ISO 4366:1979
(Main)Echo sounders for water depth measurements
Echo sounders for water depth measurements
Provides information concerning the principle of operation, performance and selection criteria for echo sounders used in depth measurements for open channel flow (and related) measurements. The use of standard terminology is promoted. Information on the characteristics of sound in water is provided in annex.
Mesure de la profondeur de l'eau — Sondeurs à écho
General Information
- Status
- Withdrawn
- Publication Date
- 30-Sep-1979
- Withdrawal Date
- 30-Sep-1979
- Technical Committee
- ISO/TC 113/SC 5 - Instruments, equipment and data management
- Drafting Committee
- ISO/TC 113/SC 5 - Instruments, equipment and data management
- Current Stage
- 9599 - Withdrawal of International Standard
- Start Date
- 16-May-2007
- Completion Date
- 14-Feb-2026
Relations
- Effective Date
- 15-Apr-2008
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ISO 4366:1979 - Echo sounders for water depth measurements
ISO 4366:1979 - Mesure de la profondeur de l'eau -- Sondeurs a écho
ISO 4366:1979 - Mesure de la profondeur de l'eau -- Sondeurs a écho
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Frequently Asked Questions
ISO 4366:1979 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Echo sounders for water depth measurements". This standard covers: Provides information concerning the principle of operation, performance and selection criteria for echo sounders used in depth measurements for open channel flow (and related) measurements. The use of standard terminology is promoted. Information on the characteristics of sound in water is provided in annex.
Provides information concerning the principle of operation, performance and selection criteria for echo sounders used in depth measurements for open channel flow (and related) measurements. The use of standard terminology is promoted. Information on the characteristics of sound in water is provided in annex.
ISO 4366:1979 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 17.120.20 - Flow in open channels. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 4366:1979 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 4366:2007. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
International Standard
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEX~YHAPO~HAR OPTAHM3AL&lR l-l0 CTAH~APTi’l3AL(MM.ORGANISATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Echo sounders for water depth measurements
Mesure de Ia profondeur de l’eau - Sondeurs 2 &cho
First edition - 1979-10-15
UDC 531.719.35
Ref. No. ISO 43664979 (E)
G3
-
cn
Descriptors : flow measurement, depth, measuring instruments, Sonar, acoustic measurement.
G
-
I
v)
-
Price based on 6 pages
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards institutes (ISO member bodies). The work of developing lnter-
national Standards is carried out through ISO technical committees. Every member
body interested in a subject for which a technical committee has been set up has the
right to be represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the ISO Council.
International Standard ISO 4366 was developed by Technical Committee ISO/TC 113,
Measurement of liquid flow in open channels, and was circulated to the member
bodies in January 1978.
lt has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia I reland Switzerland
Canada
Japan Turkey
Czechoslovakia Mexico United Kingdom
Egypt, Arab Rep. of Netherlands
USA
France Norway
USSR
Germany, F. R. Romania Y ugoslavia
India Spain
No member body expressed disapproval of the document.
0 International Organkation for Standardkation, 1979
Printed in Switzerland
ISO 4366-1979 (EI
INTERNATIONAL STANDARD
Echo sounders for water depth measurements
6 Principle
1 Scope and field of application
The echo sounder is an electroacoustic instrument which in-
This International Standard provides information concerning
dicates the depth of water (actually measuring the distance
the principle of Operation, Performance and selection criteria
from the face of its transducer to the stream bed) by measuring
for echo sounders used in depth measurements for open chan-
the time differential between the transmission of a burst of
nel flow (and related) measurements. The use of Standard
acoustic energy and the reception of the echo from the stream
terminology is promoted. Information on the characteristics of
bed or the bottom. Depth is determined from the equation
Sound in water is provided in annex.
t
d =Tc
2 Reference
where
ISO 772, Liquid flow measurements in open channels -
d is the distance from the transducer to the stream bed;
Vocabulary and symbols.
t is the travel time of the acoustic energy;
c is the velocity of Sound in water.
3 Definitions
6.1 General
For the purpose of this International Standard, the definitions
given in ISO 772 shall apply with the addition of the following :
The echo sounder consists of two elements : the electronie
assembly which usually includes the readout or recording
: An opening of limited size which foliows
tracking window
device and the acoustic assembly or the transducer.
and automatically centres itself at the depth indicated by the
last received echo. If the next echo falls within the window, the
The electronie circuitry generates high frequency electrical
Signal is accepted as correct; if it does not, the Signal is re-
energy and provides regulated bursts of this energy to the
jected. The purpose of a tracking window is to Screen out er-
transducer. When a burst of energy is released, time is
roneous readings caused by reflecting materials in the water
measured until the return Signal is received. The above equa-
(fish, debris, etc.)
tion is solved and the depth is displayed or recorded.
The transducer is an electroacoustic assembly which acts as a
two-way energy conversion device. During transmission it con-
4 Units of measurement verts pulses of electrical energy into pulses of sonic energy
which travel through the water to the bottom. During recep-
The units of measurement used in this International Standard tion, it receives the echos of sonic energy reflected from the
are SI units and decibels. bed and converts them into electrical energy to operate the
electronie circuits.
6.2 Non-recording echo sounders
5 General
The most common type of non-recording echo sounder has a
display in which a timing motor rotates a light behind a circular
The state-of-the-art in echo sounders is well advanced, and
sounders have been put into widespread use for many different scale. When the light is directly behind the zero depth Point, it
is briefly illuminated; and, concurrently, the acoustic pulse is
applications. Consequently, a variety of specialized sounders
released. When the echo is received, the light is again briefly il-
have evolved to best meet the specific requirements of the ap-
luminated, indicating the depth.
plication.
ISO 4366-1979 (E)
63 . Analogue recording echo sounders
b) since transmission losses are very high, concentrating
the energy into a narrow beam permits Operation over a
The most common type of recording echo sounder is very
greater range without expanding excessive amounts of
similar in principle to the non-recording type. A timing motor
power.
drives a stylus at a constant Speed across a carbon back Chart
Paper. At the zero depth Point, a burn mark is made on the car-
bon back Chart Paper and, concurrently, the acoustic pulse is
released. When the echo is received, the stylus makes another
m M M m g
'cr u 73 u
burn mark on the Paper. The distance the stylus has travelled
on the Chart Paper represents the water depth.
6.4 Digital echo sounders
In the digital echo sounder, acoustic pulses are released at set
intervals. When an acoustic pulse is released, a counter is
started and counts the output of an oscillator. When the echo
is received, the counter is stopped. The oscillator frequency is
Chosen so that the display of the counter gives the water depth
directly.
Any material such as fish, debris, or air bubbles between the
transducer and the stream bed could produce an erroneous
reading since the first echo above a given trigger level Stops the
counter. To afford protection from such erroneous readings, a
Figure - Beam width Pattern
tracking window, which rejects all Signals except those within a
given tolerante of the preceding depth, is usually provided. The
same difficulty is not experienced with the analogue recording
sounder since the relatively weak Signal returns from such
7.3 Type of data display
materials produce only burn marks on the Chart; and, in addi-
tion, produce a readable trace for the stream bed.
7.3.1 Non-recording echo sounders
The flashing light System on the non-recording sounder does
7 Selection of instrument
not present a sharp and distinct display. Readability of such
sounders is of the Order of I!I 0,35 m at best and tan be poorer
7.1 Effects of operating frequency
if reverberation is severe. The light is also difficult to read in
strong sunlight.
The frequencies commonly used for echo sounders lie in the
range from 5 to more than 200 kHz. Those transmission losses
Normally, no Provision is made for correcting for changes in the
associated with frequency generally restritt the ranges of the
velocity of Sound and Overall uncertainty tan be quite high,
higher frequency sounders to 100 m or less. Sounders used in
+ 8 %. plus readability.
deeper ocean waters usually operate in the 20 kHz range.
Depths encountered in open-channel flow measurements are
Because of the relatively low accuracy, this type of sounder is
almost always less than 100 m. Sounders operating at higher
not satisfactory for most data collection purposes. Such
frequencies offer two advantages for open-channel work. In
sounders tan sometimes be used to advantage for preliminary
general, transducers designed for the higher frequencies have a
Surveys.
much narrower beam width; and, therefore, better discriminate
abrupt changes in the streambed. Higher frequency Sound is
reflected from the unconsolidated bed material instead of 7.3.2 Analogue recording echo sounders
penetrating it, thus giving a sharper, more clearly defined trace.
For flow-measuring work, the top of the unconsolidated The stylus burn marks of the recording sounder are relatively
material is the desired depth reading. sharp; and if the scale of the Chart Paper is adequate, read-
ability tan be good. For shallow depth sounders, readability
should be & 0,15 m or better.
7.2 Effect of beam width
Provision for the correction of changes in the velocity of Sound
The beam width of a transducer is defined as the included angle
is made on the better quality recording sounders, and accuracy
between the half power Points (see the figure). lt is desirable
tan be quite high, provided proper and frequent calibrations are
that the beam width of an echo sounder transducer be narrow
made.
for two reasons :
a) only with a narrow beam width tan abrupt changes or 7.3.3 Digital echo sounders
step inclinations in the stream bed be detected; a wide beam
On the digital sounder, readability should be +
width would illuminate such a large area that the low Points 0,05 m or bet-
in the bed would be masked by the returning Signals fror-n ter, as the electronie circuitry is capable of detecting the leading
edge of the acoustic pulse.
the higher Points which would arrive first;
ISO 43664979 (EI
As on the recording sounders, provision is made for correcting 8.2 Inform ation to be specified by the ma nufac-
turer
for changes in the velocity of Sound; and, with proper and fre-
quent calibration, accuracy tan be very high.
a) The frequency or f requencies at which the
equipment
The tracking window described in 6.4 is a costly, but necessary operates.
item, as digital sounders without this feature are not reliable
b) Transducer beam width, which should as far as is prac-
since false echoes occur frequently.
ticable be not greater than 1 OO.
The display digits of most sounders are very difficult to read in
The smallest interval which may be read or recorded.
strong sunlight, and some type of shielding is necessary. Cl
Displays that are readable in direct sunlight are becoming
d) The minimum depth to which the echo sounder will res-
available.
Pond.
e) The anticipated accu racy of depth determination having
7.4 Accuracy
regard to the following :
The accuracy of readings from echo sounders depends on a
1) installa tion of the equipment with full instructions
number of factors. Among these factors are readability, calibra-
illustrated;
adequately
tions to correct for the changes in velocity of Sound, and the
width of the acoustic beam. The latter item is of great
operational procedure;
2)
significance in radically changing bed profiles. The operating
frequency tan also have a significant effect if the bed is made
maintenance routines;
3)
up of unconsolidated material.
4) special requirements for control of equipment en-
For the above reasons, it is impossible to determine the ac-
vironment.
curacy of echo sounders for general situations. Under ideal
situations, accuracy tan approach the readability figures given
in 7.3. As the accuracy required of an echo sounder may be
better than 1 % of the depth measured, the factors described
in the annex and clause 8 should be kept in mind by the User. 8.3 Housing
The electronics and readout or recording unit should be housed
in a splash-proof Container for protection from Spray and incle-
ment weather conditions. The transduce
...
Norme internationale 4366
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION*ME)I(L1YHAPOC\HAR OPl-AHMSALWI n0 CTAH~APTH3ALWl~RGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de la profondeur de l’eau - Sondeurs à écho
Echo sounders for water depth measurements
Première édition - 1979-10-15
CDU 531.71935 Réf. no : ISO 43664979 (FI
û
-
Descripteurs : mesurage de débit, profondeur, instrument de mesurage, sonar, mesurage acoustique,
Prix basé sur 6 pages
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
‘mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 4366 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 113,
Mesure de dhbit des liquides dans les canaux découverts, et a été soumise aux comités
membres en janvier 1978.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Irlande Suisse
Allemagne, R. F.
Australie Japon Tchécoslovaquie
Turquie
Canada Mexique
Norvége URSS
Égypte, Rép. arabe d’
Espagne Pays-Bas USA
Roumanie Yougoslavie
France
Inde Royaume-Uni
Aucun comité membre ne l’a désapprouvée.
@ Organisation internationale de normalisation, 1979 (r
Imprimé en Suisse
ISO 4366-1979 (FI
NORME INTERNATIONALE
Mesure de la profondeur de l’eau - Sondeurs à écho
6 Principe
1 Objet et domaine d’application
La présente Norme internationale fournit des renseignements Le sondeur à écho est un appareil électro-acoustique qui indi-
sur le principe de fonctionnement, l’aptitude à l’emploi et les que la profondeur de l’eau (mesurant effectivement la distance
critères de choix des sondeurs à écho utilisés pour le mesurage entre la face du transducteur et le lit du cours d’eau) en mesu-
rant l’intervalle de temps séparant la transmission d’une impul-
de la profondeur dans le cas des mesures de débit dans les
canaux découverts, ainsi que dans le cas des mesurages con- sion acoustique de la réception de l’écho par le lit du cours
nexes. L’emploi d’une terminologie normalisée, est facilité. Les d’eau ou le fond. La profondeur est donnée par l’équation
renseignements sur les caractéristiques du son dans l’eau sont
donnés dans l’annexe.
=-
d $
L
où
2 Référence
d est la distance entre le transducteur et le lit;
ISO 772, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
f est le temps de transmission de l’énergie acoustique;
verts - Vocabulaire et symboles.
c est la vitesse du son dans l’eau.
6.1 Généralités
3 Définitions
Un sondeur à écho se compose de deux éléments : l’élément
Dans le cadre de la présente Norme internationale, outre les
électronique comprenant généralement le lecteur ou I’enregis-
définitions données dans I’ISO 772, la définition suivante est
treur et l’élément acoustique ou transducteur.
applicable :
Le circuit électronique engendre une énergie électrique à haute
fenêtre de dépistage : Petite ouverture qui suit et qui s’ajuste
fréquence et transmet des impulsions réglées de cette énergie
automatiquement à la profondeur indiquée par l’écho qui a été
au transducteur. On mesure le temps s’écoulant entre I’émis-
reçu le dernier. Si l’écho suivant tombe à l’intérieur de la fenê-
sion d’une impulsion et le retour du signal, ce qui permet de
tre, le signal est accepté; autrement, il est rejeté. Le but d’une
résoudre l’équation précédente. On affiche ou on enregistre
fenêtre de dépistage est d’éliminer les fausses mesures dues
alors la profondeur.
aux corps réfléchissants dans l’eau (poisson, débris, etc.).
Le transducteur est un appareil électro-acoustique jouant le rôle
de convertisseur d’énergie à deux voies. À la transmission, il
convertit des impulsions d’énergie électrique en impulsions
d’énergie acoustique qui se propagent jusqu’au fond à travers
4 Unités de mesure
l’eau. À la réception, il reçoit les échos de l’énergie acoustique
réfléchie par le lit et les convertit en énergie électrique action-
Les unités de mesure utilisées dans la présente Norme interna-
nant les circuits électroniques.
tionale sont les unités SI et les décibels.
6.2 Sondeurs à écho non enregistreurs
Le type le plus courant de sondeur à écho non enregistreur
5 Généralités
comporte un affichage dans lequel un moteur pour le mesurage
du temps fait tourner une lampe derriére une échelle circulaire.
La technique des sondeurs à écho est bien avancée, et les son-
deurs sont devenus d’emploi très répandu dans diverses bran- Lorsque la lampe se trouve juste derrière le point correspondant
ches d’application. II a résulté de cette situation une proliféra- à ta profondeur zéro, elle s’allume pour un court instant et
tion de sondeurs spécialisés adaptés chacun aux exigences déclenche simultanément l’impulsion acoustique. À la récep-
d’emploi particulières. tion de l’écho, la lampe se rallume et indique la profondeur.
~so 4366-1979 FI
6.3 Sondeurs à écho enregistreurs analogiques transducteurs de sondeurs à écho, et cela pour deux raisons :
Le type le plus courant de sondeur à écho enregistreur est très
a) seul un faisceau étroit peut détecter les changements
similaire, dans son principe, au sondeur non enregistreur. Un abrupts ou les pentes étagées du lit du cours d’eau; un fais-
moteur pour le mesurage du temps entraîne un style se dépla- ceau large illumine une zone tellement large que les points
çant à vitesse constante sur un papier graphique carbone. Au
bas du lit sont masqués par les signaux en retour des points
point correspondant à la profondeur zéro, un repère est trace hauts qui arrivent les premiers;
sur le papier carbone qui déclenche simultanément l’impulsion
acoustique. Au retour de l’écho, le style trace un autre repère b) les pertes par transmission étant très élevées, concen-
sur le papier. La distance parcourue par le style sur le papier trer l’énergie dans un faisceau étroit permet d’opérer sur une
graphique représente la profondeur de l’eau.
gamme plus large sans utiliser des quantités excessives de
6.4 Sondeurs à écho numériques
Dans les sondeurs à écho numériques, les impulsions acousti-
ques sont déclenchées à intervalles prédéterminés. Le déclen-
chement d’une impulsion met en marche un compteur qui
compte les signaux de sortie d’un oscillateur. La réception de
l’écho stoppe le compteur. La fréquence de I’oscillateur est
choisie de façon que l’affichage du compteur donne directe-
ment la profondeur de l’eau.
Tout corps, tel que poisson, débris ou bulles d’air, se trouvant
entre le transducteur et le lit du cours d’eau peut introduire une
erreur dans la mesure, puisque c’est le premier écho au-dessus
d’un certain niveau de déclenchement qui arrête le compteur.
Pour éviter ce genre d’erreur, on utilise généralement une fenê-
tre de dépistage qui rejette tous les signaux, sauf ceux qui se
trouvent dans une fourchette de tolérance donnée par rapport à
la profondeur mesurée précédemment. On ne se heurte pas à la
Figure - Diagramme de la largeur du faisceau
même difficulté avec les sondeurs analogiques, sur le papier
graphique desquels les faibles échos de ces corps ne tracent
que de faibles marques, alors que l’écho de fond trace une mar-
7.3 Type d’affichage de données
que visible.
7.3.1 Sondeurs à écho non enregistreurs
7 Choix des instruments
Le système à clignotant des sondeurs non enregistreurs ne
donne pas un affichage net et distinct. La lisibilité de ces son-
7.1 Effets de la fréquence de fonctionnement
deurs est de l’ordre de + Of35 mm au mieux et peut être plus
faible si la réverbération est grande. La lumière est également
Les fréquences communément utilisées pour les sondeurs à
difficile à détecter par grand soleil.
Echo se situent dans une gamme allant de 5 à plus de 200 kHz.
Les pertes de transmission associees à la fréquence restrei- II n’est pas normalement prévu de faire des corrections de la
gnent généralement la portée des sondeurs, aux fréquences les vitesse du son, et l’erreur limite globale peut être assez élevée :
plus hautes, à 100 m ou moins. Les sondeurs utilisés dans les + 8 % plus la lisibilité.
océans en eau profonde fonctionnent généralement à 20 kHz.
Les profondeurs enregistrées dans les mesures de débit en che- À cause de cette assez mauvaise précision, ce type de sondeur
naux sont presque toujours inférieures à 100 m. Les sondeurs à ne convient pas pour la plupart des relevés de données. Ces
haute fréquence offrent deux avantages pour le travail en che- sondeurs peuvent quelquefois être utilisés pour les relevés préli-
naux. En général, les transducteurs conçus pour les hautes fré- minaires.
quences ont un faisceau lumineux de moins grande largeur et
permettent donc un meilleur repérage des modifications abrup-
7.3.2 Sondeurs à Echo enregistreurs analogiques
tes du lit du cours d’eau. Les sons à haute fréquence se réflé-
chissent sur les fonds non tasses au lieu d’y pénétrer et don-
Les repères laissés par le style sur le papier graphique du son-
nent, par suite, un trace plus net et mieux défini. Pour le mesu-
deur enregistreur sont relativement nets, et, si l’échelle est
rage de débit, la valeur de profondeur désirée est, en fait, la
appropriée, la lisibilité peut être bonne. Sur ce genre de son-
profondeur du point le plus haut des matériaux non tassés.
deur et pour des profondeurs faibles, la lisibilité doit être de
+ Of15 m ou meilleure.
7.2 Effet de la largeur du faisceau
La correction des variations de vitesse du son est prévue sur les
La largeur du faisceau d’un transducteur se définit comme
sondeurs enregistreurs de meilleure qualité, et la précision peut
étant l’angle formé par les points à mi-puissance (voir la figure). être assez élevée si un étalonnage approprié et fréquent est
II est souhaitable d’avoir une largeur de faisceau étroite pour les effectué.
ISO 43664979 (FI
7.3.3 Sondeurs à écho numériques f) Les conditions de l’environnement.
g) L’alimentation en énergie disponible.
La lisibilité doit être de $- 0,05 m ou meilleure sur les sondeurs
numériques, car le circuit électronique est capable de détecter
h) La distance entre le transducteur et l’enregistreur.
la face frontale de l’impulsion acoustique.
Comme sur les sondeurs enregistreurs, une correction est pré-
vue pour les variations de la vitesse du son, et, avec un étalon-
8.2 Informations à fournir par le constructeur
nage approprié et fréquent, la précision peut être très élevée.
a) La fréquence ou les fréquences auxquelles fonctionne
La fenêtre de dépistage décrite en 6.4 est coûteuse mais néces-
l’instrument.
saire, les sondeurs numériques sans cet élément n’étant pas
sûrs car ils enregistrent fréquemment de faux échos.
b) La largeur du faisceau du transducteur, laquelle, dans la
mesure du possible, ne doit pas être supérieure à 10°.
Les chiffres de la plupart des sondeurs sont très difficiles à lire
par grand soleil, et un pare-soleil est nécessaire. On commence
C) Le plus petit intervalle capable d’être lu ou enregistré.
à trouver maintenant des affichages permettant une lecture par
grand soleil.
d) La profondeur minimale à laquelle le sondeur à écho
fonctionnera.
7.4 Précision
e) La précision que l’on prévoit dans la détermination de la
profondeur, compte tenu
La précision des mesures par sondeurs à écho dépend d’un cer-
tain nombre de facteurs. Parmi ces facteurs, on peut citer la lisi-
1) de l’installation de l’instrument, avec toutes les ins-
bilité, les étalonnages pour corriger les variations de vitesse du
tructions suffisamment illustrées;
son et la largeur du faisceau acoustique. Ce dernier facteur est
très important avec les profils de lit à changements radicaux. La
2) du mode opératoire;
fréquence de fonctionnement peut aussi avoir un effet signifi-
catif si le lit est constitué de matériaux non tassés.
3) de l’entretien de routine;
Pour les raisons précédentes, il est impossible de déterminer la
des conditions spéciales pour le contrôle de I’envi-
4)
précision des sondeurs à écho dans le cas général. Dans les cas
ronnement de l’équipement.
idéaux, la précision peut atteindre les chiffres de lisibilité indi-
qués en 7.3. Étant donné que la précision exigée d’un sondeur à
écho peut être supérieure à 1 % de la profondeur mesurée,
l’utilisateur ne doit pas perdre de vue les facteurs décrits dans
8.3 Logement
l’annexe et dans le chapitre 8.
L’électronique et le lecteur ou l’enregistreur doivent être enfer-
més dans des boîtiers étanches, à l’abri des projections d’eau et
8 Critères de fonctionnement de l’appareil
...
Norme internationale 4366
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION*ME)I(L1YHAPOC\HAR OPl-AHMSALWI n0 CTAH~APTH3ALWl~RGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de la profondeur de l’eau - Sondeurs à écho
Echo sounders for water depth measurements
Première édition - 1979-10-15
CDU 531.71935 Réf. no : ISO 43664979 (FI
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Descripteurs : mesurage de débit, profondeur, instrument de mesurage, sonar, mesurage acoustique,
Prix basé sur 6 pages
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
‘mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 4366 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 113,
Mesure de dhbit des liquides dans les canaux découverts, et a été soumise aux comités
membres en janvier 1978.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Irlande Suisse
Allemagne, R. F.
Australie Japon Tchécoslovaquie
Turquie
Canada Mexique
Norvége URSS
Égypte, Rép. arabe d’
Espagne Pays-Bas USA
Roumanie Yougoslavie
France
Inde Royaume-Uni
Aucun comité membre ne l’a désapprouvée.
@ Organisation internationale de normalisation, 1979 (r
Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE
Mesure de la profondeur de l’eau - Sondeurs à écho
6 Principe
1 Objet et domaine d’application
La présente Norme internationale fournit des renseignements Le sondeur à écho est un appareil électro-acoustique qui indi-
sur le principe de fonctionnement, l’aptitude à l’emploi et les que la profondeur de l’eau (mesurant effectivement la distance
critères de choix des sondeurs à écho utilisés pour le mesurage entre la face du transducteur et le lit du cours d’eau) en mesu-
rant l’intervalle de temps séparant la transmission d’une impul-
de la profondeur dans le cas des mesures de débit dans les
canaux découverts, ainsi que dans le cas des mesurages con- sion acoustique de la réception de l’écho par le lit du cours
nexes. L’emploi d’une terminologie normalisée, est facilité. Les d’eau ou le fond. La profondeur est donnée par l’équation
renseignements sur les caractéristiques du son dans l’eau sont
donnés dans l’annexe.
=-
d $
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2 Référence
d est la distance entre le transducteur et le lit;
ISO 772, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
f est le temps de transmission de l’énergie acoustique;
verts - Vocabulaire et symboles.
c est la vitesse du son dans l’eau.
6.1 Généralités
3 Définitions
Un sondeur à écho se compose de deux éléments : l’élément
Dans le cadre de la présente Norme internationale, outre les
électronique comprenant généralement le lecteur ou I’enregis-
définitions données dans I’ISO 772, la définition suivante est
treur et l’élément acoustique ou transducteur.
applicable :
Le circuit électronique engendre une énergie électrique à haute
fenêtre de dépistage : Petite ouverture qui suit et qui s’ajuste
fréquence et transmet des impulsions réglées de cette énergie
automatiquement à la profondeur indiquée par l’écho qui a été
au transducteur. On mesure le temps s’écoulant entre I’émis-
reçu le dernier. Si l’écho suivant tombe à l’intérieur de la fenê-
sion d’une impulsion et le retour du signal, ce qui permet de
tre, le signal est accepté; autrement, il est rejeté. Le but d’une
résoudre l’équation précédente. On affiche ou on enregistre
fenêtre de dépistage est d’éliminer les fausses mesures dues
alors la profondeur.
aux corps réfléchissants dans l’eau (poisson, débris, etc.).
Le transducteur est un appareil électro-acoustique jouant le rôle
de convertisseur d’énergie à deux voies. À la transmission, il
convertit des impulsions d’énergie électrique en impulsions
d’énergie acoustique qui se propagent jusqu’au fond à travers
4 Unités de mesure
l’eau. À la réception, il reçoit les échos de l’énergie acoustique
réfléchie par le lit et les convertit en énergie électrique action-
Les unités de mesure utilisées dans la présente Norme interna-
nant les circuits électroniques.
tionale sont les unités SI et les décibels.
6.2 Sondeurs à écho non enregistreurs
Le type le plus courant de sondeur à écho non enregistreur
5 Généralités
comporte un affichage dans lequel un moteur pour le mesurage
du temps fait tourner une lampe derriére une échelle circulaire.
La technique des sondeurs à écho est bien avancée, et les son-
deurs sont devenus d’emploi très répandu dans diverses bran- Lorsque la lampe se trouve juste derrière le point correspondant
ches d’application. II a résulté de cette situation une proliféra- à ta profondeur zéro, elle s’allume pour un court instant et
tion de sondeurs spécialisés adaptés chacun aux exigences déclenche simultanément l’impulsion acoustique. À la récep-
d’emploi particulières. tion de l’écho, la lampe se rallume et indique la profondeur.
~so 4366-1979 FI
6.3 Sondeurs à écho enregistreurs analogiques transducteurs de sondeurs à écho, et cela pour deux raisons :
Le type le plus courant de sondeur à écho enregistreur est très
a) seul un faisceau étroit peut détecter les changements
similaire, dans son principe, au sondeur non enregistreur. Un abrupts ou les pentes étagées du lit du cours d’eau; un fais-
moteur pour le mesurage du temps entraîne un style se dépla- ceau large illumine une zone tellement large que les points
çant à vitesse constante sur un papier graphique carbone. Au
bas du lit sont masqués par les signaux en retour des points
point correspondant à la profondeur zéro, un repère est trace hauts qui arrivent les premiers;
sur le papier carbone qui déclenche simultanément l’impulsion
acoustique. Au retour de l’écho, le style trace un autre repère b) les pertes par transmission étant très élevées, concen-
sur le papier. La distance parcourue par le style sur le papier trer l’énergie dans un faisceau étroit permet d’opérer sur une
graphique représente la profondeur de l’eau.
gamme plus large sans utiliser des quantités excessives de
6.4 Sondeurs à écho numériques
Dans les sondeurs à écho numériques, les impulsions acousti-
ques sont déclenchées à intervalles prédéterminés. Le déclen-
chement d’une impulsion met en marche un compteur qui
compte les signaux de sortie d’un oscillateur. La réception de
l’écho stoppe le compteur. La fréquence de I’oscillateur est
choisie de façon que l’affichage du compteur donne directe-
ment la profondeur de l’eau.
Tout corps, tel que poisson, débris ou bulles d’air, se trouvant
entre le transducteur et le lit du cours d’eau peut introduire une
erreur dans la mesure, puisque c’est le premier écho au-dessus
d’un certain niveau de déclenchement qui arrête le compteur.
Pour éviter ce genre d’erreur, on utilise généralement une fenê-
tre de dépistage qui rejette tous les signaux, sauf ceux qui se
trouvent dans une fourchette de tolérance donnée par rapport à
la profondeur mesurée précédemment. On ne se heurte pas à la
Figure - Diagramme de la largeur du faisceau
même difficulté avec les sondeurs analogiques, sur le papier
graphique desquels les faibles échos de ces corps ne tracent
que de faibles marques, alors que l’écho de fond trace une mar-
7.3 Type d’affichage de données
que visible.
7.3.1 Sondeurs à écho non enregistreurs
7 Choix des instruments
Le système à clignotant des sondeurs non enregistreurs ne
donne pas un affichage net et distinct. La lisibilité de ces son-
7.1 Effets de la fréquence de fonctionnement
deurs est de l’ordre de + Of35 mm au mieux et peut être plus
faible si la réverbération est grande. La lumière est également
Les fréquences communément utilisées pour les sondeurs à
difficile à détecter par grand soleil.
Echo se situent dans une gamme allant de 5 à plus de 200 kHz.
Les pertes de transmission associees à la fréquence restrei- II n’est pas normalement prévu de faire des corrections de la
gnent généralement la portée des sondeurs, aux fréquences les vitesse du son, et l’erreur limite globale peut être assez élevée :
plus hautes, à 100 m ou moins. Les sondeurs utilisés dans les + 8 % plus la lisibilité.
océans en eau profonde fonctionnent généralement à 20 kHz.
Les profondeurs enregistrées dans les mesures de débit en che- À cause de cette assez mauvaise précision, ce type de sondeur
naux sont presque toujours inférieures à 100 m. Les sondeurs à ne convient pas pour la plupart des relevés de données. Ces
haute fréquence offrent deux avantages pour le travail en che- sondeurs peuvent quelquefois être utilisés pour les relevés préli-
naux. En général, les transducteurs conçus pour les hautes fré- minaires.
quences ont un faisceau lumineux de moins grande largeur et
permettent donc un meilleur repérage des modifications abrup-
7.3.2 Sondeurs à Echo enregistreurs analogiques
tes du lit du cours d’eau. Les sons à haute fréquence se réflé-
chissent sur les fonds non tasses au lieu d’y pénétrer et don-
Les repères laissés par le style sur le papier graphique du son-
nent, par suite, un trace plus net et mieux défini. Pour le mesu-
deur enregistreur sont relativement nets, et, si l’échelle est
rage de débit, la valeur de profondeur désirée est, en fait, la
appropriée, la lisibilité peut être bonne. Sur ce genre de son-
profondeur du point le plus haut des matériaux non tassés.
deur et pour des profondeurs faibles, la lisibilité doit être de
+ Of15 m ou meilleure.
7.2 Effet de la largeur du faisceau
La correction des variations de vitesse du son est prévue sur les
La largeur du faisceau d’un transducteur se définit comme
sondeurs enregistreurs de meilleure qualité, et la précision peut
étant l’angle formé par les points à mi-puissance (voir la figure). être assez élevée si un étalonnage approprié et fréquent est
II est souhaitable d’avoir une largeur de faisceau étroite pour les effectué.
ISO 43664979 (FI
7.3.3 Sondeurs à écho numériques f) Les conditions de l’environnement.
g) L’alimentation en énergie disponible.
La lisibilité doit être de $- 0,05 m ou meilleure sur les sondeurs
numériques, car le circuit électronique est capable de détecter
h) La distance entre le transducteur et l’enregistreur.
la face frontale de l’impulsion acoustique.
Comme sur les sondeurs enregistreurs, une correction est pré-
vue pour les variations de la vitesse du son, et, avec un étalon-
8.2 Informations à fournir par le constructeur
nage approprié et fréquent, la précision peut être très élevée.
a) La fréquence ou les fréquences auxquelles fonctionne
La fenêtre de dépistage décrite en 6.4 est coûteuse mais néces-
l’instrument.
saire, les sondeurs numériques sans cet élément n’étant pas
sûrs car ils enregistrent fréquemment de faux échos.
b) La largeur du faisceau du transducteur, laquelle, dans la
mesure du possible, ne doit pas être supérieure à 10°.
Les chiffres de la plupart des sondeurs sont très difficiles à lire
par grand soleil, et un pare-soleil est nécessaire. On commence
C) Le plus petit intervalle capable d’être lu ou enregistré.
à trouver maintenant des affichages permettant une lecture par
grand soleil.
d) La profondeur minimale à laquelle le sondeur à écho
fonctionnera.
7.4 Précision
e) La précision que l’on prévoit dans la détermination de la
profondeur, compte tenu
La précision des mesures par sondeurs à écho dépend d’un cer-
tain nombre de facteurs. Parmi ces facteurs, on peut citer la lisi-
1) de l’installation de l’instrument, avec toutes les ins-
bilité, les étalonnages pour corriger les variations de vitesse du
tructions suffisamment illustrées;
son et la largeur du faisceau acoustique. Ce dernier facteur est
très important avec les profils de lit à changements radicaux. La
2) du mode opératoire;
fréquence de fonctionnement peut aussi avoir un effet signifi-
catif si le lit est constitué de matériaux non tassés.
3) de l’entretien de routine;
Pour les raisons précédentes, il est impossible de déterminer la
des conditions spéciales pour le contrôle de I’envi-
4)
précision des sondeurs à écho dans le cas général. Dans les cas
ronnement de l’équipement.
idéaux, la précision peut atteindre les chiffres de lisibilité indi-
qués en 7.3. Étant donné que la précision exigée d’un sondeur à
écho peut être supérieure à 1 % de la profondeur mesurée,
l’utilisateur ne doit pas perdre de vue les facteurs décrits dans
8.3 Logement
l’annexe et dans le chapitre 8.
L’électronique et le lecteur ou l’enregistreur doivent être enfer-
més dans des boîtiers étanches, à l’abri des projections d’eau et
8 Critères de fonctionnement de l’appareil
...












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