Dựa vào nguyên lý lan truyền của sóng âm trong môi trường vật chất đàn hồi, người ta đã chế tạo ra các thiết bị dò tìm các đàn cá trong nước. Máy dò cá bằng phương pháp siêu âm là một trong những thiết bị chuyên dùng khai thác thủy sản mang lại năng suất cao.

Màn hình màu, hiện thị đàn cá và các thông số khác

Nguyên lý làm việc là: Khi chùm tia siêu âm phát ra từ máy dò luồng cá chạm vào đàn cá thì một phần năng lượng bị phản xạ trở lại, một phần bị hấp thu, cũng có thể trở thành một nguồn phát sóng “bức xạ thứ cấp”.

Sóng siêu âm phản xạ trở lại sẽ được đầu dò của máy thu lại và hiển thị trên màn hình, cho biết rõ vị trí, độ lớn đàn cá.

Sóng siêu âm phản xạ về vừa phụ thuộc vào loài cá, kích thước cá và hướng truyền tới. Đàn cá luôn thay đổi vị trí trong nước làm biến thiên liên tục “góc tới” của chùm tia siêu âm. Sóng “bức xạ thứ cấp” cũng chứa đựng nhiều thông tin về loài cá, kích thước…

Cấu tạo máy dò gồm khối phát xung siêu âm: dưới tác dụng điều khiển của xung đồng bộ, khối này sẽ tạo ra một tín hiệu điều hòa ở tần số siêu âm với thời gian tương ứng. Tần số siêu âm có độ ổn định càng cao càng tốt. Muốn có công suất xung siêu âm phát vào nước biển cao thì phải có tín hiệu điện kích thích vào đầu dò lớn tương ứng.

Đầu dò (Transducer-đầu phát) là một bộ chuyển đổi năng lượng điện thành cơ khi phát và cơ thành năng lượng điện khi thu. Trong một số máy hiện đại ngày nay đầu dò còn được lắp đặt thêm các bộ cảm biến để đo tốc độ tàu và nhiệt độ nước biển. Đầu dò được lắp ở đáy tàu, ngâm dưới nước. Đầu dò có thể di chuyển “tiêu cự quét” được khoảng 250mm đến 400mm để thay đổi góc, cự ly dò...

Khối khuếch đại thu có nhiệm vụ chọn lọc tín hiệu phản xạ từ đàn cá hay đáy biển trở về, xử lý phù hợp rồi hiển thị. Vì tín hiệu phát và tín hiệu phản xạ đều chịu sự phân tán năng lượng sự suy hao trên đường truyền, nên khối này phải có hệ số khuếch đại đủ lớn, có tính chống nhiễu cao, chứa nhiều mạch xử lý đặc biệt.

Hiển thị luồng cá là nơi thể hiện kết quả thăm dò. Những phương pháp phổ biến hiện nay là chỉ thị bằng còi, bằng băng giấy, bằng đèn, bằng màn ảnh đen trắng, màn ảnh màu (CRT), màn ảnh tinh thể lỏng (LCD) và chỉ thị số. Mỗi phương pháp chỉ thị đều có ưu khuyết điểm của riêng.

Hiển thị bằng màn hình là một phương pháp hiện đại, thông tin được xử lý nhanh và đa dạng, với màn ảnh màu giúp ta đánh giá được mật độ của đàn cá, tính chất của đáy biển. Độ mạnh dội âm được hiển thị bằng màu đậm nhạt, luồng cá được quy ước bằng màu khác. Màn hình có thể chỉnh được độ tương phản giữa nền đáy và luồng cá…

Chỉ thị bằng màn ảnh có thể thực hiện được nhiều kiểu đặc biệt và cho phép ghép nối các thiết bị điện hàng hải với nhau dễ dàng, nhờ công nghệ số hóa như: Bộ nhớ đường đi 8000 điểm, nhờ kết nối GPS biết được tọa độ tàu đang vận hành. Các máy dò có nguồn điện một chiều 12 hoặc 24 vol.

Máy dò luồng cá CH250 của hãng FURUNO, tầm dò đến 800m với 8 chế độ vận hành, kết hợp các phương pháp dò đứng, dò ngang, quét dọc, giúp cho các thuyền trưởng có thể vừa quan sát đàn cá từng vị trí xung quanh tàu, vừa quan sát mặt cắt không gian nước xung quanh tàu, ước lượng được mức độ tập trung của đàn cá… nhờ đó tăng xác suất bắt gặp các đàn cá cao hơn nhiều lần.

Theo báo cáo nghiệm thu kết quả khai thác khảo nghiệm máy dò ngang ở tỉnh Ninh Thuận, lượng khai thác cao hơn 180% đến 220%, hiệu quả kinh tế cao hơn 200% đến 250% so với các tàu tương đương về công suất, ngư cụ, ngư trường khai thác.

Do xác suất phát hiện đàn cá cao hơn, thời gian vận hành của tàu ít hơn, do đó giảm thiểu được nhiên liệu trong cả hành trình khai thác.

Trần Cung (tổng hợp)