Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Development of an automatic autonomous sensor carrier for sound profile measurement in deep sea
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Aeronautical and Vehicle Engineering, Naval Systems.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Produktutveckling utav automatiserad undervattensond för ljudprofilsmätning i havsmiljö (Swedish)
Abstract [en]

This Master Thesis main purpose was to answer the question "Can you measure or calculate the velocity sound profile while performing a bathrymetric survey in an offshore environment like the North Sea, without any interaction nor modification of the existing equipment?".This, since today underwater surveys are a complex and expensive operation to perform where you either are mapping the sea floor or on a searching mission for a sunken wrecks. To achieve this successfully, one has to ensure that the accuracy of the position for every discovery or created map over the sea floor is entirely correct. This is an identified problem since the bathrymetric device sends its position by sonar, which relies in the sound propagation velocity, which in return varies with the water density. In order to increase the accuracy one need to determine the water density for all depths, i.e measure the salinity and temperature between the towing ship and the device that travels close to the sea bed. This because of layers consisting of fresh water and saltwater that never entirely mixes with each other in the ocean.The outcome of this project is a manufactured conceptual design of an autonomous sensor carrier that has the ability to measure temperature to a theoretical maximum depth down to 150m. It ascends and descends autonomously with an propagation speed of 0.54m/s in a static condition along an existing tether line, connected to a bathrymetric device that follows the sea floor. The sensor carrier ascend and descends its motion with help of two connected drive wheels powered by an electric motor, combined with two hall sensors to to reverse its movement when reaching desired depth. It has the ability to store sampled data onto a removable SD card, with a theoretical maximum endurance of 6,2km and it can be handled by one single person.Unfortunately, the concept as a whole is not entirely successful, and must therefore be supplemented within some areas. The major occurrence is that the drive mechanism tender to slip along the tether when climbing in vertical direction with a risk of damaging the tether coating. Furthermore one needs to increase the operational depth rating. This to be able to utilize the sensor carrier at all depths in the North Sea and also the Baltic Sea. However, the project as whole has achieved a solid framework and platform ready to be developed further in a future second version.

Abstract [sv]

Denna uppsats huvudsyfte var att på ett ingenjörsmässigt sätt kunna besvara frågan "Kan man mäta eller beräkna ljudets utbredningshastighet under en pågående djuphavs-mätning i exempelvis Nordsjön utan att behöva påverka eller att modifiera redan in-stallerad utrustning?"Denna fråga ligger till grund då dagens djuphavsmätningar är mycket komplexa och kostsamma operationer där man kartlägger havsbotten eller att man genomför sökoper-ationer efter vrak. Detta kräver hög tillförlitlighet på utrustningen och dess noggranhet vid ett fynd eller när man mäter ut topografiska undervattenskartor. Ett identfierat problem med detta är att med mycket hög noggranhet kunna säkerställa positionen på den aktiva undervattenssonden. Detta då den anger sin position via sonar, som direkt beror utav ljudets utbredningshastighet, vilket i sin tur beror utav vattnets densitet. För att kunna förbättra noggranheten måste man således bestämma vattnets densitet för det aktuella djupet, indirekt genom att mäta salthalt samt temperatur. Dessa två parame-trar varierar berorende på rådande förhållanden då sötvatten och saltvatten skiktar sig i olika lager varav densiteten också varierar med detta.Slutprodukten är ett koncept byggt i full skala med möjligheten till att mäta vattnets temperatur ner till ett teoretiskt maximalt djup av 150m. Sonden klarar självständigt att färdas upp och ner med en hastiget utav 0.54m/s i statiskt tillstånd längst en vajer som bogserar ett instrument för högupplöst sjömätning. Sonden transporterar sig med hjälp utav två drivhjul som drivs utav en elmotor och som styr sin riktning med hjälp utav två hall-sensorer. Vidare så lagras all data på ett flyttbart SD kort, där sonden har en teoretisk uthållighet på 6.2km som med enkelhet kan handhavas utav endast en person.Tyvärr så är konceptet ej helt framgångsrikt och måste såldes kompletteras inom ett par områden för att kunna bli operativt för industrin. Drivmekanismen uppvisar tendenser till att slira på vajern och skada denna vid horisontell uppstigning. Vidare så måste sonden designas så att den klarar att stå emot högre tryck för att kunna nå djupare. Detta krävs så att man kan nyttja detta instrument i både hela Nordsjön samt Östersjön. Projektet i sin helhet uppnått en stabilt ramverk och plattform som kan ligga till grund för att vidareutvecklas i en andra version.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 81 p.
Series
TRITA-AVE, ISSN 1651-7660 ; 2016:79
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-203810OAI: oai:DiVA.org:kth-203810DiVA: diva2:1082654
Subject / course
Naval Systems
Examiners
Available from: 2017-03-17 Created: 2017-03-17 Last updated: 2017-03-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1852 kB)1 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1852 kBChecksum SHA-512
cec3ae066232e907e1a605d942aa9ec80d996de271d69e5fa31631ab4d61982f906984f8382fcb96bea7d32f411099e666e4d1513436d11e5f56e0eac7c96aa7
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Naval Systems
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf