КОМПЛЕКС ОПОВЕЩЕНИЯ ПРОХОЖДЕНИЯ ОБЪЕКТА В ВОДНОЙ СРЕДЕ Российский патент 1997 года по МПК G01S15/00 

Изобретение относится к регистрации прохождения подвижного объекта в водной среде в зоне наблюдения и передаче сигнала о прохождении в пункт сбора информации. Оно может быть использовано для регистрации прохождения как надводных, так и подводных объектов с приводом, который создает гидравлические возмущения в водной среде.

Преимущественное использование изобретение имеет для регистрации нарушения водной границы в зоне лова рыбопродуктов, однако может быть также использовано для регистрации нарушения границы в водной среде.

Известен комплекс регистрации нарушения границы лова рыбы путем визуального наблюдения нарушения судами границы. Этот способ используется для сохранения массива рыбопродуктов от браконьерства. Очень широко используется в операциях "путина", в частности в акватории восточных морей.

Недостатком такого способа регистрации нарушений границ водных акваторий можно считать:
поиск вдоль границы затруднен ее протяженностью, что приводит к несанкционированному нарушению без задержания,
затрата энергоресурсов и интенсивный износ судов при поиске.

Известна регистрация колебаний водной среды гидрофоном, который выполняют как в виде пьезодатчика или как устройство, работающее на магнитострикционном эффекте. Такие датчики давления широко используются как в исследовательских целях, так и на подводных лодках в качестве приемника колебаний водной среды в широком диапазоне частот. Такой датчик давления гидрофон соединен с электропитанием.

Недостатками можно считать:
сложность передачи сигнала на пункт сбора информации при прохождении сигнала регистрации подвижного объекта по водной среде.

расстояние между регистрируемым объектом и гидрофоном меняется в широком пределе, что не позволяет надежно регистрировать его.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: сокращение изменения расстояния от подвижного объекта при надежной передаче сигнала в пункт сбора информации.

Поставленная цель достигается тем, что гидрофон снабжен щелевым коллиматором, обращенным в зону регистрации объекта, а последовательно соединен с частотным фильтром, формирователем сигнала и управляемым ключом блока управления, который содержит датчик давления с контактами регистрации верхнего и нижнего значений давления, исполнительный механизм, включающий электродвигатель со шкивом и электромагнитной управляемой муфтой между ними, при этом гидрофон с коллиматором и исполнительный механизм установлены на элементе с положительной плавучестью, который закреплен на донном грунте избыточным весом с помощью троса, а датчик давления и передатчик размещены на втором элементе с положительной плавучестью, который соединен тросом со шкивом исполнительного механизма, при этом блок управления содержит параллельно соединенные с электропитанием реле блокировки ключа, два реле времени, реле в каждой цепи верхнего и нижнего давления датчика давления с самоблокировкой, электромагнитную муфту и электродвигатель исполнительного механизма, причем первое реле времени имеет нормально закрытый контакт в электрической цепи самоблокировки ключа, а второе реле времени имеет в своей электрической цепи нормально открытый контакт реле в электрической цепи низкого давления датчика давления и нормально закрытый контакт в электрической цепи реле высокого давления датчика давления и в цепи передатчика, причем в цепи электрического двигателя установлен нормально открытый контакт второго реле времени, а в электрической цепи электромагнитной муфты установлен нормально открытый контакт реле высокого давления датчика давления.

На фиг. 1, 2 упрощенно представлено конструктивной и электрической схемами устройство комплекса оповещения прохождения объекта в водной среде.

Оно содержит два элемента с положительной плавучестью 1, 2. Оба они прикреплены тросами 3, 4 соответственно к грузу 5 и шкиву 6 исполнительного механизма 7, который содержит электрический двигатель 8, вал которого 9 соединен со шкивом 6 через эл. магнитную муфту 10 с подвижной обоймой 11, которая соединена шпонкой с валом 9, и неподвижной в осевом направлении обоймой 12. Подвижная обойма 11 имеет пружину 13, которая прижимает обоймы 11, 12 при выключении муфты 10. Второй элемент с положительной плавучестью 2 имеет передатчик 14 с антенной 15 и датчик давления 16 с передвижными контактами 17, 18. Контакт 17 низкого давления, близкого к атмосферному, контакт 18 высокого давления, соответствующего глубине установки элемента 1, которая может регулироваться тросом 3 с помощью зажима 19. На элементе 1 установлен гидрофон 20, который через частотный фильтр 21 и формирователь сигнала 22 соединен с управляемым ключом 22. Показано управление в виде катушки. Фильтр 21 пропускает гидравлические волны только в диапазоне работы двигателя подвижного средства, допустим от 5 до 55 Гц. Такие функциональные блоки выпускаются серийно и могут быть строены на RC-цепочках, как и формирователь сигнала 22. Блок управления 24 содержит элемент питания 25, с которым параллельно соединены реле самоблокировки P1 ключа 23 с цепью самоблокировки и контактом IP1, реле времени PB1, реле P3 и P2 соответственно в электрических цепях низкого давления и высокого с контактами самоблокировки IP3, IP2. Подвижный контакт 26 соединен с электрической цепью гибким проводком. Параллельно также соединены PB2 с контактом нормально открытым IPB2 в цепи электрического двигателя 8 и в электрической цепи передатчика 14 3PB2.

Блок управления 24 имеет ключ 27 для отключения элемента питания 25 до установки в рабочее положение.

Перед установкой комплекса замеряют глубины и, регулируя трос 3, устанавливают глубину размещения гидрофона 20, которая обеспечивает как гарантию от контакта с подвижными объектами, так и отсутствие влиянию шторма при надежной регистрации прохождения объекта. Зона регистрации определяется щелевым коллиматором гидрофона 20. Щелевой коллиматор обеспечивает прием сигналов по углу 180^o и узкой ширины. Угловая фиксация коллиматора с гидрофоном 20 может быть осуществлена дополнительной растяжкой крепления элемента 1 к грунту (условно не показано), но может быть использован коллиматор в виде конуса без оттяжек. При поступлении сигнала в диапазоне частотного фильтра 21 через формирователь сигнала 22 включается ключ 23 и блокируется от P1 контактом 1P1. Подвижный контакт 26 замкнут на контакт 18, срабатывает P2, происходит самоблокировка 1P2 и отключается электромагнитная муфта 10, которая отводит обойму 11, преодолевая пружину 13. Шкив 6 освобождается и элемент 2 всплывает. Когда давление будет равно атмосферному, замкнутся контакты 17, 26, срабатывает реле P3, включится передатчик 14 от 3P3 и PB2. Передача будет происходить отрезок времени, который установлен на PB2, после чего разомкнется контакт 3PB2 и передатчик отключится. Цепь P2 отключается от P3, т.е. заранее. PB2 отключает одновременно и электрический двигатель 8, муфта 10 была отключена ранее от отключения P2 контактом 2P3. При отключенной муфте 10 пружина 13 замыкает обоймы 11, 12 и момент передается на шкив 6. Элемент 2 начинает опускаться до его крайнего нижнего положения, далее происходит проскальзывание обойм 11, 12 до окончания времени, которое установлено на PB1, которое разрывает блокировку контактом 1PB1 и, если нет сигнала от формирователя 22, система приходит в начальное положение.

Следует иметь в виду, что комплекс может быть построен на другой базе элементов, например бесконтактных, а также по принципу подачи сигналов управления. Возможно выполнение блока 24 в виде счетчика с линиями задержки между разрядами счетчика, которые соответствуют временному интервалу между командами с запасом и блокировкой предыдущих команд, которые уже выполнены при кольцевом цикле до отключения ключа 23.

Гидрофон, формирователь, фильтр (элементы 20, 21, 22), как указывалось выше, не раскрыты, т. к. они и известны, и описаны. Условно не показаны и связи электропитания элементов на датчик 16, передатчик 14.

Все цели, которые были поставлены, достигаются данным техническим решением, а именно:
коллиматор с гидрофоном обеспечивает зону приема, а глубина установки гидрофона позволяет надежно регистрировать любые возмущения водной среды;
частотный фильтр позволяет включить комплекс только при рабочих частотах привода подвижного средства, которое перемещается в зоне гидрофона, ограниченной коллиматором, причем последний может быть и сложной формы для регистрации сигналов, например, из зоны в виде дуги, а также в виде корпуса;
обеспечивается надежная передача сигнала в воздушной среде, что позволяет передавать сигналы на значительные расстояния для принятия необходимых мер;
система защищена от шторма и контакта с подвижным объектом (может быть предусмотрена и мягкая окантовка для устранения разрушения от контакта с подводным подвижным объектом элемента с положительной плавучестью);
при установке таких комплексов можно перекрыть всю пограничную область.

Комплекс оповещения прохождения объекта в водной среде выгодно отличается от известных тем, что позволяет надежно регистрировать гидродинамические колебания заданного диапазона частот и ограниченной зоны регистрации при оптимальном изменении расстояния до объекта и передачей информации на практически любые расстояния. Эти свойства комплекс приобретает благодаря тому, что передатчик установлен на подвижном элементе с положительной плавучестью, который соединен с исполнительным механизмом, осуществляющим перемещение его между местом закрепления блока управления с электропитанием и поверхностью водной среды, там же закреплен на регулируемом расстоянии гидрофон с коллиматором щелевым, который соединен с частотным фильтром и блоком управления через него. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Комплекс оповещения прохождения объекта в водной среде, содержащий гидрофон с электрическим питанием, отличающийся тем, что гидрофон снабжен коллиматором направленного приема, обращенным в зону регистрации подвижного объекта, и последовательно соединен с частотным фильтром, формирователем сигнала и управляемым ключом блока управления, который содержит датчик давления с переставными контактами верхнего и нижнего давления, введен исполнительный механизм, включающий в себя электрический двигатель со шкивом и расположенную между ними электромагнитную муфту, при этом гидрофон с коллиматором и исполнительный механизм установлены на элементе с положительной плавучестью, которой закреплен на донном грунте регулируемым тросом избыточным грузом, а датчик давления и передатчик расположены на втором элементе с положительной плавучестью, который соединен тросом со шкивом исполнительного механизма, причем блок управления содержит соединенные параллельно с электрическим питанием реле блокировки ключа, два реле времени, реле в каждой из электрических цепей датчика давления верхнего и нижнего значения с самоблокировкой, электромагнитную муфту и электрический двигатель исполнительного механизма, причем первое реле времени имеет нормально закрытый контакт в электрической цепи самоблокировки ключа, а второе реле времени имеет установленный в его электрической цепи нормально открытый контакт реле электрической цепи низкого давления датчика давления и нормально закрытый контакт в электрической цепи реле высокого давления датчика давления и в электрической цепи передатчика, при этом в электрической цепи электрического двигателя установлен нормально открытый контакт второго реле времени, а в электрической цепи электромагнитной муфты установлен нормально открытый контакт реле электрической цепи высокого давления датчика давления. 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что коллиматор выполнен щелевым.