ADCPs और DVL: हाल के तकनीकी विकास

एक REMUS वाहन पारंपरिक चार तत्व DVL सरणी (फोटो सौजन्य हाइड्रॉयड) दिखाता है

कॉम्पैक्ट ईसीओ एडीसीपी (फोटो सौजन्य नॉर्टेक)

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सभी समुद्री जीव जानते हैं कि समुद्र चलता है। कुछ हवा और लहरों की सवारी करते हुए थिरकते हैं, जबकि कुछ लटकते रहते हैं और उनके चेहरे पर थोड़ी-सी हरी भरी लकीर के साथ रेल दिखती है। लेकिन पानी, या पानी के माध्यम से वस्तुओं की आवाजाही को मापना, कई महासागर प्रौद्योगिकियों और अनुप्रयोगों का एक प्रमुख पहलू है। पानी में गति को मापने के लिए डॉपलर प्रभाव नामक ध्वनि तरंगों के एक सिद्धांत का उपयोग करना संभव है। एक ध्वनि तरंग में उच्च आवृत्ति, या पिच होती है, जब वह दूर जाने की तुलना में आपके पास जाती है। आप कार्रवाई में डॉपलर प्रभाव सुनते हैं जब एक पुलिस कार सायरन ध्वनि की एक विशिष्ट बढ़ती तीव्रता के साथ गति करती है जो कार गुजरने पर लुप्त होती है।

डॉपलर प्रभाव एक ध्वनिक डॉपलर वर्तमान प्रोफाइलर (एडीसीपी) के रूप में जाना जाने वाला एक प्रमुख महासागर उपकरण सक्षम करता है। यह उपकरण अतीत में बहने वाले पानी की गति को मापता है। जब एक स्थिर बुवाई में या सीफ्लोर पर रखा जाता है, तो यह पानी के प्रवाह का माप प्रदान करता है। वैकल्पिक रूप से, जब एक चलते हुए प्लेटफॉर्म जैसे कि एक अंडरसीटर वाहन में लगाया जाता है, तो उपकरण पानी, या सीफ्लोर के सापेक्ष गति को माप सकता है। इसे डॉपलर वेग लॉग (DVL) के रूप में जाना जाता है। सबसे सक्षम ब्रॉडबैंड एडीसीपी पर पहला पेटेंट 1997 में जारी किया गया था। इस क्षमता ने वर्तमान माप के आधुनिक युग को उजागर किया। दशकों के बाद से, समुद्र विज्ञानियों और महासागर इंजीनियरों ने इन उपकरणों को विभिन्न प्रकार के विन्यासों में नियोजित किया है और हजारों वितरित किए गए हैं। लेकिन पिछले कुछ वर्षों को क्षेत्र में क्या लाया है?

फ्यूजन वाहन पर एक इनलाइन डीवीएल (फोटो सौजन्य नोर्के)

जैसा कि एडीसीपी / डीवीएल पारिस्थितिकी तंत्र परिपक्व हो गया है, कई नवाचार हुए हैं। हाल ही में, अग्रणी निर्माताओं ने रचनात्मक विकास को क्षेत्र में लाया है। ADCP का व्यवसायीकरण करने वाली पहली कंपनी के उत्तराधिकारी, Teledyne RDI, प्रमुख वाहनों, विशेष रूप से DVL, को अंडरसीयर वाहनों के लिए जारी रखता है। सेवा में सबसे आम मानव रहित वाहनों में से एक हाइड्रॉइड का REMUS है। यह वाहन आमतौर पर एक रिंग में लगे चार ट्रांसड्यूसर के मूल कॉन्फ़िगरेशन में टेलिडाइन के कॉम्पैक्ट डीवीएल को नियुक्त करता है। इन वाहनों में DVL, सतह पर दर्ज की गई जीपीएस स्थिति को बढ़ाता है, और अक्सर "मृत रेकिंग" के लिए अपनी स्थिति को ट्रैक करने में वाहन की सहायता के लिए जड़त्वीय गति माप।

चार ट्रांसड्यूसर सरणी एक DVL के लिए केवल कॉन्फ़िगरेशन नहीं है, और न ही यूयूवी एकमात्र लाभार्थी है। एक और विन्यास एक चरणबद्ध सरणी है। यह एक एकल ट्रांसड्यूसर चेहरे की तरह दिखता है, लेकिन यह वास्तव में ट्रांसड्यूसर तत्वों का एक इलेक्ट्रॉनिक रूप से कंप्यूटर-नियंत्रित सरणी है जो विभिन्न दिशाओं में इंगित करते हुए ध्वनिक "बीम" की एक श्रृंखला बनाता है। हाल ही में, टेलिडेने ने पहले चरणबद्ध ऐरे डीवीएल को 6000 मीटर, अग्रणी 300 की श्रेणी में पेश किया। एक दिए गए आकार और प्रदर्शन के लिए, चरणबद्ध सरणी प्रौद्योगिकी सीबेड से 275 मीटर की दूरी पर इस मामले में पारंपरिक डीवीएल की तुलना में अधिक निचला ट्रैकिंग रेंज प्रदान करती है। पायनियर डीवीएल को वल्कन इंक के गहन मूल्यांकन वाले आरओवी पर नियुक्त किया गया था, जो आर / वी पेट्रेल द्वारा समर्थित था, क्योंकि इसने प्रशांत क्षेत्र में कई डब्ल्यूडब्ल्यूआई जहाजों की खोज की थी। इसी विन्यास का उपयोग अब टेलिडेने के नवीनतम डीवीएल, तस्मान में किया जाता है। अप्रैल 2019 में पेश किया गया। क्षेत्र-बदली चरणबद्ध सरणी ट्रांसड्यूसर डिजाइन स्थिति सटीकता को बढ़ाता है, ध्वनि सुधार की गति की आवश्यकता को समाप्त करता है और अंडरसीट वाहन पर ड्रैग को कम करता है। यह उपकरण ईथरनेट कनेक्टिविटी भी प्रदान करता है, जो आज के अधिक परिष्कृत अंडरसीट वाहनों में सहायक है।

चरम कोण पर भी SPRINT-NAV कार्य करता है (फोटो सौजन्य सोनारडाइन)

इस बीच, सोनारडाइन में, सिरिंक्स DVL को एक अभिनव समाधान में शामिल किया गया है - हाइब्रिड ध्वनिक-जड़त्वीय नेविगेटर SPRINT-Nav। यहां, DVL ट्रांसड्यूसर, जड़ता गति इकाई और गहराई सेंसर एक साथ रखे जाते हैं, जो कई फायदे पेश करते हैं। उदाहरण के लिए, व्यक्तिगत DVL बीम का उपयोग INS समाधान को अपडेट करने के लिए किया जाता है, जबकि DVL वेग वेक्टर की गणना भी की जाती है। परिणाम एक अधिक सटीक और मजबूत ध्वनिक-जड़त्वीय समाधान है जहां आईएनएस व्यक्तिगत बीम मापों को त्याग सकता है और तब भी जारी रह सकता है जब कुछ डीवीएल बीम नीचे ताला खो देते हैं। अलग-अलग सेंसर के बीच संरेखण ऑफसेट की गणना कारखाने में की जाती है ताकि सिस्टम को तेजी से जुटाया जा सके, और जीपीएस संरेखण रन अनावश्यक हैं। परिनियोजन इतना लचीला है कि सिस्टम को अत्यधिक कोणों पर भी रखा जा सकता है।

अंतरिक्ष में नवाचार करने वाला एक और निर्माता नॉर्टेक है। जबकि अधिकांश DVL एक बेलनाकार रूप कारक को नियोजित करते हैं, यह कुछ अनुप्रयोगों के लिए हमेशा उपयुक्त नहीं होता है। एक मामले में एसआरएस से फ्यूजन एक नया वाहन, एक अलग आकार की मांग की। फ्यूजन एक हाइब्रिड अंडरवाटर व्हीकल है जो एक सिस्टम में गोताखोर नेविगेशन और प्रोपल्शन के साथ AUV और ROV क्षमताओं को जोड़ती है। नॉर्टेक ने इस वाहन के लिए छोटे ट्रांसड्यूसर और इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ-साथ एक अद्वितीय इन-लाइन ट्रांसड्यूसर व्यवस्था की। इसके अलावा, इंस्ट्रूमेंट सूट ने वाहन के सीधे नीचे अधिक सटीक ऊंचाई माप के लिए एक समर्पित अल्टीमीटर जोड़ा। डीवीएल में विकास अंडरसीट वाहनों में आगे नवाचार को सक्षम कर रहा है जो नेविगेशन के लिए उन पर निर्भर करता है।

जबकि DVL तेजी से एकसाथ वाहनों के साथ मिलकर विकसित हो रहे हैं जबकि उनके ADCP चचेरे भाई भी विकसित हो रहे हैं। नॉर्टेक यहां एक और उदाहरण प्रदान करता है। संचालन की दक्षता में सुधार करने और वर्तमान माप की लागत को कम करने की मांग करते हुए उन्होंने हाल ही में ईसीओ मंच पेश किया। ईसीओ, नॉर्थेक के मिनी-एडीसीपी के लिए उथले पानी की रूपरेखा को 2019 के अंत में बिक्री के लिए घोषित किया गया था। इसमें एक हाथ में वायरलेस चार्ज किए गए 1MHz ADCP, एक स्मार्टफोन ऐप के साथ प्रोग्राम किया गया है। डेटा प्रसंस्करण और गुणवत्ता आश्वासन एक स्वचालित क्लाउड-आधारित सेवा के माध्यम से प्रदान किया जाता है। साधन के लिए इन अनुकूलन के अलावा, नॉर्टेक ने विकास को एक कदम आगे बढ़ाया और उथले पानी में तैनाती को आसान बनाने के लिए एक कॉम्पैक्ट बोय और समयबद्ध-रिलीज प्रणाली तैयार की।

एडीसीपी और डीवीएल यकीनन समुद्र विज्ञान और अंडरसीट रोबोटिक्स दोनों के अग्रणी प्रवर्तकों में से एक हैं। हालांकि वे एक नई तकनीक नहीं हैं, हाल के वर्षों में उनका विकास तेजी से हुआ है। नई सरणी डिजाइन, आवृत्ति रेंज में कभी बढ़ती विविधता, और उपन्यास कॉन्फ़िगरेशन जल्दी से दृश्य पर आ गए हैं। वर्तमान उपभोक्ता तकनीक से प्रेरित नवाचार, जिनमें ऐप्स और क्लाउड कंप्यूटिंग शामिल हैं, रोमांचक हैं जो अक्सर समुद्र के उपकरण में नहीं देखे जाते हैं। लेकिन पानी की गति को मापने की मांग महत्वपूर्ण है और समान रूप से महत्वपूर्ण नवाचार चलाती है। आंदोलन का अगला दशक रोमांचक होगा।

तस्मान DVL एक एकल, चरणबद्ध सरणी (फोटो सौजन्य Teledyne मरीन) नियुक्त करता है