Forfatter(e): Hans P. Knudsen Prosedyre for operering av multistrålesonar MS70 Godkjent av: Avd. dir. Dato: Tilhørighet (senter, seksjon eller prosjekt): 2007-04-6 Seksjon elektronisk instrumentering Dato: Tekstbehandler: Microsoft Word Dokument: ååååmmdd Prosedyre MS70 2007-03-4 Ansvarlig for vedlikehold og tilgjengelighet: Hans P. Knudsen Ansvarlig for revisjon: Hans P. Knudsen inneholder 4 sider PROSEDYRE FOR OPERERING AV MULTISTRÅLESONAR MS70. Hensikt Multistrålesonar MS70 er en sonar som er utviklet for å tilfredsstille Havforskningsinstituttets behov for å gjennomføre nøyaktige målinger av volum, tetthet og fiskemengde i fiskestimer. Det finnes pr. i dag kun ett eksemplar av denne sonaren, som er installert på F/F G.O. Sars. Denne prosedyren gir en oversikt over de viktigste gjøremål som må til for at operering og datainnsamling med sonaren skal kunne gjennomføres på en vitenskapelig forsvarlig måte. 2. Omfang og virkemåte Sonarens hovedkomponenter består av: En bredbånds svinger for frekvensområdet 70 2 khz, med 800 svingerelementer. Svingeren er plassert i babord senkekjøl. En sender/mottakerenhet inkludert 6 PC-er. Operatørstasjon. Sender/mottaker-enheten har 25 kretskort som hvert inneholder 32 sender/mottakere. Ut fra de mottatte signaler på de 800 elementene blir det, ved hjelp av 6 PC-er, formet 500 stråler.
Disse strålene er fordelt på 20 strålevifter, hver med 25 stråler som til sammen danner en 60 o horisontal åpningsvinkel. Stråleviftene er tiltet fra 0 o til 45 o, men med mulighet for å tilte alle strålene ytterlige 0 o ned. Sonaren er kompensert for skipets rullebevegelser innenfor ± 0 o. For å opprettholde tilnærmet konstant åpningsvinkel på de individuelle strålene, er den utsendte frekvensen variert (Frequency Rotated Sector Transmitting, FRST) fra 70 khz på den nederste stråleviften til 2 khz på den øverste. Operatørstasjonens brukergrensesnitt har en kombinasjon av elementer (menyer) fra konvensjonell fiskerisonar og fra vitenskapelig ekkolodd, ER60. På skjermen vises ett horisontalt og ett vertikalt snitt av den totale strålen. I tillegg vises et zoom-vindu for hvert av snittene og et ekkogramvindu. 3. Bakgrunn Ekkointegrering av fisk er normalt basert på ekkolodd med vertikalt rettet stråle. Metoden er basert på at fisken er distribuert i vannvolumet slik at en kan måle tettheten. Når fisk går i stimer, vil ikke den tradisjonelle integreringsmetoden være gyldig. Dette fordi stimene kan unnvike fra fartøyet, noe av fisken kan stå i blindsonen nær overflaten, og dekningen av et havområde blir avhengig av hvordan kurslinjene er lagt opp i forhold til hvordan fiskestimene er distribuert. Derfor blir horisontalt seende sonarer tatt i bruk i tillegg til ekkolodd. Konvensjonelle fiskerisonarer har ikke god nok nøyaktighet til å måle fiskemengde kvantitativt. Dette var bakgrunnen for at utviklingen av multistrålesonaren MS70 ble bestilt i januar 2003, som en del av leveransene til forskningsfartøyet G.O. Sars. Leveransen ble akseptert som fullført i desember 2006. MS70 er et svært avansert instrument som kan operere i flere modi, og det har mange innstillingsparametre som kan endres avhengig av hvor dypt inn i systemet man går. Samtidig er brukergrensesnittet laget til slik at erfarne brukere kjenner igjen mange elementer fra vitenskapelige ekkolodd og fiskerisonarer. Likevel krever operering av denne sonaren at en har fått spesiell opplæring i virkemåten og den praktiske bruken, og at operatøren har satt seg godt inn i den dokumentasjonen som medfølger. Sonaren har også potensial til å produsere svært store datamengder, men samtidig er det viktig at datainnsamlingen foregår fornuftig slik at ikke datalagrene fylles opp med data som ikke er relevante. 4. Beskrivelse Ansvar Trinn Handling/aktivitet Toktledelsen På et tidlig tidspunkt, gjerne i forbindelse med søknad om tokttid, signalisere behovet for å bruke sonaren overfor Rederiavdelingen, Seksjon elektronisk instrumentering. Seksjon elektronisk instrumentering 2 Legge toktprogrammet til grunn slik at personell med relevant kompetanse til operering av sonaren blir fordelt på tokt hvor sonaren er en viktig del av instrumenteringen. Toktledelsen 3 Setter av fartøytid til kalibrering av sonaren dersom dette er 2
vurdert som nødvendig. Instrumentsjef 4 Før toktstart gjennomføres en funksjonstest for å konstatere at alle hovedkomponenter for MS70 er intakt. Påse at der er rikelig med lagringsplass på harddisken. Eventuelt slette data fra tidligere tokt. Instrumentsjef 5 Når sonaren tas i bruk må babord senkekjøl være tilstrekkelig langt ute. Dette vil si minimum,5 m nedenfor skutebunn, men Instruks for drift av senkekjøler må legges til grunn. http://rederi.imr.no/ data/page/6802/20060324_instruks_for_dri ft_av_senkekjler.pdf Instrumentsjef 6 Når sonaren er startet for å være i drift over lengre tid, dvs. mer enn en time, må avtrekksviften for sender/mottaker-skapet i svingertilkoblingsrommet justeres til ca 50 Hz. Frekvensomformeren for denne viften er plassert i vifterommet ved toppen av senkekjølsjakten. Instrumentsjef / vakthavende instrumentoperatør 7 Sonaren kan brukes til å observere uten at data lagres. Når datalagring er aktiv, genereres store datamengder meget fort. Dette er unødvendig dersom det opereres i områder hvor det ikke er interessant eller sannsynlig at der er forekomster av pelagiske stimer. Toktleder 8 Legger en plan for, og instruerer instrumentpersonell om hvor og når data fra MS70 skal lagres. Instrumentsjef 9 Når sonaren ikke lenger skal brukes på resten av toktet eller for en periode, skal sender/mottaker stenges ned og avtrekksviftens turtall reduseres. Toktleder 0 Gir instruks om hvordan eventuelle loggete data skal videre kopieres og lagres. 5. Resultat Multistrålesonaren MS70 kan lagre data i 500 stråler, hver 0 cm ut til 500 m avstand. Dette gir en datamengde på 0 Mbyte pr. ping. Et etterprosesseringssystem, PROMUS, som blant annet skal kunne redusere datamengden og ekstrahere stimdata, er under utvikling, men er pr. i dag ikke tilgjengelig. Dataene kan kjøres som replay i sonarens brukergrensesnitt og beregninger for eksempelvis stimvolum kan utføres, men dette er lite effektivt for behandling av større datamengder. 6. Kvalitetskontroll Etter som alle elementene i svinger og sender/mottakerenhet er i funksjon for å forme hver stråle, vil en ikke umiddelbart kunne observere i brukergrensesnittet om ett eller flere elementer er ute av funksjon. Multistrålesonaren har et innebygget testsystem, BITE, (Built In Test Equipment). Dette systemet gjør det mulig å kontrollere at alle de 800 elementene fungerer, og en kan lokalisere eventuelle feil som måtte oppstå. Kalibrering av sonaren foregår ved hjelp av et sett optimaliserte kuler (2 stk wolframkarbidkuler (engelsk navn er tungsten carbide ) med diameter på henholdsvis 75 og 84 mm). To 3
kuler er nødvendig for å kunne dekke hele frekvensspekteret fra 70 til 2 khz. Ref. Optimizing Two Spheres for Calibrating a Broadband Multibeam Sonar. http://hinnsiden.imr.no/ data/page/2565/oceans_2006_boston.pdf Multistrålesonaren har et innebygget kalibreringsprogram som gjør det forholdsvis enkelt å kartlegge egenskapene i alle 500 strålene ved å posisjonere kulene i hver av dem suksessivt. 7. Sikkerhet/Miljø Systemet som utgjør Multistrålesonaren MS70, er gjennomgående høyteknologisk og meget kostbart utstyr. Kun personell som har fått relevant opplæring skal operere sonaren. Senkekjølen med svingeren må aldri kjøres ut uten at en er forvisset om at der er dybde nok, eller at der ikke er fare for at den blir truffet av objekter som kan skade vitale deler. Senkekjølen med svingerne må aldri heises opp over vannflaten uten at sender/mottakerenheten er slått av. Dersom svingeren opereres i luft, kan den skades, noe som har store økonomiske konsekvenser. Når sonaren er i drift, skal avtrekksviftens frekvensomformer stilles til ca. 50 Hz for å hindre overoppheting i sender/mottakerskapet. Når sonaren ikke er i drift, skal frekvensomformeren stilles til en lavere frekvens, ca. 0 5 Hz, for å hindre at støv unødig suges inn i skapet. Et rent og trivelig arbeidsmiljø er viktig for alle som arbeider ombord. Instrumenter og datautstyr er følsomme overfor skitt- og støvpartikler. Det er derfor viktig at det er etablert skikkelige rengjøringsrutiner. Instrumentsjefen skal påse at rutinene overholdes for arbeidsrom og utstyr som naturlig hører inn under hans ansvarsområde og at de er tilstrekkelig for formålet. Røyking er ikke tillatt i instrument- og datarom. 8. Vesentlige endringer Denne prosedyren gjelder for operering MS70 som fremdeles er i en testfase. Etter hvert som en vinner erfaring og det etableres rutiner for bruken, vil prosedyren kunne tilpasses dette. Når etterprosesseringssystemet PROMUS blir tatt i bruk, må denne prosedyren endres, spesielt med hensyn på rutiner for innsamling og lagring av data. 9. Referanser: Operators manual MS70 http://hinnsiden.imr.no/ data/page/243/30088aa_ms70_operator_manual_english.pdf Instruks for drift av senkekjøler http://rederi.imr.no/ data/page/6802/20060324_instruks_for_drift_av_senkekjler.pdf Optimizing Two Spheres for Calibrating a Broadband Multibeam Sonar http://hinnsiden.imr.no/ data/page/2565/oceans_2006_boston.pdf 4
Høringsrunde. Sendt til høring 2007-03-4 Sendt til Svar dato Rettelser Kaare Hansen Einar Osland John Dalen Egil Ona Rolf Korneliussen Martin Dahl Asgeir Steinsland 2007-04-3 Returnert fil med rettelser. 2007-04-3 Jeg har sett lett gjennom den, og synes den ser fornuftig ut. 5