Установка для контроля параметров кабельной гидроакустической антенны Российский патент 2022 года по МПК H04R29/00 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для контроля параметров кабельных гидроакустических антенн в условиях производства.

Известна установка для калибровки линейных гидроакустических антенн (1) содержащая замкнутую гидрокамеру, заполненную водой и выполненную с возможностью работы при повышенном гидростатическом давлении, содержащая излучатели и контрольные гидрофоны, расположенные внутри камеры и вмонтированные в стенку камеры напротив друг друга.

Недостатком указанного устройства является его большие габариты, вследствие того, что измеряемая антенна помещается в нем целиком. Длина указанного устройства составляет несколько десятков метров, соответственно и длина антенны не может превышать этого значения. Низкочастотные кабельные антенны имеют длину от нескольких сотен метров до километра, что не позволяет использовать указанное устройство для контроля их характеристик. В указанном устройстве предусмотрена возможность измерения характеристик всех каналов антенны одновременно. На практике при изготовлении кабельных антенн достаточно проверять места встраивания гидрофонов в кабель на герметичность и работоспособность гидрофонов по акустическому сигналу.

Целью изобретения является создание установки для контроля работоспособности каналов протяженной кабельной гидроакустической антенны длиной до километра в цеховых условиях под воздействием гидростатического и акустического воздействия.

Поставленная цель достигается тем, что в известной установке содержащей гидрокамеру, заполненную водой и выполненную с возможностью работы под гидростатическим давлением, излучатель, контрольный гидрофон и стандартные измерительные приборы, на торцах камеры установлены сальниковые уплотнения, позволяющие устанавливать в камере только участок кабельной антенны с контролируемым гидрофоном, при этом размеры камеры уменьшаются до полутора метров, упрощается конструкция установки и процедура контроля.

На фиг. 1 показана установка контроля параметров кабельной антенны, где:

1 - гидрокамера высокого давления,

2 - опора гидрокамеры;

3 - фланцы резинового уплотнения;

4 - наборы пластин резинового уплотнения;

5 - винт обжимной резинового уплотнения;

6 - контролируемый гидрофон кабельной антенны;

7 - кран переключения слив/наполнение;

8 - кран переключения низкое давлении/высокое давлени;

9 - насос низкого давления;

10 - насос высокого давления;

11- емкость с водой;

12 - кран для стравливания воздуха;

13 - манометр;

На фиг. 2 показана блок схема подключения измерительных приборов, где:

14 - контрольный гидрофон;

15 - излучатель;

16 - генератор;

17 – усилитель;

18 - вольтметр;

19 – осциллограф;

20 - тераомметр;

21 - компьютер.

Установка для контроля параметров кабельной гидроакустической антенны показанная на фиг. 1 содержит гидрокамеру 1 которая представляет собой трубу со стенкой 40 мм, установленную на опоре 2. На торцах гидрокамеры имеются резиновые уплотнения А, состоящие из металлических разрезных дисков 3 набора резиновых пластин 4 и обжимных винтов 5. Резиновые уплотнения позволяют герметично устанавливать проверяемый участок кабельной антенны с контролируемым гидрофоном 6 внутри камеры. В нижней части камеры установлены: кран 7 для переключения гидрокамеры со слива на наполнение под низким давлением; кран 8, для переключения с низкого давления на высокое, насос низкого давления 9 и насос высокого давления 10. Заполнение камеры водой производится из емкости 11.

Сверху имеется кран 12 для отвода воздуха при заполнении гидрокамеры водой и манометр 13 для измерения гидростатического давления внутри камеры. По бокам камеры, напротив друг друга, установлены два пьезокерамических преобразователя сферического типа, один из которых используется в качестве излучателя 14, а второй в качестве контрольного гидрофона.

Блок схема подключения измерительных приборов показана на фиг. 2. Внутри гидрокамеры 1 располагаются: участок кабельной антенны с контролируемым гидрофоном 6, контрольный гидрофон 14 и излучатель 15. К излучателю 15 подключен генератор 16 через усилитель 17. К контрольному гидрофону подключены микровольтметр 18 и осциллограф 19. К выходу контролируемой антенны подключаются тераомметр 20 и ноутбук 21.

Установка для контроля параметров кабельной антенны работает следующим образом.

Участок кабельной антенны с контролируемым гидрофоном 6 помещается внутрь камеры. Контролируемый гидрофон располагается приблизительно в центре камеры, в зоне установки излучателя и контрольного гидрофона. На торцах гидрокамеры собираются резиновые уплотнения, состоящие из разрезных металлических фланцев 3 и резиновых листов с прорезью 4. Резиновые уплотнения сжимаются с помощью винтов 5, обеспечивая герметичность внутреннего объема камеры. Кран 7 переключения слив-наполнение устанавливается в положение наполнение и гидрокамера заполняется водой из емкости 11 с помощью насоса низкого давления 9. При этом кран для стравливания воздуха 12 открыт для выхода воздуха. Заполнение заканчивается, когда из крана 12 начинает идти вода. Кран 12 закрывается. Кран 8 переключения с низкого давление на высокое давление, переводится с положение высокое давление. С помощью насоса высокого давления 10 в гидрокамере создается гидростатическое давления обычно равное рабочему давлению контролируемой антенны.

К выходу антенны подключаются компьютер 21 и тераомметр 20. С помощью тераомметра измеряется сопротивление изоляции электрических цепей антенны относительно воды. Это измерение позволяет определить нарушение герметичности узла встраивания гидрофона. Для исправного гидрофона сопротивление изоляции составляет сотни МОм. Сигнал с выхода антенны идет в цифровом виде и обрабатывается компьютером 21. Контроль чувствительности контролируемого гидрофона антенны 6 проводится методом сравнения с чувствительностью контрольного гидрофона 18. Для этого на излучатель 15 подается напряжение с генератора 16 через усилитель 17. Звуковое давление в камере создаваемое излучателем воздействует на гидрофон антенны 6 и контрольный гидрофон 14. Напряжение на выходе контрольного гидрофона 14 измеряется с помощью вольтметра 18. Форма сигнала контролируется с помощью осциллографа 19. Форма сигнала не должна иметь видимых искажений от синусоидальной. Значение звукового давления в камере определяется как отношение напряжения на выходе контрольного гидрофона 14 к его чувствительности. Уровень и форма сигнала с контролируемого гидрофона кабельной антенны контролируется компьютером 21. Чувствительность контролируемого гидрофона 6, при заданном акустическом давлении должна находиться в нормированных пределах.

По окончании измерений гидростатическое давление в гидрокамере сбрасывается с помощью крана для стравливания воздуха 12. Кран 8 переводится в положении «низкое давление» и кран 7 переводится в положение «слив». Вода из гидрокамеры самотеком сливается в емкость 11. Сальниковые уплотнения на торцах гидрокамеры разбираются и в камеру устанавливается для проверки следующий гидрофон кабельной антенны.

На фиг. 3 показана фотография действующей установки для контроля параметров кабельной гидроакустической антенны

Источники информации:

1. Патент РФ №2258326 C1, Н04R 29/00, Установка для калибровки линейных гидроакустических антенн.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для контроля параметров кабельных гидроакустических антенн в условиях производства. Сущность: устройство содержит гидрокамеру высокого давления с излучателем и контрольным гидрофоном, расположенными внутри гидрокамеры. На торцах гидрокамеры имеются резиновые уплотнения для уплотнения кабеля антенны. Излучатель и контрольный гидрофон вмонтированы в стенки камеры напротив друг друга. Установка содержит стандартные контрольно-измерительные приборы для генерации и измерения сигналов излучателя и контрольного гидрофона. Контроль герметичности узлов антенны проводится измерением сопротивления изоляции электрических цепей антенны относительно воды с помощью тераомметра. Технический результат: создание установки для контроля работоспособности каналов протяженной кабельной гидроакустической антенны длиной до километра в цеховых условиях под воздействием гидростатического и акустического воздействия. 3 ил.

Устройство для контроля параметров кабельной гидроакустической антенны, содержащее гидравлическую камеру, заполненную водой и выполненную с возможностью работы под гидростатическим давлением, излучатель, контрольный гидрофон, установленные внутри камеры, отличающееся тем, что на торцах камеры имеются резиновые уплотнения, обеспечивающие герметичность камеры при установке в нее участка кабельной антенны с контролируемым гидрофоном, комплект стандартных измерительных приборов, составляющий: генератор, усилитель, вольтметр, осциллограф, тераомметр и компьютер, позволяющие проводить контроль герметичности узла встраивания гидрофона и чувствительность контролируемого гидрофона к звуковому давлению, при этом генератор подключен к излучателю через усилитель, а к контрольному гидрофону подключены вольтметр и осциллограф, а к выходу контролируемого гидрофона подключены тераомметр и компьютер.