Принцип акустического измерения глубин

Все суда морского флота оснащаются приборами для быстрого и точного измерения глубин. Такими приборами являются эхолоты, в которых измерение глубины производится с помощью акустической энергии. Все современные эхолоты, в том числе и навигационные, являются эхолотами ультразвуковыми. Для правильного понимания действия эхолота познакомимся с принципом акустического измерения глубин. Излучение ультразвукового сигнала и прием отраженного сигнала осуществляются электроакустическими преобразователями— вибраторами. При работе вибратора-излучателя (ВИ) используется магнитострикционный эффект, заключающийся в изменении геометрических размеров ферромагнитных тел при их намагничивании. При работе вибратора-приемника (ВП) используется обратный магнитострикционный эффект, заключающийся в изменении магнитного поля в ферромагнитных намагниченных телах в момент приложения к ним механических усилий. Рассмотрим принципиальную схему действия эхолота при работе с указателем глубин, изображенную на рис. 136. Электродвигатель М через коробку скоростей КС вращает с постоянной скоростью планку Я, на которой укреплена неоновая лампочка Л. Каждый раз, при прохождении неоновой лампочки через нулевое деление шкалы глубин, посылочный кулачок К производит кратковременное размыкание посылочных контактов КП, вследствие чего цепь, питающая обмотку реле Р, размыкается и якорь Я под действием пружины замыкает контакты. При этом контур, состоящий из посылочного конденсатора С, заряженного до напряжения порядка 1500 в, и обмоток вибратора-излучателя ВИ окажется замкнутым. Ток разряда конденсатора С, протекая по обмоткам вибратора-излучателя, вызовет появление переменного электромагнитного Поля в толще никелевого пакета вибратора. Вследствие явления магнитострикции излучающая поверхность вибратора совершит несколько колебаний с определенной частотой. Механические колебания пакетов никелевых пластин вибратора-излучателя передаются окружающей среде (воде) и распространяются в виде короткого ультразвукового импульса в направлении морского дна.

Рис. 136.

акустический мореплавание лот навигационный

Обладая свойством отражения от поверхности раздела двух сред различной плотности, ультразвуковой импульс частично отразится от дна и достигнет вибратора приемника ВП. Часть импульса будет поглощена грунтом дна моря. Отраженный импульс, попадая на пакет вибратора приемника, вызовет его колебания, а следовательно, изменение остаточного магнитного поля никелевого пакета. Под влиянием изменения магнитного поля в обмотке вибратора будет наводиться незначительная переменная эле ктродвижущая сила. Напряжение, возникающее на концах обмоток вибратора, подается на вход усилителя У. Усиленный сигнал подается на сетку тиратрона усилителя и вызывает его срабатывание, вследствие чего происходит разряд конденсатора, находящегося в цепи анода тиратрона, на первичную обмотку выходного трансформатора Т. С концов вторичной обмотки трансформатора напряжение, повышенное до 500 в, подается на неоновую лампочку Л, вызывая ее кратковременное зажигание. Так как ультразвуковой импульс имеет определенную скорость распространения, то за промежуток времени между посылкой и приемом сигнала диск с неоновой лампочкой повернется от своего нулевого положения на некоторый угол, пропорциональный времени прохождения сигнала, следовательно и измеряемой глубине. Угол поворота неоновой лампочки измеряется по круговой шкале, разбитой на равномерные деления и градуированной в метрах. Таким образом, вспышка неоновой лампочки показывает на шкале указателя измеряемую глубину. Пользуясь рис. 136, найдем точное выражение для глубины под вибратором. Обозначим кратчайшее расстояние между центрами вибраторов (база вибратора) через L. Глубина под вибраторами Н будет представлять собой катет прямоугольного треугольника АОК, из которого следует

Материалы о транспорте:

Схемы управления огнями светофоров
В системе АБТ предусмотрены двухнитевые лампы для всех огней светофора (рис.5). При неисправности основных нитей происходит автоматическое подключение питания к резервным нитям ламп, а при перегорани ...

Загрязнение придорожных земель
Загрязнение воздуха ухудшает качество среды обитания всего населения придорожных территорий и контрольные санитарные и природоохранные органы обоснованно обращают на него первоочередное внимание. Одн ...

Описание и обоснование выбранных схемотехнических решений и конструкций
Принципиальная гидравлическая схема, конструкция и принцип действия РП. Рулевой привод выполнен по схеме РПД-000ГЗ (см. рисунок 1.2). Конструктивно РПД-28 состоит из распределительного блока и гидрод ...