Thiết bị đo địa tầng đáy biển là loại thiết bị quen thuộc trong khảo sát thủy đạc. Tuy nhiên, các thiết bị sẽ có nhiều loại xung tín hiệu khác nhau và tất nhiên sẽ có ưu, nhược điểm riêng biệt. Trong bài viết dưới đây, Đất Hợp sẽ giới thiệu về 4 loại xung tín hiệu thông dụng trên thiết bị đo địa tầng đáy biển.
Tổng quan về thiết bị đo địa tầng đáy biển
Thiết bị đo địa tầng dưới đáy biển là một loại hệ thống Sonar sử dụng tín hiệu âm thanh để xuyên qua đáy biển và khám phá cấu trúc dưới bề mặt của nó. Sóng âm được phát ra từ thiết bị và sau đó được thu lại sau khi phản xạ từ các vật thể dưới đáy biển. Thời gian mà sóng âm mất để đi từ thiết bị đến đáy biển và quay lại được sử dụng để tính toán độ sâu và phân tích cấu trúc dưới đáy biển.
Có nhiều loại xung tín hiệu khác nhau có thể được sử dụng bởi thiết bị này, hiển nhiên mỗi loại xung tín hiệu đều có ưu và nhược điểm riêng.
Thiết bị đo địa tầng có nhiều loại xung tín hiệu khác nhau.
4 loại xung tín hiệu của thiết bị đo địa tầng đáy biển
– Xung tín hiệu sóng liên tục (Continous Wave – CW)
Một loại xung tín hiệu là xung sóng liên tục (Continous Wave – CW), sử dụng một tần số duy nhất được truyền trong một khoảng thời gian nhất định. Xung CW có ưu điểm là đơn giản, dễ tạo và có thể cung cấp hình ảnh có độ phân giải cao của lớp dưới bề mặt nông. Tuy nhiên, xung CW cũng có một số nhược điểm như bị ảnh hưởng bởi tín hiệu nhiễu từ độ ồn môi trường và nhiễu từ thiết bị khác, độ sâu thâm nhập hạn chế và yêu cầu thời gian thu tín hiệu lâu hơn.
Hình dạng xung tín hiệu sóng liên tục (Continous Wave – CW).
– Xung tín hiệu Chirp (Frequency Modulation – FM)
Một loại xung tín hiệu khác là xung Chirp (Frequency Modulation – FM), bao gồm một loạt các tần số được truyền đi trong thời gian ngắn.
Xung Chirp có ưu điểm là có khả năng nén tín hiệu thu được và tăng tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm, giúp cải thiện chất lượng hình ảnh và độ sâu xuyên thấu. Xung Chirp còn có ưu điểm là có thể sử dụng các dải tần khác nhau cho các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như tần số thấp để thâm nhập sâu và tần số cao cho độ phân giải cao.
Tuy nhiên, xung Chirp cũng có một số nhược điểm, chẳng hạn như tạo ra phức tạp hơn và chi phí cao hơn để tạo ra nó, đòi hỏi nhiều công suất xử lý hơn và dễ bị phân tán và biến dạng tín hiệu.
Hình dạng xung tín hiệu Chirp (Frequency Modulation – FM).
– Xung tín hiệu chấn động
Loại xung tín hiệu thứ ba là xung chấn động, bao gồm một chùm năng lượng ngắn được truyền đi trong thời gian rất ngắn.
Xung dạng này có ưu điểm là có thể bao phủ nhiều tần số trong một xung duy nhất, cho phép độ phân giải cao và khả năng xuyên thấu sâu. Ngoài ra còn có ưu điểm là có thể sử dụng nhiều loại nguồn tạo xung khác nhau như súng hơi, tia lửa điện hoặc các thiết bị boomers, tùy theo hiệu ứng mong muốn.
Tuy nhiên, xung này cũng có một số nhược điểm như có âm thanh rất to và có khả năng gây hại cho sinh vật biển, đòi hỏi nhiều năng lượng và thiết bị, khó điều khiển và đồng bộ hóa.
– Xung tín hiệu Ricker
Ngoài ra còn có xung Ricker là một loại dạng sóng thường được sử dụng trong thiết bị định hình dưới đáy, là hệ thống siêu âm phát ra xung âm thanh để lập bản đồ các lớp trầm tích hoặc đá bên dưới đáy biển. Mạch Ricker có hình dạng giống chiếc mũ Mexico, có thùy chính và hai thùy bên đối xứng.
Xung tín hiệu Ricker có hình nón Mexico.
Ưu điểm chính của việc sử dụng xung Ricker là nó có độ phân giải cao, nghĩa là nó có thể phân biệt giữa các vật phản xạ có khoảng cách gần nhau dưới đáy biển. Nhược điểm chính của việc sử dụng xung Ricker là nó có độ xuyên thấu thấp, nghĩa là nó không thể chạm sâu vào đáy biển. Do đó, xung Ricker phù hợp cho các khảo sát vùng nước nông hoặc các ứng dụng đòi hỏi độ phân giải rất cao, chẳng hạn như phát hiện vật thể bị chôn vùi hoặc nghiên cứu tán xạ ngược.
Thiết bị đo địa tầng đáy biển có thể sử dụng các loại dạng xung khác nhau, chẳng hạn như xung Chirp hoặc xung sóng liên tục (CW). Xung chirp là xung được điều chế tần số quét trên một dải tần số. Xung CW là xung tần số đơn có độ dài cố định. So với xung Ricker, xung Chirp có độ xuyên thấu cao hơn nhưng độ phân giải thấp hơn, trong khi xung CW có băng thông hẹp và có thể nhạy cảm với tần số.
Tùy theo nhiệm vụ khảo sát và điều kiện môi trường mà người dùng có thể lựa chọn loại xung tín hiệu thích hợp để tối ưu hóa hiệu suất của thiết bị đo địa tầng đáy. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, hãy liên hệ ngay đến HOTLINE 0903 825 125 để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng nhất!
>>> Xem thêm: 5 bước đọc dữ liệu đo địa tầng đáy biển
