NO146175B - Fremgangsmaate og apparat til aa bestemme den geometriske form og dypgaaendet av den neddykkede del av isfjell - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat

til å bestemme den geometriske form av den neddykkede del av isfjell samt dypgåendet av slike isfjell.

Kjennskap til dimensjonene av den neddykkede del av isfjell og deres dypgående er spesielt viktig under operasjoner som boring efter eller produksjon av hydrokarboner til sjøs i områder hvor det forekommer isfjell, da disse når de passerer de steder hvor de nevnte operasjoner foregår, kan skade eller ødelegge undersjøiske installasjoner, for eksempel brønnhoder og komponenter som er montert på disse.

Det er allerede foreslått å anvende sender/mottager-anordninger av sonar-typen for akustiske bølger, til å studere den neddykkede del av isfjell.

Ifølge en første metode blir det fra et skip i umiddelbar nærhet av isfjellet nedsenket i vannet en sonar-anordning med side-veis senderetning og hvis ultralydstråle treffer isfjellets overflate i et horisontalt plan definert ved neddykningsdypden av sonar-anordningen. Denne metode gir unøyaktige resultater, spesielt i nærheten av isfjellets underste del, på grunn av uvedkommende ekkoer som skriver seg fra sjøbunnen.

Dessuten er anvendelse av ovennevnte metode bare mulig

hvis værforholdene er gunstig, og metoden innebærer en viss risiko fordi det alltid er farlig å nærme seg et isfjell med et fartøy (kollisjonsrisiko, og risiko for kantring av isfjellet).

En annen metode består i at det på sjøbunnen anbringes et nettverk av sonar-hoder som avsøker den sone som skal overvåkes. Imidlertid omfatter denne metode et komplisert elektronisk apparat og forøvrig kan en slik avsøkning av den neddykkede del av isfjell med akustiske stråler, efterlate "skyggesoner" som spesielt er årsak til usikkerhet når det gjelder isfjellets dypgående.

Den kjente teknikk kan forøvrig ansees illustrert ved US-patent 3.267.416 samt vest-tysk utlegningsskrift nr. 1.168.299 med tillegg nr. 1.266.185.

Oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte og et apparat som er meget enklere og ikke er beheftet med de forannevnte ulemper, samt er i stand til å gi opplysninger om alle isfjell som beveger seg gjennom det område som overvåkes. Hvis det ønskes kan disse opplysninger overføres over store avstander under alle vær-forhold.

På bakgrunn av den kjente teknikk tar således oppfinnelsen utgangspunkt i en fremgangsmåte ved hvilken det i fast posisjon nedsenkes i det minste en rekke av akustiske transducere, omfattende i det minste et organ som er i stand til å utsende akustiske signaler mot vannoverflaten, og et flertall akustiske mottagere, hvilken fremgangsmåte omfatter følgende suksessive trinn: a) rekken av transducere settes i virksomhet når et isfjell nærmer seg, b) med regelmessige intervaller blir det så bevirket utsendelse av akustiske signaler fra sendeorganet, idet noen av

disse signaler reflekteres-fra den neddykkede del av isfjellet og treffer de akustiske mottagere,

c) de reflekterte signaler detekteres og deres gangtid mellom sendeorganet og i det minste noen av mottagerne i rekken

bestemmes, hvilke mottagere ligger på begge sider av sendeorganet, samt de tilsvarende distanser gjennomløpt av de akustiske signaler utledes på grunnlag av kjennskap til forplantningshastigheten i vannet. Det nye og særegne ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består i at bestemmelsen av gangtiden blir foretatt for mottagere beliggende på den ene og den annen side av sendeorganet, og at trinnene b) og c) gjentas og det bestem-

mes en samling av verdier omfattende minimumsverdiene av gangtiden for ett og samme utsendte signal, svarende i det vesentlige til passasje av det laveste punkt på isfjellet gjennom et vertikalt plan, og at den geometriske form av den neddykkede del av isfjellet sett i snitt gjennom det nevnte vertikale plan, såvel som isfjellets dypgående, bestemmes ut fra den nevnte samling av minimumsverdier av gangtiden.

Et apparat for bestemmelse av den geometriske form og dypgåendet av den neddykkede del av isfjell, omfattende i det minste en rekke akustiske transducere som er nedsenket i fast posisjon og omfatter i det minste et organ som er i stand til å utsende akustiske signaler mot vannoverflaten, og et flertall akustiske mottagere, en anordning til med korte intervaller å styre utsendelsen av akustiske signaler fra sendeorganet, idet noen av disse signaler blir reflektert fra den neddykkede del av isfjellet og treffer de akustiske mottagere, en anordning for deteksjon av de reflekterte signaler og en anordning for bestemmelse av deres gangtid mellom sendeorganet og i det minste noen av mottagerne i rekken, hvilken gangtid er proporsjonal med de avstander som gjennomløpes i vannet av de reflekterte akustiske signaler, er ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at anordningen for bestemmelse av gangtiden styres av mottagere beliggende på den ene og den annen side av sendeorganet i transducer-rekken og samvirker med en anordning for ut fra forskjellige samlinger av således oppnådde gangtider for forskjellige utsendte akustiske signaler, å bestemme en samling av verdier som svarer til minimums-verdien av gangtiden for hvert utsendt signal.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen som illustrerer et utførelseseksempel, idet tegningsfigurene viser følgende: Figur 1 viser skjematisk fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,

figurene 2 og 3 viser registreringer som kan oppnås

ved hjelp av denne fremgangsmåte,

figur 4 viser bestemmelse av den geometriske form

av den neddykkede del av et isfjell i snitt efter et vertikalt plan gjennom isfjellets laveste punkt,

figur 5 viser skjematisk et apparat ifølge oppfinnelsen for registrering av informasjon om den neddykkede del av isfjell,

figurene 5A og 5B viser eksempler på den periodiske akustiske utsendelse henholdsvis i en overvåkningstilstand og i en aktiv tilstand,

figur 6 viser en forsterkeranordning for akustiske signaler mottatt av apparatet,

figur 7 viser et eksempel på registrering ved hjelp av magnetbånd,

figur 8 viser kretser for behandling av disse informasjoner ,

figur 9 viser skjematisk en leseanordning for de opp-samlede informasjoner og

figur 10 viser en anordning for bestemmelse av den bane eller rute som isfjellet følger. Figur 1 viser skjematisk en utførelsesform av oppfinnelsen omfattende en rekke akustiske transducere. Disse transducere omfatter en akustisk sender E og på begge sider av denne sender, et flertall hydrofoner R^f R2 ... R plassert på sjøbunnen idet vesentlige langs en rett linje. Figuren viser likeledes et isfjell I hvis bevegelses-retning P'P (angitt med strek-prikket linje) danner en vinkel med transducer-rekken.

Transducerne bør være av den type som er i hovedsaken omni-direktive i den rom-halvdel som ligger over sjøbunnen, hvor senderen E utsender akustiske signaler i retning oppad (som vist med piler) på en frekvens som fortrinnsvis ligger mellom 5 000 og 500 000 Hertz, slik at disse signaler fortrinnsvis forplanter seg gjennom vannet og reflekteres fra isfjellet (det vil praktisk talt ikke skje noen forplantning av signalene ned gjennom de geologiske lag som befinner seg under sjøbunnen ved de nevnte frekvenser, slik at det ikke er fare for forstyrrende refleksjoner fra disse lag).

Det kan for eksempel anvendes 5 til 50 hydrofoner med innbyrdes avstand fra 10 til 1 000 meter. Senderes E trenger ikke nødvendigvis å være plassert nøyaktig på rekken av hydrofoner, men kan være plassert i nærheten av denne rekke.

Det kan anvendes flere rekker av transducere som hver omfatter en eller flere akustiske sendere. Rekken av transducere er ikke nødvendigvis rettlinjete, men de kan betraktes som idet vesentlige rettlinjet i nærheten av senderen. Idet minste noen

av transducere kan være av den type som er istand til både å

sende og å motta akustiske signaler.

Når et isfjell nærmer seg en transducer-rekke, for

eksempel som vist på figur 1, registreres de tidsintervaller som forløper mellom utsendelse av et akustisk signal (varighet lik noen millisekunder) fra en sender, for eksempel senderen E,

og mottagning av dette signal ved hjelp av forskjellige hydro-

foner R^, R^ ... R , efter refleksjon fra den neddykkede del av et isfjell. Når lydhastigheten i vann er kjent utledes av disse tidsintervaller de distanser som er gjennomløpt i vann av de akustiske signaler som er oppfanget av de forskjellige hydrofoner, og disse distanser angis i en grafisk opptegning hvor de forskjellig*.: transducere er fordelt efter en linje med respektive avstander som er proporsjonale med deres avstand langs rekken av transducere. ;Figur 2 viser et eksempel på en oppnådd registrering hvor ;d angir den distanse som er gjennomløpt av signalene. De opp-fangede signaler svarende til en akustisk refleksjon fra isfjellet er omringet med sirkler på figur 2. Hver hydrofon oppfanger likeledes et uvedkommende signal svarende til refleksjon fra vannoverflaten. Slike uvedkommende signaler som danner båndet b på figur 3 kan elimineres ved på kjent måte forut for selve registreringen å tilforordne "vinduer" som undertrykker disse uvedkommende signaler ved mottagningen, idet gangtiden av akustiske signaler reflektert fra vannoverflaten ved fravær av isfjell er kjent for hver hydrofon ved en gitt vanndybde. ;Et apparat av kjent type, nemlig en såkalt marigraf, som måler denne vanndybde på det sted hvor hydrofonrekken er plassert eller i nærheten av denne, er forbundet med registreringsanordningen for automatisk å forskyve stillingen av de ovenfornevnte vinduer som funksjon av variasjoner i vanndybden med tidevannet. ;Figur 3 viser suksessive registreringer oppnådd når et isfjell nærmer seg hydrofonrekken, passerer denne og derefter fjerner seg. For hver posisjon av isfjellet vil de signaler (ekkoer) som mottas av hydrofonene fordele seg langs en kurve som har et minimum (minste distanse gjennomløpt svarende til refleksjon av det akustiske signal på den laveste del av isfjellet). ;Det blir således oppnådd kurver C-^, C^, ... svarende til suksessive posisjoner av isfjellet. Disse kurvers minima kan muliggjøre bestemmelsen av isfjellets tilnærmede bane eller rute ved å anvende en korreksjon som funksjon av dettes bevegelses-hastighet slik det skal forklares nedenfor. ;Ut fra de elektriske signaler som representerer gangtidene for de akustiske impulser i vannet, blir videre ifølge oppfinnelsen den geometriske form av den neddykkede del av isfjellet rekonstruert i snitt efter det vertikale plan gjennom senderen og mottagerne på begge sider av og nær denne. ;I virkeligheten vil gangtiden for hver akustisk impuls svare til den tid som denne trenger for å gjennomløpe den minste avstand mellom sender og mottager med en refleksjon på isfjellet. Følgelig vil refleksjonspunktet for denne impuls på isfjellet befinne seg i et tangentplan til en rotasjonsellipsoide som til brennpunkter har senderen og mottageren og som til sin store akse har den avstand d som gjennomløpes av den akustiske impuls i vannet. Det kan således for hver akustisk sender defineres like mange ellipsoider som det er mottagere i virksomhet og i et gitt tidspunkt vil den neddykkede del av isfjellet derfor utgjøre omhyllningskurven (i den geometriske betydning av denne betegnelse) av denne familien av ellipsoider (noen av disse ellipsoider kan i virkeligheten være kuler svarende til det spesielle tilfelle hvor en transducer samtidig er sender og mottager, eller når mottageren ligger meget nær senderen). ;Oppfinnelsen gir med god tilnærmelse konturen av et isfjell i vertikalt snitt ved passasje av hydrofon-rekken (figur 4) i det øyeblikk hvor det laveste punkt på dette isfjell passerer det vertikale plan (hvilket øyeblikk svarer til minimum minimorum av de akustiske impulsers gangtid. ;Denne kontur er definert ved kurven P (figur 4) som er omhyllningskurve for de ellipser som har til brennpunkt et sender/mottager-par, mens lengden av den store akse i hver ellipse er lik den distanse som gjennomløpes av en akustisk impuls mellom senderen og den akustiske mottager som svarer til denne ellipse, i det tidspunkt da det laveste punkt på isfjellet passerer det vertikale plan som er definert ovenfor (distansen utledes av gangtiden for denne impuls). ;Approksimasjonen av konturkurven for den neddykkede del av isfjellet vil åpenbart bli desto bedre jo større antall sender/mottager-par som anvendes. Bestemmelsen av ovennevnte kurve P gir spesielt isfjellets dypgåendet h (figur 4). ;Figur 5 viser de elektriske forbindelser mellom de forskjellige komponenter og elementer i et apparat ifølge oppfinnelsen for deteksjon av isfjell. Det antas i dette utførelseseksempel at to av transducerne efter valg kan arbeide som sender og mottager for akustiske signaler, nemlig transducerne - R2°^ E6~ R6' hvor styringen av sending fra den ene eller den annen av disse transducere besørges av en kommutator- eller koblingsanordning (COM.)5. ;Man kommer ikke utenom rammen for denne oppfinnelse ved ;å bruke en anordning med en eller flere sendere som er separate i forhold til de akustiske mottagere, eller hvor alle transducere efter valg kan være sendere og/eller mottagere og i den anledning alle er forbundet med en kommutator-innretning 5. ;På figur 5 er det vist hydrofonmottagere R^, R2 , R-j / R 4 ;... Rn for akustiske signaler som utsendes av senderen E^ eller senderen E2 og reflekteres. ;Da de hendelser som detekteres av apparatet utelukkende bør være passasje av isfjell, bør visse uvedkommende ekkoer, for eksempel ekkoer som skyldes refleksjon av signaler fra vannoverflaten, elimineres. I dette øyemed bør dybden av transducer-arrangementet være kjent og derfor kan det være installert en marigraf 1 av hvilken som helst kjent type, i hydrofonrekken. Denne marigraf gir i hvert tidspunkt den midlere høyde av vannoverflaten over bunnen. ;Sendeprosedyren skjer som følger: ;En elektronisk sekvens- eller taktgiver 2 er innrettet ;til i flere sekvenser eller takter å styre en generator 3 for elektriske impulser. Takten er normalt en overvåkningstakt, for eksempel en utløsning for hver 5 minutter, bortsett fra i tilfelle av en "hendelse" detektert av en detektor 14. I dette tilfelle kan utløsningen for eksempel finne sted for hver 30 sekunder. Hver utløsning medfører en serie elektriske utsendelser fra impuls-generatoren 3, hvilket impulser fordeles i sekvens på hver av de akustiske sendere ved hjelp av kommutator-innretningen 5. På figurene 5a og 5b vises sendingen som funksjon av tiden t når det for eksempel disponeres tre transducer-sendere E-^, E2, E^ i tilfelle av overvåkning (figur 5a) og ved måling og registrering (figur 5b) under passasje av et isfjell. De reflekterte akustiske signaler som oppfanges av mottagerne R^, R2 ... R^ overføres gjennom en ledning 4 til en rekke forsterkere A^ , A2 , A^ ... An. ;Hver av disse forsterkere har en forsterkningsstyring som varierer i overensstemmelse med en viss forskrift som funksjon av tiden, hvilken forskrift leveres av en generator 6, hvilket gjør det mulig å variere forsterkningen som funksjon av ankomsttiden for signalet, for derved å kompensere for svekkingen av signalene i det miljø hvor de forplanter, seg, -som funksjon av lengden av deres forplantningsvei. En forbindelse 5a mellom generatoren 6 og kommutator-innretningen 5 tillater ved hver utsendelse at modifikasjonsprosedyren for forsterkningen av forsterkerne A-^;og A^ utløses. Enkeltheter ved forsterkerne A., A_ ... A er ;n x 2. n ;gitt på figur 6. Generatoren 6 virker på en for-forsterker 7. ;Et filter 8 sentrert om frekvensen f for sendingen og med et ba stemt passbånd på omkring fQ/lO besørger en første eliminering av uvedkommende signaler. ;Et automatisk forsterkningskontrollelement 9 med et dynamikkområde av størrelsesorden 40 dB muliggjør utjevning av signalenes amplitude. En deteksjon blir oppnådd ved hjelp av en detektor 10. Det således detekterte signal blir sammenlignet med et referansesignal levert av en referansekrets 11 til en komparator 12. Det signal som blir avgitt av denne samling av forsterkere kan betraktes som et "logisk" signal med bestemt amplitude "for eksempel 5 volt) overføres til en krets 13 som eliminerer overflate-ekkoer eller ekkoer som skyldes faste objekter eller forhindringer. Denne operasjon skjer ved lukking av vinduer i tidspunktet for ventet ankomst av uvedkommende ekkoer til kretsen 13. En forbindelse 5b til kommutator-innretningen 5 gjør det mulig å identifisere sender-transduceren slik at det for hver mottagningskjede eller -sekvens kan elimineres overflate-ekkoer under hensyntagen til tidevannet takket være en forbindelse la med marigrafen 1. Denne siste kan for eksempel være av den type som er beskrevet i boken "Sea Surveying" av A. E. Ingham publisert av John Wiley & Son, 1975, volume 1, side 236, kapittel 5 punkt 5. ;På utgangen av kretsen 13 leverer således et flertall ledninger svarende til de forskjellige hydrofoner, enten intet signal under overvåkningsperioder uten passasje av isfjell, eller signaler med tidsintervaller ^ t^, At^ ... ^t^ for akustisk sending. ;Disse signaler rettes mot hendelsesdetektoren 14. Denne siste detektor er innrettet til å detektere en signal-amplitude over en fast terskel og nærvær av slike signaler på flere mottagere hvorved et signal indikerer at et isfjell befinner seg i detek-s j ons-anordningens felt. ;Ved hjelp av en ledning 16 utløser da detektoren 14 aktiveringen av en kodeanordning 17 og en registreringsanordning 18. ;Ledningen 19 som er forbundet med taktgiveren 2 utløser overgang til den hurtige sendetakt (figur 5B) for å gjøre det mulig å oppnå et maksimum av informasjon vedrørende dypgående og formen av isfjellets bevegeIsesbane eller -rute. ;En ledning 20 utløser funksjonen av en DOPPLER-sonar-anordning 21 ved å energisere sender/mottagerkretser 22 i denne sonar-innretning. Sonar-innretningen (som for eksempel kan være av den type som er beskrevet på side 115, kapittel 8.5 i ovennevnte bok) måler i' form av to signaler V"x og V de respektive hastigheter langs to akser henholdsvis vinkelrett på og parallelt med hydrofon-rekken som utgjør basis for målingen. Ledninger overfører de respektive signaler V"x og V til kodeanordningen 17. Fra en klokke 15 overføres det indikasjoner som angir klokkeslett og dato for hendelsen, til kodeanordningen 17 gjennom en ledning 23. De signaler som er blitt godkjent og fastholdt efter elimina-sjon av uvedkommende ekkoer ved hjelp av kretsen 13 og som har tjent til å utløse måletakten eller -sekvensen, blir så markert med hensyn til deres utsendelse i en telemetrikrets 24. ;Telemetrikrétsen leverer således informasjon om gangtiden ^ t^, & ^ 2 """ ^ fcn svarenc*e til ^e forskjellige mottagere, hvilken informasjon likeledes blir overført til kodeanordningen 17 og lagres på magnetbånd eller ved hjelp av hvilken som helst annen lagringsinnretning, eller informasjonen overføres ved hjelp av kabel eller radio til et system for anvendelse i sann tid.

Kodeanordningen 17 utarbeider en seriemelding som illustrert for eksempel på figur 7. Denne melding som registreres på et magnetbånd 18 omfatter eksempelvis i et "ord" som vedrører målingen av en hendelse, koden for begynnelsen av ordet, klokkeslettet H og datoen, høyden T av tidevannet, signalene V"x og V , identifikasjonen av sendertransduceren (E^) , verdiene At^,

... At , koden for ord.

n

I en selvstendig versjon av apparatet ifølge oppfinnelsen hvor systemet er anbragt på sjøbunnen, blir energiforsyningen sikret ved hjelp av en elektrisk akkumulator 25 som gjennom ledningen 25a er forbundet med alle strømkretser for sending, måling og registrering.

Når signalene A t ^, At 2 ... At er avsluttet vender taktgiveren 2 tilbake til overvåkningstakten (figur 5A) og kod-ningen samt registreringen avsluttes for å økonomisere med energien og lagringsmidlene for informasjon.

I tilfelle av at systemet gjennom kabler er forbundet med en installasjon eller med land, 'blir den kodede melding over-ført gjennom denne kabel som fortrinnsvis er en koaksial kabel av god elektrisk kvalitet og den nødvendige energi kan leveres fra land gjennom den samme kabel. Det er da ingen begrensning i systemets selvstendige funksjon og behandlingen av informasjon finner sted i sann tid.

Ved en tredje alternativ utførelse er registreringen 18 erstattet av en radiosender montert i en bøye på overflaten forbundet med bunnen gjennom en elektrisk kabel. Informasjon blir da overført over radio i sann tid til en radiostasjon på en plattform eller på land. I dette tilfelle er funksjonssikker-heten noe redusert fordi radiobøyen forbigående kan komme under vann eller rives løs av et isfjell eller overflate-fartøyer.

Figur 8 viser strømkretser for behandling av forannevnte informasjon.

De mulige refleksjonssteder for en akustisk forplantningsvei mellom en sender og en mottager ligger på en rotasjonsellipsoide som til brennpunkter har senderen og mottageren og som til sin store akse har den distanse som svarer til bølgens forplantningsvei.

I det øyeblikk da de laveste punkt på isfjellet (svarende til det maksimale dypgående) passerer over hydrofonbasis-punktet, dvs. idet tidspunkt da verdien A t^ registreres (med en vilkårlig mottager k) lik den nevnte minimum minimorum, kan det antas at de akustiske stråler forplanter seg i det vertikale plan fra hydrofon-rekken. Da er det nødvendig å bestemme det tidspunkt eller klokkeslett H i hvilket punktet for maksimal dypgåendet av isfjellet har passert gjennom det vertikale plan fra transducer-rekken.

I ovennevnte øyemed (se figur 9) forbindes magnetbåndet

på figur 7 med en båndleser 26 som overfører data til en dekoder 27 og en minimumsdetektor 28 som på en skriver 29 styrer inn-skrivningen av verdien av det nevnte minimum At^, klokkeslettet H, hastighetssignalene Vx og V^ for isfjellet og tidevannshøyden T, hvilken fire parametre leveres for informasjonsøyemed.

Videre er utgangen av dekoderen 27 forbundet med en hukommelseskrets 28a som avgir informasjonene £> t^, A t2 ... Atn og for hvert av disse tidsintervaller den distanse ER som adskiller den sender og den mottager som betraktes, abscissen xM for midten av hvert sender-/mottagerpar i forhold til den ene ende av rekken, såvel som hastighetskomponenten Vy for isfjellet.

For hvert sender-/mottagerpar ER ligger således refleksjonspunktet på isfjellet på den ellipse som befinner seg i det vertikale plan gjennom hydrofon-rekken og som til brennpunkter har senderen og mottageren samt har til sin store akse den distanse som svarer til bølgenes forplantningsvei.

2 2

Ligningen for denne ellipse er x_ y_ hvor

• _2 „2 ~ l

A B

x er avstanden fra et ellipsepunkt til midten av sender-/mottager-paret

y er høyden av dette punkt over sjøbunnen

A er den halve store akse i ellipsen, nemlig lik den halve distanse

^ som bølgen forplanter seg

B er den halve lille akse.

Denne ellipse reduseres til en sirkel for transduceren som for eksempel paret E2 - R2 som brukes både som sender og mottager (figur 5). En multiplikatorkrets 30 (figur 8) gir "d"

ut fra bølgenes gangtid og lydhastigheten V i vann (kjent verdi som funksjon av vanntemperaturen)

En divisjonskrets 31 gjør det mulig å frembringe et signal som representerer d/2. Et element 32 kvadrerer dette signal for å o gi et signal som representerer d 2/4 som i henhold til defini-

2

sjonen av A er lik A .

Distansen ER mellom sendere og mottagere leveres av hukommelseskretsen 28a på figur 9. En divisjonskrets 33 gjør det mulig å frembringe et signal som representerer ER/2 som blir kvadrert i en krets 34 for å frembringe et signal som represen-

o

terer ER^/4. En subtraksjonskrets 35 frembringer et signal som representerer d 2 /4 - ER 2 /4, hvilket er lik B 2, dvs. kvadratet

2 2

av ellipsens lille akse. Derved er størrelsene A og B frembragt for den ellipse som betraktes, idet denne reduseres til en sirkel hvis sender og mottager er sammenfallende eller identiske.

En kvadreringskrets 36 mates suksessivt ned verdier av

x liggende mellom -A og +A, for eksempel 25 verdier som er jevnt fordelt for å frembringe kvadratet av x, dvs. x 2, idet disse 25 verdier leveres av en programmert signalgenerator 37. En divisjonskrets 38 leverer på grunnlag av verdiene x 2 og A 2 et signal som representerer x 2 /A 2. En subtraksjonskrets 39 subtraherer verdien

2 2 2 2

av x /A fra 1 og gir et sig nal som representerer 1 - x /A .

En kvadrat rotkrets gir N/l - x<2>/A^. En annen kvadrat rotkrets

41 gir N/b 7 = B.

Endelig gir en multiplikatorkrets 42 et signal som representerer ordinatverdien y som svarer til et abscissepunkt x. Denne abscisse måles i forhold til midtpunktet i hver ellipse og velges for alle sender-/mottagerpar som felles nullpunkt for abscissene slik at det blir lett å tegne ellipsene, hvilket nullpunkt er den ene ende av transducer-rekken.

Den nye abscisse x ' vil være lik x tillagt eller fra-trukket en distanse xM., svarende til avstanden fra midten av ER til enden av rekken, i en addisjonskrets 43. En ellipse blir tegnet punkt for punkt for hvert sender-/mottagerpar, på en tegneflate 44.

Omhyllingskurven for ellipser gir et bilde av snittet mellom isfjellet og den vertikale flate som går gjennom hydrofon-rekken idet punkt hvor isfjellet har maksimal dypgåendetJh..

Figur 10 viser skjematisk strømkretser som muliggjør bestemmelse punkt for punkt av isfjellet ved hjelp av den fremgangsmåte som er illustrert på figur 3.

Det antas for eksempel at det langs en linje som kan betraktes som idet vesentlige rett over det parti som er av interesse, er anordnet et flertall sendere E^, E^ ... E^ med regelmessig innbyrdes avstand lik "e" og hvis abscisse langs linjen følgelig er

i x é

idet den ene ende av linjen blir tatt som nullpunkt for abscissen, idet "i" er senderens nummer i rekkefølgen. Med A t betegnes tidsintervallet mellom to akustiske sendinger.

Båndleseren 26 avgir gjennom dekoderen 27 et signal som representerer senderen E^ og verdiene ^t^, fa t« ... ^ tR til en minimumsdetektor 45. Når denne detektor angir et minimum At^

i sammenligningen av ovennevnte verdier overfører den til en multiplikatorkrets 46 et signal som representerer ordensnummeret av senderen E^. Multiplikatoren 46 avgir et signal proporsjonalt med x^ = i x e som er senderens abscisse.

Detektoren 45 leverer likeledes et signal som er proporsjonalt med distansen E^R^, hvor R^ er den akustiske mottager som tilsvarer det nevnte minimum At^- Dette signal overføres til en divisjonskrets 47 for divisjon med 2, og denne krets avgir et signal proporsjonalt med De signaler som leveres av kretsene 46 og 47 påtrykkes en addisjonskrets 48 som derved avgir et signal proporsjonalt med

dvs. idet vesentlige proporsjonalt med abscissen i refleksjonspunktet på isfjellet svarende til den minste forplantningsvei mellom senderen E. og mottageren R, (abscissen for midten av segmentet E^RR)• Denne abscisse x" overføres til en automatisk kurvetegner eller -plotter 51.

Plotteren 51 mottar videre et signal som er proporsjonalt med den distanse "d" som isfjellet beveger seg i retning vinkelrett på transducer-rekken. Dette signal leveres av en gruppe av to multiplikator-kretser 49 og 50 hvorav den første fra dekoderen 27 mottar et signal V som er proporsjonalt med isfjellets hastighetskomponent i retning vinkelrett på transducer-rekken, og multipliserer dette signal V med et signal som er proporsjonalt med tidsintervallet A tQ mellom to akustiske sendinger.

Multiplikatorkretsen 49 avgir således et signal som er proporsjonalt med den distanse i som gjennomløpes av isfjellet mellom to akustiske sendinger i retning vinkelrett på transducer-rekken. Dette signal overføres til multiplikatorkretsen 50 som dessuten fra detektoren 45 mottar et .signal porporsjonalt med antallet n av utsendte akustiske signaler.

Under disse betingelser avgir kretsen 50 et signal proporsjonalt med produktet n &, dvs. den distanse D som gjennom-løpes av isfjellet i retning vinkelrett på transducer-rekken efter den første akustiske sending.

Plotteren 51 registrerer så et punkt på isfjellet hvis koordinater svarer til den minste akustiske forplantningsvei i vann for det akustiske signal utsendt av senderen E^.

Når det for en gitt sender i detektoren 45 ikke detekteres noen minimum i de forskjellige forplantningsveier for akustiske signaler, avgir den et signal til en styrekrets 52 som da gir båndleseren 26 ordre om å gå over til å lese registreringen fra en annen sender i transducer-rekken. Ved å forbinde de punkter som fremkommer på plotteren 51 med hverandre blir det oppnådd en kurve som idet vesentlige svarer til den bane eller rute P 'P som isfjellet følger.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte til å bestemme den geometriske form og dypgåendet av den neddykkede del av isfjell, ved hvilken det i fast posisjon nedsenkes i det minste en rekke av akustiske transducere, omfattende i det minste et organ som er i stand til å utsende akustiske signaler mot vannoverflaten, og et flertall akustiske mottagere, hvilken fremgangsmåte omfatter følgende suksessive trinn: a) rekken av transducere settes i virksomhet når et isfjell nærmer seg, b) med regelmessige intervaller blir det så bevirket utsendelse av akustiske signaler fra sendeorganet, idet noen av disse signaler reflekteres fra den neddykkede del av isfjellet og treffer de akustiske mottagere, c) de reflekterte signaler detekteres og deres gangtid mellom sendeorganet og i det minste noen av mottagerne i rekken bestemmes, hvilke mottagere ligger på begge sider av sende-i organet, samt de tilsvarende distanser gjennomløpt av de akustiske signaler utledes på grunnlag av kjennskap til forplantningshastigheten i vannet, karakterisert ved at bestemmelsen av gangtiden blir foretatt for mottagere beliggende på den ene og den annen side av sendeorganet, og at trinnene b) og c) gjentas og det bestemmes en samling av verdier omfattende minimumsverdiene av gangtiden for ett og samme utsendte signal, svarende i det vesentlige til passasje av det laveste punkt på isfjellet gjennom et vertikalt plan, og at den geometriske form av den neddykkede del av isfjellet sett i snitt gjennom det nevnte vertikale plan, såvel som isfjellets dypgående, bestemmes ut fra den nevnte samling av minimumsverdier av gangtiden.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det også foretas bestemmelse av den tilnærmede be-vegelsesbane av isfjellet i forhold til rekken av transdusere, ved kombinasjon av følgende trinn: a) utsendelse av akustiske signaler med jevne intervaller og suksessivt fra et flertall av sendeorganer som er jevnt fordelt langs rekken, b) for hvert utsendt signal bestemmelse av hvorvidt det eksisterer en minimumsverdi av gangtiden for dette signal mellom sendeorganet og en mottager i rekken, og frembringelse av et signal som i forhold til transducer-rekken representerer abscissen av midten av det segment som forbinder denne mottager med sendeorganet, c) for hvert utsendt signal bestemmelse av verdien av isfjellets hastighetskomponent i retning i.det vesentlige vinkelrett på transducer-rekken og frembringelse av et ordinat-signal som representerer den avstand som adskiller isfjellet fra transducer-rekken under utsendelse av det nevnte akustiske signal, ved summering av produktene av verdier suksessivt bestemt for den nevnte hastighetskomponent ved tidsintervallet mellom to suksessive sendinger, og d) punkt-for-punkt-bestemmelse av isfjellets bevegelses-bane ved registrering av punkter som har til koordinater de abscisser og ordinater som var oppnådd i forannevnte trinn b) og c).

3. Apparat for bestemmelse av den geometriske form og dypgåendet av den neddykkede del av isfjell, omfattende i det minste en rekke akustiske transducere som er nedsenket i fast posisjon og omfatter i det minste et organ som er i stand til å utsende akustiske signaler mot vannoverflaten, og et flertall akustiske mottagere, en anordning til med korte intervaller å styre utsendelsen av akustiske signaler fra sendeorganet, idet noen av disse signaler blir reflektert fra den neddykkede del av isfjellet og treffer de akustiske mottagere, en anordning for deteksjon av de reflekterte signaler og en anordning for bestemmelse av deres gangtid mellom sendeorganet og i det minste noen av mottagerne i rekken, hvilken gangtid er proporsjonal med de avstander som gjennomløpes i vannet av de reflekterte akustiske signaler, karakterisert ved at anordningen for bestemmelse av gangtiden styres av mottagere beliggende på den ene og den annen side av sendeorganet i transducer-rekken og samvirker med en anordning for ut fra forskjellige samlinger av således oppnådde gangtider for forskjellige utsendte akustiske signaler, å bestemme en samling av verdier som svarer til minimums-verdien av gangtiden for hvert utsendt signal.

4. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at det omfatter en anordning til fjernoverføring av verdiene av de nevnte gangtider, til en databehandlingsinstallasjon.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at overføringsanordningen omfatter en kabel for forbindelse med databehandlingsinstallasjoner.

6. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at overføringsanordningen omfatter en radiosender-anordning rettet mot databehandlingsinstallasjonen.

7. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at det er kombinert med en anordning plassert i databehandlings-installas jonen for ut fra flere samlinger av reflekterte akustiske signaler hvor hver samling svarer til ett og samme utsendte signal, å bestemme en samling omfattende den minste verdi av gangtidene, svarende i hovedsaken til passasje av det laveste punkt på isfjellet gjennom et vertikalt plan som i det vesentlige går gjennom senderen og de nærliggende akustiske mottagere, og en anordning forbundet med de foregående for ut fra den nevnte samling som omfatter den minste verdi, å utlede den geometriske form av den neddykkede del av isfjellet sett i snitt gjennom det nevnte vertikale plan, og isfjellets dypgående.

8. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at det omfatter elektriske kretser for tilnærmet å bestemme bevegelsesbanen for isfjellet i forhold til transducer-rekken, hvilke kretser omfatter kombinasjonen av følgende elementer: a) en anordning til å utsende akustiske signaler med regelmessige intervaller og suksessivt fra et flertall sendere som har samme innbyrdes avstand langs rekken, b) en anordning for deteksjon som for hvert utsendt signal bestemmer om det eksisterer en minste verdi av gangtiden for dette signal mellom senderen og en mottager i rekken, hvilken deteksjonsanordning er innrettet til å frembringe et signal som angitt i forhold til transducer-rekken representerer abscissen av midten av det segment som forbinder denne mottager med senderen, c) en måleanordning som leverer et ordinat-signal som representerer den avstand som adskiller isfjellet fra transducer-rekken under utsendelsen av hvert akustisk signal, og d) en registreringsanordning forbundet med deteksjonsanordningen og måleanordningen, hvilken registreringsanordning angir bevegelsesbanen for isfjellet med suksessive punkter som har koordinater proporsjonale henholdsvis med signaler avgitt av deteksjonsanordningen og måleanordningen.