מד עומק

א. שמושים:- בטיחות השיט – בכך שקריאת עומק המים עוזרת למנוע עליה על שרטונות ומכשולים תת-ימיים.

עגינה – קריאת עומק המים במקום שנבחר לעגינה מאפשרת הערכה באם חבל או שרשרת העוגן ארוכים במידה הדרושה לעגינה בטוחה. במכשירים מסוימים נתן לקבל הערכה על סוג הקרקע (בוץ,סלעים,צמחים וכו').נווט – על ידי השוואת עומקים בולטים שמראה מד העומק עם אותם עומקים שמזוהים במפה הימית, נתן להעריך את מקום כלי השיט. ישנן מספר שיטות למציאת אתר בעזרת מד- עומק , וזה דורש מפה מפורטת ומעודכנת.

שמושים מיוחדים – מדי עומק לסוגיהם משמשים גם למטרות צבאיות, כמו גלוי ומקום אמצעי לחימה תת-ימיים; לאתור להקות דגים בספינות דיג;לאתור גופים ומבנים ששקעו; לארכאולוגיה תת-ימית; להנחת כבלים וצנורות ולקדוחים למיניהם.

ב. עקרון הפעולה – ECHO LOCATION
מציאת העומק (המרחק/טוח) אל גוף (קרקע הים) מבוססת על מציאת זמן החזרה של הד קצר של אנרגיה, והכפלתו במהירות התנועה של ההד, לפי הנוסחה אורך = זמן X מהירות. במקרה של מד-עומק המתקפים (PULSES ) של האנרגיה הם גלים בתדירות על-קולית ( בין KHZ15 ל- KHZ300 , כשהתדר המדויק נבחר לפי השמוש המיועד). המדידה והחישוב מבוצעים בתצוגה של המכשיר, אשר מציגה את התוצאה (העומק) בשיטה כל שהיא. מהירות התפשטות התדרים העל – קוליים במים היא בין 1400 ל- 1500 מטרים בשניה, והיא תלויה בטמפרטורה, במליחות ובהרכב הכללי של המים. החלק שמשדר את ה-PULSE וקולט את ההד – ECHO , נקרא ממיר – TRANSDUCER . נוהגים לכנות את מדי העומק לפי סוג התצוגה ולפי סוג הממיר.

ג. סוגים של תצוגות:
1. תצוגה גראפית ורצופה של קרקעית הים על גליל ניר.
2. תצוגה של נורית ניאון הנדלקת מול מספר המציין את העומק באותו רגע.
3. תצוגה ספרתית של העומק, כשהספרות שמוצגות מתארות את העומק הרגעי. 4. תצוגה רצופה על מסך מסוג LCD או CRT .

ד. סוגים של ממירים:
הממירם הנפוצים הם משלושה סוגים : – גבישי נציץ (קווארץ). אלקטו-מגנטי. ממיר קרמי. בכלי שיט קטנים נפוץ הממיר הקרמי, כשישנם דגמים שאינם מותקנים במקום קבוע בתחתית, אלא מחוברים למוט וכבל הזנה ארוך, שנתן לטלטלו בזמן, ולכל מקום, נח מסביב לכלי השיט.

בתמונות להלן דגמים של תצוגות וממירים

עקרון הפעולה של מד עומק מבוסס על שיטה שהועתקה מעולם החי. השיטה מכונה ECHO LOCATION , לצורך מדידת עומק משתמשים רק בישום אחד מתוך כמה . בישום למדידת עומק מעונינים רק במדידת המרחק שבין הנקודה בה נמצא הממיר לקרקעית הים שמתחתיו. בתרשים ב המשדר 1 מייצר גל בתדירות על-קולית לדוגמה 30KHZ ושולח אותו במתקפים קצרים (PULSES ) לממיר 2 שמותקן במקום השוקע המירבי של כלי השיט. הממיר ממיר את האנרגיה החשמלית לאנרגיה מכנית (על-קולית) ומעצב אותה לאלומה צרה, שתלויה במידותיו. בתרשים א בשלבים מ- 1 עד 4 רואים את מסעו של ה- PULSE כששלב ב- 3 הוא השלב בו מתחילה התצוגה ב למדוד את זמן התנועה של ההד, ולפקוד על מחט הסימון לנוע מקו – 0 עד לקו טוח העומק המירבי (40 מטר בתרשים). ברגע שההד מגיע בחזרה לממיר תרשים א-3 , הוא מומר חזרה לאנרגיה חשמלית , נשלח למקלט ב- 4 לצורך הגברה והפעלת מחט הסימון על הניר במקום המתאים לעומק ממנו הגיעה ההד. רק ברגע שמחזור פעולות כזה הסתיים נותנת התצוגה הוראה למשדר לשלוח את ה- PULSE הבא, וכך לא נוצרת התנגשות בין ההדים.

ב – להלן תרשים להסבר עקרון פעולת מד העומק – השלבים מסופררים מ-1 עד 5 . 

תרשים מלבנים להמחשת עקרון הפעולה של SONAR (SOunding Navigation And Ranging) במכשירים החדשים במקום הרמקול ישנה תצוגה על מסך. במסך השחור הטבעת החיצונית היא קרקעית הים והכתמים הבהירים הם להקת הדגים (או כל גוף אחר) כשהכוון והעומק מתקבלים בחלוקות שעל המסך.

שגיאות אפשריות בקריאת הנתונים ממד עומק

שינויים בגובה המים / ציפת כלי השיט: הממיר הוא החישן שביחס למקומו נמדד העומק,כך שאם הממיר מותקן בנקודה העמוקה ביותר של קוער כלי השיט, זה מאפשר אתראה והמנעות מפגיעה בשרטונות ומכשולים של מים רדודים. צריך לזכור ששוקע כלי השיטמשתנה לפי מצב הטעינה שלו ולפי צפיפות המים; עוד חשוב לזכור שהעומק המסומן במפות הימיות הוא של המצב בשפל הנמוך ביותר, וגם זה משתנה שלא נתן לעדכון בכל עת.
אי דיוקים טכניים וסביבתיים: יש אפשרות של שגיאה כתוצאה משנוי מהירות ההד במים, אורך ה-PULSE לא מתאים לטוח העומק הנמדד, החלשה ברגישות הממיר בגלל הצטברות חי וצומח תת-ימי, צבע לא מתאים על הממיר (מתכתי) או כל זהום שנצמד אליו. כן עלולה להיות בליעה או הנחתה של ה- PULSE ברובד הראשון של קרקעית הים, וזה תלוי בהרכב ובצורה של
החומרים בשכבה זו, והן בתדירות הגל ממנו נוצר ה- PULSE . קבלת הדים כוזבים:עלולים לקבל הדים לא אמיתיים בתצוגה של המכשיר של מעבר הדיםבין שכבות מים השונות בצפיפות, בטמפרטורה ובמליחות. כמו כן מתקבלים הדים כוזבים מבועות אויר ומערבולות של פעולת מדחף, טלטולים של כלי השיט, הפרעות שמקורן במכשירים המיצרים ומקרינים לסביבה תדרים הקרובים לתדר הפעולה של מד העומק. כתוצאה מכך מופיעים בתצוגה גופים בעומק לא נכון, ובעוות צורה.
התקנה והפעלה:כל מכשיר ראוי שיותקן בהתאם להוראות היצרן – ביחוד הממיר – וכןצריך ללמוד את הפעלתו ומגבלותיו מספר ההפעלה. התעלמות ממגבלות טכניות ומהערות להפעלה עלולות לצור "אמון-יתר" ברמת הדיוק ופרוש מסוכן של התצוגה.

מד עומק ידני המורכב ממשקולת וחבל מסומן במרוחים קבועים, הייה ציוד חובה כחלק מ"כושר השיט" . בתרשים מוצג דגם ישן שבו הסימנים היו כל מיני חלקי חבל ,עור ובד. המטרה הייתה שהמודד יוכל , לאחר הטלת המשקולת, לחוש באצבעותיו ולזהות את העומק לפי החומר בו הוא נוגע, גם בחשכה, או בלי לראות את ידו האוחזת בחבל. היו כמה דגמים של שיטה זו ולכל דגם נדרש המודד ללמוד בזכרונו את הצורות או הקשרים המתאימים לעומקים המסומנים , וגם להעריך את התוספת שבין שני סימנים. בתחתית המשקולת הייה מקובל להשקיע חומר דמוי גריז או מרגרינה לקבלת הערכה על סוג הקרקעית בה נגע.

להקלה על קריאת העומקים בעת מדידה, נהוג לסמן את מידות העומק על חבל מד העומק בצורה הזאת: –

2 פדום – עור בעל שני קצוות 3 פדום – עור בעל שלשה קצוות 5 פדום – בד פשתן לבן 7 פדום – בד דגלים אדום 10 פדום – עור עם חור 13 פדום בד פלנל כחול 15 פדום -בד פשתן לבן 17 פדום -בד דגלים אדום 20 פדום – כבל עם שני קשריםהעומקים המסומנים 2, 3, 7, 10, 13, 15 ו17 מכונים MARKS והעומקים שאינם מסומנים מכונים DEEPS