УКАЗАТЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОДВОДНОГО ИЛИ НАДВОДНОГО ПЛАВСРЕДСТВА ОТ ЗАДАННОГО ЗНАЧЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК G01P5/26 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в стабилизаторах скорости движения подводных и надводных самодвижущихся плавсредств.

Известны устройства аналогичного назначения, измеряющие фазовым акустическим способом скорость движения потока жидкости относительно неподвижного объекта или скорость объекта относительно жидкости. [Патент Великобритании №2099146, кл. G 1 G (G 01 P 5/00), 1982; Патент США №3575049, кл. 73-194 (G 01 P 5/00), 1971; Патент ФРГ №3429099, кл. G 01 P 5/00, G 01 P 21/00, 1986; Патент ФРГ №2429822, кл. G 01 F 1/66, 1976].

Недостатком известных аналогов является отсутствие на их выходе сигнала, пропорционального величине отклонения скорости движения объекта от заданного значения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является спидометр для измерения скорости движения подводного объекта (ПО), содержащий генератор гармонических колебаний (ГГК), подключенный к гидроакустическому излучателю (ГИ), два приемника звука, расположенные на известном расстоянии от ГИ, усилитель, фазовый дискриминатор и регистратор скорости движения ПО. /Патент США №3349614, кл. 73-181 (G 01 P), 1967/.

Данный спидометр может выполнять роль указателя отклонения скорости движения ПО от заданного значения и поэтому выбран за прототип.

Недостатком прототипа является, как и у аналогов, отсутствие на его выходе сигнала, пропорционального величине отклонения скорости движения ПО.

Техническим результатом, появляющимся от внедрения изобретения, является получение на выходе устройства выходного сигнала, пропорционального величине отклонения скорости движения ПО от заданного значения.

Данный технический результат достигают за счет того, что известный указатель отклонения скорости движения ПО от заданного значения, содержащий ГГК, подключенный к ГИ, два приемника звука, расположенные на известных расстояниях от ГИ, усилитель, фазовый дискриминатор и регистратор скорости движения, дополнительно содержит полосовой фильтр и нуль-индикатор, а фазовый дискриминатор выполнен в виде волоконно-оптического интерферометра (ВОИ), включающего в себя источник когерентного света, оптически согласованный через две волоконные катушки с фотоприемником, при этом волоконные катушки ВОИ выполняют функцию двух приемников звука, а ГГК и полосовой фильтр выполнены перестраиваемыми по частоте, причем выход фотоприемника через последовательно соединенные усилитель и полосовой фильтр подключен к нуль-индикатору, выход ГГК дополнительно подсоединен к регистратору скорости движения, а синхровыход - к управляемому входу перестраиваемого полосового фильтра.

При этом волоконные катушки ВОИ могут быть выполнены с возможностью изменения расстояния между ними.

А в одной из волоконных катушек ВОИ установлено фазосдвигающее устройство.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена оптикоэлектронная схема указателя.

Указатель отклонения скорости движения ПО от заданного значения содержит ГГК1, подключенный к ГИ2. Напротив ГИ2 на известном расстоянии друг от друга установлены волоконные катушки 3, 4 ВОИ, включающем в себя также источник 5 когерентного света и фотоприемник 6. Выход фотоприемника 6 подключен через последовательно соединенные усилитель 7 и перестраиваемый полосовой фильтр 8 к нуль-индикатору 9.

Волоконные катушки 3, 4 выполнены с возможностью измерения расстояния между ними вдоль направления распространения акустической волны 10.

В одной из волоконных катушек ВОИ, например в волоконной катушке 4, может быть установлено фазосдвигающее устройство 11.

Выход ГГК1, выполненного перестраиваемым по частоте, подключен к регистратору 12, в качестве которого может использоваться частотомер, отградуированный в единицах скорости. Синхровыход ГГК1 соединен с управляемым входом перестраиваемого полосового фильтра 8.

Элементы 2, 3, 4 указателя расположены в воде, остальные элементы и блоки указателя установлены внутри ПО за его обшивкой 13.

Указатель работает следующим образом.

Предварительно перед эксплуатацией прибора расстояние между волоконными катушками 3, 4 и частоту ГГК1 подбирают такими, чтобы для заданной скорости ПО звуковая волна 10 приходила на волоконные катушки 3, 4 в одной и той же фазе.

При этом первоначальную разность фаз интерферирующих лучей в ВОИ с помощью фазосдвигающего устройства 11 задают равной 90°.

Амплитуду звуковой волны 10 задают такой, чтобы ВОИ не выходил за пределы своего квазилинейного преобразования.

Во время эксплуатации на выходе фотоприемника 6 будет иметь место нулевой сигнал, если скорость ПО не будет выходить за заданное значение. При отклонении скорости ПО от заданной на выходе фотоприемника 7 появится гармонический выходной сигнал на частоте ГГК1, поступающий через усилитель 7 и полосовой фильтр 8 на нуль-индикатор 9 и на регулятор скорости движения ПО (на чертеже не представлен). При этом регулятор скорости выравнивает скорость движения ПО до первоначально заданного значения.

Значение скорости движения ПО можно изменять путем изменения частоты ГГК1. При этом автоматически изменяется и частота полосового фильтра 8. А регистратор 12 при этом укажет значение скорости движения ПО для заданного расстояния между волоконными катушками 3, 4 ВОИ.

Таким образом, на выходе указателя фиксируется непосредственно отклонение скорости движения от заданного значения, направляемое на регулятор скорости движения ПО.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в стабилизаторах скорости движения различных подводных объектов (ПО). Сущность изобретения заключается в том, что на две волоконные катушки волоконно-оптического интерферометра (ВОИ) направляется гармоническая звуковая волна, частота которой подбирается таким образом, чтобы для данного значения скорости движения ПО звуковая волна приходила на них в одной фазе. Тогда выходной сигнал ВОИ будет равен нулю. Техническим результатом является получение на выходе устройства выходного сигнала, пропорционального величине отклонения скорости движения ПО от заданного значения, направляемого на регулятор скорости движения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Указатель отклонения скорости движения подводного или надводного плавсредства от заданного значения, содержащий генератор гармонических колебаний, подключенный к гидроакустическому излучателю, два приемника звука, расположенные на известных расстояниях от излучателя, усилитель, фазовый дискриминатор и регистратор скорости движения, отличающийся тем, что дополнительно содержит полосовой фильтр и нуль-индикатор, а фазовый дискриминатор выполнен в виде волоконно-оптического интерферометра, включающего в себя источник когерентного света, оптически согласованный через две волоконные катушки с фотоприемником, при этом волоконные катушки интерферометра выполняют функцию двух приемников звука, а генератор гармонических колебаний и полосовой фильтр выполнены перестраиваемыми по частоте, причем выход фотоприемника через последовательно соединенные усилитель и полосовой фильтр подключен к нуль-индикатору, выход генератора дополнительно подсоединен к регистратору скорости движения, а синхровыход - к управляемому входу перестраиваемого полосового фильтра.2. Указатель по п.1, отличающийся тем, что волоконные катушки волоконно-оптического интерферометра выполнены с возможностью изменения расстояния между ними.3. Указатель по п.1, отличающийся тем, что волоконно-оптический интерферометр дополнительно включает фазосдвигающее устройство, установленное в одной из волоконных катушек.