ำ
• คลื่นเสียงนี้เดินทางไปยังพื้นทะเล แล้วสะท้อนกลับมา
• มีการบันทึกเวลาที่ใช้ในการเดินทางไปกลับครั้งนี้
• เครื่องมือโซนาร์คำนวณระยะทาง โดยใช้เวลาที่คลื่นเสียงเดินทาง และความเร็วของเสียงในน้ำที่ทราบค่าอยู่แล้ว

ด้วยวิธีนี้ อุปกรณ์สามารถสร้างภาพแสดงความลึก (depth profile) ที่แม่นยำของพื้นทะเล หรือก้นทะเลสาบที่อยู่ใต้เรือ การวัดความลึกด้วยเสียงสะท้อนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในงานต่างๆ ตั้งแต่การเดินเรือในกองทัพเรือ ไปจนถึงการหาปลา และการวิจัยทางสมุทรศาสตร์

อุปกรณ์ซาวเดอร์ ซึ่งเป็นพื้นฐานในการเดินเรือในทะเล ได้มีการพัฒนาจากเชือกวัดความลึกแบบพื้นฐาน มาเป็นเทคโนโลยีโซนาร์ที่ซับซ้อน ซึ่งใช้วัดความลึกของน้ำด้วยคลื่นเสียง

ในสมัยโบราณ กะลาสีเรือใช้วิธีการง่ายๆ แต่แยบยลในการวัดความลึกของน้ำ หนึ่งในวิธีที่เก่าแก่ที่สุดคือการใช้ตุ้มน้ำหนักผูกกับเชือกหรือเส้นเอ็น เรียกกันว่า "การหยั่งน้ำด้วยเชือก และตุ้มตะกั่ว" เพื่อวัดความลึกใต้กระดูกงูของเรือ กะลาสีจะหย่อนเชือกถ่วงน้ำหนักลงไปจนกว่าจะถึงก้นทะเล พวกเขาทำเครื่องหมายความยาวบนเส้นเชือก โดยปกติแล้วจะใช้วิธีการวัดแบบฟาทอม (fathom) เพื่อระบุความลึก วิธีนี้ใช้แรงงานมาก และจำกัดด้วยความลึกที่ผู้ควบคุมสามารถหย่อนเชือกไปถึงได้

ช่วงเปลี่ยนผ่านสู่เครื่องวัดความลึก (sounder) สมัยใหม่เริ่มขึ้นในต้นศตวรรษที่ 20 เครื่องวัดความลึก (depth finder) หรือเครื่องวัดเสียงสะท้อน (echo sounder) เครื่องแรกถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1912 หลังจากเกิดภัยพิบัติเรือไททานิก การวัดเสียงสะท้อน (Echo sounding) ได้พัฒนาเทคนิคการวัดความลึกอย่างมีนัยสำคัญ โดยใช้คลื่นเสียงที่เดินทางจากตัวเรือไปยังพื้นมหาสมุทร และย้อนกลับมา คำนวณความลึกโดยใช้เวลาที่ใช้สำหรับพัลส์เสียง หรือคลื่นเสียงในการกลับมา

เครื่องวัดความลึกสมัยใหม่ มีความซับซ้อนมากขึ้น ด้วยการใช้เทคโนโลยีโซนาร์ (Sound Navigation and Ranging) ซึ่งเป็นการก้าวกระโดดครั้งสำคัญจากวิธีการวัดเสียงแบบแมนนวล อุปกรณ์ที่ทันสมัยเหล่านี้ ไม่เพียงแต่วัดความลึกเท่านั้น แต่ยังสามารถสร้างภาพทิวทัศน์ใต้น้ำ และตรวจจับวัตถุ เช่น ฝูงปลา ซึ่งช่วยให้การเดินเรือในทะเลปลอดภัย และมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เครื่องวัดความลึก (Sounder) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางทะเลที่สำคัญ ที่ใช้คลื่นเสียงในการกำหนดความลึกของน้ำใต้เรือ มีหลายประเภท เพื่อตอบสนองความต้องการด้านการเดินเรือ และการวิจัยทางทะเลที่แตกต่างกัน

เครื่องวัดความลึกแบบลำแสงเดี่ยว เป็นเครื่องวัดความลึกขั้นพื้นฐานที่สุด ทำงานด้วยทรานสดิวเซอร์ตัวเดียวที่ส่งคลื่นเสียงลงไปตรงๆ เมื่อคลื่นเสียงกระทบพื้นทะเล คลื่นเสียงจะสะท้อนกลับมา และเวลาที่ใช้ในการส่งกลับจะถูกนำมาใช้ในการคำนวณความลึก เครื่องวัดความลึกเหล่านี้ มีประสิทธิภาพสูงสำหรับงานวัดความลึกอย่างง่าย และมักใช้กับเรือขนาดเล็ก

เครื่องวัดความลึกแบบหลายลำแสง ใช้ลำแสงหลายลำเพื่อครอบคลุมพื้นที่กว้างขึ้นของพื้นทะเล ลำแสงแต่ละลำจะรวบรวมข้อมูลพร้อมกัน ทำให้ได้ภาพ 3 มิติที่ครอบคลุมของภูมิประเทศใต้น้ำ เทคโนโลยีนี้ มีประโยชน์อย่างยิ่งในการทำแผนที่พื้นทะเลโดยละเอียด และปฏิบัติการนำทางที่ซับซ้อน

เครื่องโซนาร์สแกนด้านข้าง ใช้วิธีการที่แตกต่างออกไปโดยการปล่อยคลื่นเสียงไปทางด้านข้างของเรือ สร้างภาพของพื้นทะเลบริเวณกว้าง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการค้นหาวัตถุ และสิ่งต่างๆ บนพื้นทะเล เช่น ซากเรืออับปาง โขดหิน และอันตรายอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้น เป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับการวิจัยทางทะเล และการกู้ภัย

เครื่องมือวัดความลึก (Sounder) อุปกรณ์สำคัญในการเดินเรือ และการประมง ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่าง ที่มีความสำคัญต่อการทำงาน ตั้งแต่การส่งสัญญาณโซนาร์ ไปจนถึงการแปลผลข้อมูลที่ส่งกลับมา

ตัวแปลงสัญญาณ เปรียบเสมือนหัวใจของเครื่องมือวัดความลึก ทำหน้าที่ส่ง และรับคลื่นโซนาร์ เมื่อมีพลังงานไหลผ่านตัวแปลงสัญญาณ มันจะแปลงพลังงานไฟฟ้าให้เป็นคลื่นเสียงที่เดินทางลงใต้น้ำ คลื่นเสียงเหล่านี้ จะสะท้อนกลับจากพื้นทะเล และสิ่งกีดขวางใต้น้ำมายังตัวแปลงสัญญาณ ซึ่งจะแปลงคลื่นเสียงกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้าอีกครั้ง

หน้าจอแสดงผล ทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อภาพสำหรับผู้ควบคุม โดยจะแสดงข้อมูลโซนาร์ที่ถูกประมวลผลแล้วในรูปแบบกราฟิกที่อ่านง่าย โดยทั่วไปจะแสดงผลความลึกของน้ำ และอาจจะรวมถึงแสดงตำแหน่งของฝูงปลา หรือสิ่งของอื่นๆ ที่อยู่ใต้น้ำ ความคมชัดของหน้าจอแสดงผลมีความสำคัญมาก ต่อการตีความผลโซนาร์ที่ถูกต้องแม่นยำ

เครื่องมือวัดความลึก ต้องใช้แหล่งพลังงานในการทำงาน ซึ่งส่วนมากจะดึงพลังงานจากระบบไฟฟ้าของเรือ การประมวลผลสัญญาณถือเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องมือวัดความลึก ทำงานควบคู่กับแหล่งพลังงาน ซึ่งจะทำหน้าที่ขยายสัญญาณโซนาร์ที่สะท้อนกลับมา และแปลงให้เป็นรูปแบบที่พร้อมสำหรับการแสดงผล และวิเคราะห์

เครื่องมือวัดความลึกของน้ำ (Sounders) มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในกิจกรรมทางทะเลที่หลากหลาย เนื่องจากความสามารถในการวัดความลึกของน้ำได้อย่างแม่นยำ โดยใช้เทคโนโลยีโซนาร์

สำหรับการเดินเรือที่ปลอดภัย เครื่องวัดความลึกน้ำมีความสำคัญมาก อุปกรณ์เหล่านี้ ให้ข้อมูลเชิงลึกแบบเรียลไทม์ ช่วยให้เรือหลีกเลี่ยงพื้นน้ำตื้น และอันตรายใต้น้ำ การนำทางผ่านน่านน้ำ หรือท่าเรือที่ไม่คุ้นเคย จำเป็นต้องมีข้อมูลความลึกที่แม่นยำ เพื่อป้องกันการเกยตื้น และการชนกัน การใช้เครื่องวัดความลึกน้ำ จึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมการเดินเรือ

ในการประมงเชิงพาณิชย์ และเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ เครื่องวัดความลึกน้ำจะช่วยนักตกปลาค้นหาฝูงปลา โดยการระบุตำแหน่งของสิ่งปลูกสร้างใต้น้ำ บริเวณที่ปลาอาจจะรวมตัวกันอยู่ เครื่องมือที่ทันสมัยยิ่งขึ้น จะผสมผสานการวัดความลึกของน้ำ เข้ากับความสามารถในการค้นหาฝูงปลา เพื่อแสดงตำแหน่ง และความลึกของปลาได้อย่างแม่นยำ ช่วยพัฒนาประสิทธิภาพของการตกปลา ความรู้ด้านความลึกของน้ำ ทำให้นักตกปลาสามารถวางอวน และเบ็ดได้ในระดับความลึกที่เหมาะสม

นักวิจัยใช้เครื่องวัดเสียงสะท้อน (sounder) เพื่อทำการสำรวจใต้น้ำ ศึกษาองค์ประกอบของพื้นทะเล และทำแผนที่ภูมิประเทศใต้มหาสมุทร ด้วยการวัดความลึก และสร้างภาพพื้นทะเล นักวิทยาศาสตร์ สามารถรวบรวมข้อมูลสำหรับการศึกษาด้านนิเวศวิทยา และธรณีวิทยา ซึ่งนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้น เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมทางทะเล

ในการดำเนินงานขุดลอก เครื่องวัดเสียงสะท้อนมีบทบาทสำคัญ โดยให้ข้อมูลเกี่ยวกับความลึกของน้ำ ก่อน ระหว่าง และหลังกระบวนการขุดลอก ข้อมูลนี้สำคัญมาก เพื่อให้แน่ใจว่าจะได้ความลึกตามที่ต้องการ และรักษาไว้เพื่อวัตถุประสงค์ในการเดินเรือ หรือการสกัดทรัพยากร

เครื่องวัดความลึก (Sounder) ถือเป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับการเดินเรือ โดยทำงานอย่างแม่นยำในการวัดความลึกของน้ำ ด้วยการปล่อยคลื่นเสียง และวิเคราะห์การสะท้อนกลับหลังจากกระทบกับพื้นทะเล ต่อไปนี้ คือ ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการใช้เครื่องวัดความลึกอย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อติดตั้งเครื่องวัดความลึกของน้ำ (sounder) สิ่งสำคัญ คือ ต้องติดตั้งตัวทรานสดิวเซอร์ (transducer) ซึ่งส่ง และรับคลื่นเสียง ในตำแหน่งที่ปราศจากความปั่นป่วน และฟองอากาศ โดยทั่วไปแล้ว มักจะต้องติดตั้งตัวทรานสดิวเซอร์ในตำแหน่งที่มีการไหลของน้ำอย่างต่อเนื่อง ซึ่งโดยปกติแล้วจะอยู่ใต้น้ำบนตัวเรือ นอกจากนี้ ยังเป็นสิ่งสำคัญที่ทรานสดิวเซอร์จะต้องอยู่ในแนวที่ถูกต้อง เพื่อให้แน่ใจว่าการอ่านค่ามีความแม่นยำ

ควรปรับเทียบเครื่องวัดความลึกอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้แน่ใจว่าค่าความลึกที่อ่านได้มีความแม่นยำ ผู้ใช้ควรทำตามคำแนะนำของผู้ผลิตในการตั้งค่าเครื่องมือ โดยปรับการตั้งค่าต่างๆ เช่น ความเร็วของเสียงในน้ำ ซึ่งอาจแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ และความเค็ม ส่วนการบำรุงรักษาจะเกี่ยวกับการรักษาความสะอาดของทรานสดิวเซอร์ และการตรวจสอบความเสียหาย ทรานสดิวเซอร์ที่สกปรก สามารถลดประสิทธิภาพของเครื่องได้อย่างมาก

การทำความเข้าใจ ค่าที่อ่านได้จากโซนาร์ เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง สำหรับการเดินเรืออย่างปลอดภัย เครื่องวัดความลึกจะแสดงความลึกของน้ำ และอาจแสดงรูปร่าง และระดับความแข็งของพื้นด้านล่างด้วย โดยพื้นด้านล่างที่แข็ง จะส่งสัญญาณที่แรง ปรากฏเป็นเส้นหนา ในขณะที่พื้นด้านล่างที่อ่อน จะส่งสัญญาณที่อ่อนกว่า ปรากฏเป็นเส้นที่บางกว่า ปลาและวัตถุอื่นๆ มักจะปรากฏเป็นเส้นโค้ง หรือหยดสี การตีความที่แม่นยำจะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น การตั้งค่าความไว และความเร็วของเรือ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เราได้เห็นความก้าวหน้าอย่างมากในเทคโนโลยีเครื่องซาวเดอร์ ส่งผลให้มีความแม่นยำ และประโยชน์ใช้สอยที่เพิ่มขึ้นของอุปกรณ์สำหรับการวัดความลึกของน้ำ ตัวรับส่งสัญญาณความถี่สูงในปัจจุบัน ช่วยให้ภาพของสภาพแวดล้อมใต้น้ำที่ชัดเจนยิ่งขึ้น ด้วยการให้รายละเอียดที่ละเอียดมากขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในน้ำตื้น

ด้วยความสามารถของระบบ GPS ทำให้ปัจจุบันเครื่องหยั่งเสียงให้ข้อมูลมากกว่าแค่ความลึก สามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอน ช่วยในการนำทาง และรับรองความปลอดภัยโดยช่วยให้ผู้ใช้หลีกเลี่ยงอันตรายที่อาจเกิดขึ้นได้ การผสมผสานระหว่างการหยั่งเสียงเชิงลึก และ GPS ทำให้เกิดระบบขั้นสูงที่เรียกว่า Chartplotters ซึ่งแสดงข้อมูลแบบเรียลไทม์ซ้อนทับบนแผนที่เดินเรือ

การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) ยังได้ปรับปรุงเทคโนโลยีเครื่องซาวเดอร์อย่างมาก เพิ่มความแม่นยำในการวัดความลึก โดยการแยกสัญญาณที่มีประโยชน์ออกจากสัญญาณรบกวน ทำให้ได้ค่าที่เชื่อถือได้มากขึ้น แม้อยู่ในสภาวะที่ท้าทาย เช่น น้ำขุ่น

• เทคโนโลยีมัลติบีม ได้ขยายขอบเขตสิ่งที่เครื่องซาวเดอร์สามารถสร้างแผนที่ได้ ซึ่งแตกต่างจากเครื่องซาวเดอร์แบบลำแสงเดียวแบบเดิม ที่ส่งสัญญาณลำแสงหลายลำพร้อมกัน ครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่กว่าใต้ท้องเรือ และแสดงภาพพื้นทะเลแบบสามมิติที่ครอบคลุมมากยิ่งขึ้น
• การถือกำเนิดของการเชื่อมต่อไร้สาย ช่วยให้สามารถแบ่งปันข้อมูลแบบเรียลไทม์ระหว่างอุปกรณ์ เครื่องหาปลา ซึ่งเป็นเครื่องซาวเดอร์ชนิดหนึ่ง ได้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้ โดยอนุญาตให้นักตกปลาได้รับข้อมูลความลึก และตำแหน่งของปลาโดยตรงบนสมาร์ทโฟน หรือแท็บเล็ต

การพัฒนาปรับปรุงคุณสมบัติดังกล่าว เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ผู้ผลิตพยายามอย่างต่อเนื่อง ในการปรับแต่ง และอัปเดตเทคโนโลยีเครื่องหยั่งเสียง นำเสนอให้ผู้ใช้ ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างความน่าเชื่อถือ ฟังก์ชันการทำงาน และความเป็นมิตรต่อผู้ใช้ ซึ่งช่วยเพิ่มประสบการณ์ของพวกเขาบนผืนน้ำได้อย่างมาก

เครื่องวัดความลึก และเครื่องมือค้นหาปลา เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการเดินเรือ และการตกปลา แต่ก็มีข้อท้าทาย และข้อจำกัดเช่นกัน

• การรบกวน : การรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์จากอุปกรณ์อื่น อาจทำให้การอ่านค่าไม่ถูกต้อง
• เส้นทางการเรียนรู้ : สำหรับผู้ที่เพิ่งเริ่มใช้ใหม่ อุปกรณ์เหล่านี้ อาจมีฟีเจอร์ และข้อมูลมากมาย จนทำให้รู้สึกสับสนได้
• ข้อจำกัดด้านความลึก : บางรุ่นอาจทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพียงแค่ความลึกหนึ่งเท่านั้น และประสิทธิภาพของมันก็แตกต่างกันไปตามสภาพน้ำด้วย น้ำตื้นบางครั้งอาจให้การอ่านค่าที่ไม่น่าเชื่อถือ เนื่องจากคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับอย่างรวดเร็ว
• การตรวจจับเศษซาก : บางครั้งอาจแสดงการอ่านค่าที่ผิดพลาด เนื่องจากเศษซากต่างๆ หรือฝูงปลาเล็ก ซึ่งอาจเข้าใจผิดว่าเป็นพื้นด้านล่าง
• การทะลุผ่านของวัสดุ : คลื่นเสียงมีปัญหาในการทะลุผ่านวัสดุที่มีความหนาแน่นสูง และอาจไม่สามารถวัดค่าความลึกได้อย่างแม่นยำ
• ความแปรผันของความเร็วเสียง : ความเร็วของเสียงในน้ำ อาจแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ ความเค็ม และความลึกของน้ำ ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำ
• ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม : สภาพอากาศที่เลวร้าย อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์เหล่านี้ได้เช่นกัน

เมื่อจะลงทุนกับเครื่องวัดความลึก ผู้ซื้อควรพิจารณา

1. ความต้องการที่เฉพาะเจาะจงของพวกเขา เทียบกับความสามารถของอุปกรณ์
2. ประเภทของแหล่งน้ำที่พวกเขาจะแล่นผ่าน
3. ความสำคัญของคุณสมบัติเพิ่มเติม เช่น การผนวกรวม GPS หรือความสามารถในการค้นหาปลา

ผู้ใช้จะสามารถคาดการณ์ประสบการณ์ การใช้งานเครื่องวัดความลึก หรือเครื่องหาปลาได้ดีขึ้น รวมถึงสามารถดำเนินการ เพื่อลดปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้ หากเข้าใจถึงข้อจำกัด และความท้าทายต่างๆ