NO337136B1 - Akustisk avstandsmåling til trål - Google Patents

Description

AKUSTISK AVSTANDSMÅLING TIL TRÅL

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å bestemme avstand mellom et fartøy og minst en sensormodul anordnet på fiskeredskap som taues av fartøyet.

Det finnes flere sensormoduler for anvendelse i forbindelse med fiskeredskaper. Eksempler på slike moduler er: symmetrisensor, tråløye, trålsonde, trålhastighetssensor, avstandssensor, ristsensor, dybdesensor, mengdesensor, osv. Modulene kan også omfatte flere av disse funksjonene i samme modul. Disse modulene tilveiebringer informasjon vedrørende fiskeredskapets posisjon i forhold til havbunnen, hastighet, forflytningsretning i forhold til vanngjennomstrømning, mengde fisk som befinner seg inne i fiskeredskapet, osv.

Måling av avstander mellom moduler, for eksempel sensormoduler under vann, og et referansepunkt, som for eksempel er et fartøy som trekker sensormoduler etter seg, har vært en velkjent problemstilling som ofte har blitt løst ved å måle lengden på linen eller wiren som befinner seg mellom fartøy og sensormoduler. Et alternativ kan være å sende et akustisk signal fra et referansepunkt til en sensormodul, og så måle tiden det tar å motta et responderende signal fra sensormodulen.

Nøyaktig måling av linelengden viser seg å være vanskelig i praksis siden linen kan strekke seg, gå i bue eller vikle seg. Dette gjelder enten en måler manuelt på lengden line som forlater fartøyet, eller måler antall rotasjoner som en vinsj har utført ved utføring og justering av en viss lengde med line. Det sistnevnte er videre avhengig hvordan linen er viklet opp, noe som kan være forskjellig fra gang til gang. Problemet forsterkes når avstanden mellom sensormodulene og fartøyet blir stor, dvs. flere hundre meter. En line eller wire vil da kunne strekke seg forholdsvis mye, og bli lengre enn når den er kveilet opp.

Det finnes i dag ulike innretninger for å måle avstander under vann med et måleprinsipp som omfatter utsendelse og mottak av lydbølger. Først og fremst omfatter dette bruk av sonar eller ekkolodd.

Prinsippet for disse er å sende ut en lydbølge, og måle tiden det tar før den samme lydbølgen blir reflektert. For å finne avstanden fra for eksempel et fartøy til én eller flere sensormoduler kan en bruke sonarprinsippet ved å sende ut en lydbølge fra fartøyet, og motta refleksjoner, eller sendte signaler fra sensormoduler som slepes etter fartøyet. Tiden som lydbølger bruker til eller fra sensormodulene vil da være proporsjonal med avstanden mellom dem og fartøyet. Sistnevnte prinsipp benyttes også for å finne avstand mellom to eller flere sensormoduler under vann.

Dette er imidlertid relativt komplisert og kostbart, ettersom det krever ekstra utstyr og både sender, mottaker og toveis hydrofon på fartøyet samt sender og mottaker i transponder på sensormodulen.

Det er i flere tilfeller ønskelig med avstandsbestemmelse ved å kun sende signaler én vei, fra sensormodulene til et referansepunkt som har en hydrofon for å fange opp signalene. I dette tilfellet oppstår det et problem som er at en ikke vet når signaler fra sensormodulene ble sendt, og det vil dermed være vanskelig å finne avstanden mellom sensormoduler og referansepunkt.

Oppfinnelsen har som hensikt å tilveiebringe et system og en fremgangsmåte for å bestemme avstand mellom et fartøy og sensormoduler anordnet på et fiskeredskap som taues av fartøyet som er rimelig, enkel og pålitelig.

Hensikten med oppfinnelsen oppnås ved hjelp av trekkene i patentkravene.

I en utførelse omfatter en fremgangsmåte for å bestemme avstand mellom et fartøy og minst en sensormodul anordnet på fiskeredskap som taues av fartøyet, hvor den minst ene sensormodulen omfatter en sender forbundet med en klokke og en mottaker forbundet med en klokke er anordnet på fartøyet, følgende trinn:

- å tidssynkronisere klokkene forbundet med sender og mottaker med hverandre,

- å sende en rekke eller sekvens med signaler fra senderen med et forhåndsbestemt, fast tidsintervall,

- å motta i mottakeren signalene fra senderen,

og ut fra tidspunktet for mottaket av signalene, beregne avstanden mellom senderen og mottakeren.

Sensormodulene kan for eksempel være fangstsensorer, som er sensormoduler for anvendelse i forbindelse med fiskeredskaper. Disse omfatter i mange utførelser et ytre hovedlegeme som inneholder en sensoranordning for måling av forskjellige størrelser, og festeanordninger for feste av hovedlegemet til fiskeredskapet. Sensoranordningen er enten fullstendig innkapslet i hovedlegemet, eller anordnet på overflaten av hovedlegemet eller delvis inneholdt i hovedlegemet.

Sensormodulene er som regel spent fast til fiskeredskapene ved hjelp av vaiere, strikk eller tau hvor den ene enden av vaieren/strikken/tauet er festet til fiskeredskapet og den andre enden er festet til festeanordningene. Avhengig av typen sensormodul vil man anvende to eller flere vaiere/strikk/tau.

På fartøyet kan det, i tillegg til mottakeren, være anordnet et system forbundet med mottakeren for behandling av mottatte signaler og eventuelt fremvisning av data. Systemet kan for eksempel omfattende en skjerm for visning av data. Systemet kan videre omfatte et kommunikasjonssystem for overføring av signaler mellom sensoranordninger og en prosesseringsenhet. I en utførelse omfatter kommunikasjonssystemet en eller flere hydrofoner, men det kan også benyttes annen trådløs kommunikasjon eller kommunikasjon over en eller flere kabler. Prosesseringsenheten kan være anordnet på fartøyet, for eksempel i et brosystem i et fangstsystem. Et slikt fangstsystem kan eksempelvis bestå av mottagerenheter, display enheter/skjermer, hydrofoner og en eller flere sensorer/sensormoduler slik som trålsensorer, dørsensorer, bunnkontaktsensorer, strømningssensorer, tråløye, symmetrisensor, trålsonde, etc. Prosesseringsenheten kan være forbundet med andre enheter og være egnet til å kontrollere disse enhetene, slik som for eksempel vinsjer, propeller pitch, ror, motorturtall, samt vinkler på tråldører og lodd/klumper.

Når klokkene forbundet med sender og mottaker tidssynkroniseres med hverandre, vil de gå synkront etter synkroniseringen, dvs. at de ved same tidspunkt viser samme verdi. Når senderen sender en rekke med signaler til mottakeren, vil mottakeren kunne beregne avstanden til senderen. Eksempelvis kan signalet fra senderen inneholde tidsinformasjon for å identifisere tidspunktet signalet sendes ut. Tiden mellom utsendelse og mottak av signalet kan da identifiseres. Når lydhastigheten i vann er kjent, kan avstanden mellom sender og mottaker beregnes. I en utførelse registrerer mottakeren eller en prosesseringsenhet forbundet med mottakeren endring i tidsintervallet mellom signalene mottatt fra senderen og kan beregne endring i avstand mellom sender og mottaker.

I en utførelse foretas tidssynkroniseringen av klokkene på fartøyet før sensormodulene settes ut i sjøen, i andre utførelser kan tidssynkroniseringen av

klokkene foretas etter at sensormodulene er utplassert i sjøen, eksempelvis ved at et synkroniseringssignal sendes samtidig til sender og mottaker. I en utførelse utløses tidssynkroniseringen idet sensormodulen utplasseres i sjøen, ved at den ved kontakt med vannet begynner å sende. Hvis avstanden til mottakeren er kjent, kan klokken synkroniseres basert på den kjente avstanden og mottatte signaler.

I en utførelse kan sensormodulen omfatte målesensorer for måling av tilstanden til sensormodulen slik som dybde i sjøen, avstand til andre sensormoduler, vinkelstilling, etc. Ytterligere sensorer for måling av for eksempel temperatur eller saltinnhold i vannet kan også være omfattet i modulen. Det forhåndsbestemte faste tidsintervallet kan i en utførelse korrigeres ved å benytte måledata fra en eller flere sensormoduler, for eksempel ved å ta hensyn til/korrigere for lydhastigheten i vann ved målt temperatur. Måledata fra målesensorene kan også benyttes ved beregning av avstand.

Oppfinnelsen skal nå beskrives mer detaljert ved hjelp eksempler og med henvisning til de medfølgende figurene.

Figur 1 illustrer et fartøy som tauer en dobbelttrål

Figur 2 illustrer avstandsmålinger for en trål.

Figur 1 illustrerer et fartøy 11 som tauer en dobbelttrål bestående av to tråler 10, to tråldører 12 (en første og en andre dør), og en midtklump 14. På dørene 12 er det anordnet sensormoduler 15, 13 og en sensormodul 16 er anbrakt på klumpen 14. Sensormodulene omfatter midler for å sende ut akustiske signaler, og kan i noen tilfeller også omfatte midler for å motta signaler, flere typer sensoranordninger og annet ønsket verktøy. Sensormodulen 15 på babord tråldør kan eksempelvis være en dobbel avstandssensor, som kan sende ut et akustisk signal og beregne avstanden basert på tiden det tar fra det akustiske signalet sendes ut og til det mottas et signal fra transponderne på klumpen 14 og styrbord tråldør 12. I tillegg kan sensormodulen 15 omfatte ytterligere sensorer. Eksempler på sensorer som kan omfattes av sensormodulene 15, 16 og 13, er dybdesensor og temperatursensor.

I denne konfigurasjonen kan det være av interesse å bestemme avstandene dl, d2 og d3 mellom sensormodulene 15, 16, 13 og fartøyet 11.

Figur 2 illustrerer skjematisk hvordan sending av signaler fra en sensormodul og mottak av signalene av en mottaker kan benyttes for å bestemme avstaden mellom sensormodulen og mottakeren. I figuren er det anordnet fem sensormoduler 21, 22 og 25 i ulike posisjoner på en trål 20. Sensormodulene 21, 22 kan for eksempel være dørvinkelsensorer og/eller avstandssensorer og sensormodulen 25 kan for eksempel være symmetrisensor. Det kan være behov for å bestemme avstanden mellom en eller flere av sensormodulene og fartøyet som tauer trålen. På fartøyet er det anordnet en mottaker 27, for eksempel en hydrofon som kan motta signaler sendt ut fra sendere på eller i en eller flere av sensormodulene.

Hver av sensormodulene som er innrettet for å kunne bestemme avstanden til fartøyet omfatter en sender og en klokke forbundet med senderen, og mottakeren er også forbundet med en klokke. Klokkene forbundet med senderen og mottakeren synkroniseres med hverandre, slik at de viser samme tid på samme tidspunkt.

Når for eksempel avstanden mellom en dørsensormodul 21 og mottakeren 27 på fartøyet skal bestemmes, sendes en rekke signaler fra en sender i sensormodulen 21, hvor signalene sendes med et forhåndsbestemt, fast tidsintervall. Signalene mottas i mottakeren 27 og tidspunktet for mottaket registreres. Ut fra tidspunktet fra mottaket, kan informasjon om avstanden mellom sender og mottaker beregnes. I noen tilfeller inneholder det utsendte signalet informasjon om tidspunkt for utsendelse eller informasjon som på annen måte identifiserer tidspunkt for utsendelse, slik som signalnummer el. I andre tilfeller vil tidspunktet for mottaket registreres og overvåkes, og en variasjon i tidsintervall mellom mottatte signaler vil tyde på en forandring i avstand mellom sender og mottaker. Denne forandringen i avstand kan så beregnes.

Avstandene kan beregnes basert på informasjon om lydhastigheten i vann når signalet er et akustisk signal. Ettersom lydhastigheten i vann varierer med temperaturen, kan målinger av vanntemperaturen benyttes for å korrigere den beregnede avstanden.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for å bestemme avstand mellom et fartøy og minst en sensormodul anordnet på fiskeredskap som taues av fartøyet, hvor den minst ene sensormodulen omfatter en sender forbundet med en klokke og en mottaker forbundet med en klokke er anordnet på fartøyet, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: - å tidssynkronisere klokkene forbundet med sender og mottaker med hverandre, - å sende en rekke med signaler fra senderen med et forhåndsbestemt, fast tidsintervall, - å motta i mottakeren signalene fra senderen og registrere tidspunktet for mottaket, og ut fra tidspunktet for mottaket av signalene og de forhåndsbestemte tidspunktene for utsendt signal, beregne avstanden mellom senderen og mottakeren.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvor tidssynkroniseringen av klokkene foretas på fartøyet før sensormodulene settes ut i sjøen.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvor tidssynkroniseringen av klokkene foretas etter at sensormodulene er utplassert i sjøen.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvor sensormodulen omfatter målesensorer for måling av tilstanden til sensormodulen slik som dybde i sjøen, avstand til andre sensormoduler.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 4, hvor det forhåndsbestemte faste tidsintervallet korrigeres ved å benytte måledata fra en eller flere sensormoduler.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 4, hvor måledata fra målesensorer benyttes ved beregning av avstand.

7. Fremgangsmåte i henhold til et av de foregående krav, omfattende å måle temperaturen i vannet og hvor beregning av avstand korrigeres ved å ta hensyn til lydhastigheten ved målt temperatur.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvor rekken av signaler sendt fra senderen omfatter et tidssignal.