Отсчетное устройство для эхолота Советский патент 1974 года по МПК G01S11/00 

1

Изобретение относится к области импульсной техники и может использоваться в гидролокации, например, в качестве отсчетного устройства для одновибраторных эхолотов с автоматической записью глубин при помощи самопишущего прибора постоянного тока.

Известные отсчетные устройства для эхолота содержат триггер, каскад регистрации пропущенных импульсов, фильтр и измерительный прибор.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства.

Это достигается введением в предлагаемое устройство преобразователя наиряжения во временной интервал и повторителя напряжения, соединепных между собой последовательно и включенных между входом триггера и выходом фильтра, причем амплитудная переходная характеристика повторителя напряжения имеет регулируемый участок зоны нечувствительности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема эхолота с отсчетным устройством; на фиг. 2 - временные диаграммы работы эхолота; на фиг. 3 - амплитудная передаточная характеристика повторителя наиряжения; на фиг. 4 - модуляционная характеристика преобразователя напряжения во временной интервал.

Синхронизирующее устройство 1 (фиг. 1) задает временной режим работы эхолота и подключено к генератору мощности 2 и преобразователю 3 напряження во временной интервал. Пьезовибратор 4 подсоединен к выходу генератора мощности 2 и к входу приемного тракта 5, включающего в себя временную автоматическую регулировку усиления (ВАРУ) 6, собственно приемник 7, детектор и

видеоусилитель 8. К выходу приемного тракта подключено отсчетное устройство 9, состоящее из статического триггера 10, электронного переключателя 11, каскада 12 регистрации пропущенных импульсов и самопищущего

прибора 13 постоянного тока, подключенного к выходу трнггера через последовательно соединенные LC-фильтр 14 нижних частот и электронный переключатель 11. Вход по постоянному току преобразователя 3 напряжения во

временной интервал соединен с емкостью фильтра через повторитель напряжения 15, имеющий на амплитудной характеристике регулируемый участок зоны нечувствительности. Эхолот совместно с отсчетным устройством

работает следующим образом.

Импульсами синхронизации (импульсы О на фиг. 2, а, д), поступающими от сиихропизирующего устройства 1, одновременно периодически запускаются ждущий генератор мощности

2 и нреобразователь 3 напряжения во временной интервал. Генератор мощности 2 возбуждает пьезовибратор 4, который излучает ультразвуковой (зондирующий) импульс в направлении дна (импульс О на фиг. 2, б).

Преобразователь 3 напряжения во временной интервал вырабатывает прямоугольный импульс напряжения (фиг. 2, в), по длительности пропорциональный удвоенному времени распространения ультразвукового импульса в направлении дна. Этим импульсом осуществляется стробирование приемного тракта: триггер 10 опрокидывается в одно нз устойчивых состояний равновесия и «принудительно поддерживается в этом состоянии до поступления отраженного импульса. Случайные импульсы - помехи, возникающие на выходе приемного тракта, не в состоянии вернуть триггер в исходное состояние устойчивого равновесия.

Отраженный от дна импульс (импульс I на фиг. 2, б) преобразуется вибратором 4 в электрические колебания, усиливается, детектируется приемным трактом и поступает на второй вход статического триггера 10, возвращая его в исходное состояние. Поскольку эти процессы повторяются периодически, то на выходе триггера 10 существует периодическая последовательность прямоугольных импульсов напряжения, из которых при помощи LC-фильтра 14 нижних частот выделяется постоянная составляющая напряжения (ПС на фиг. 2, г), величина которого прямо пропорциональна глубине под вибратором. С выхода LC-фильтра 14 напряжение поступает на вход самопишущего прибора 13 постоянного тока и на преобразователь 3 напряжения во временной интервал.

ВАРУ 6 снижает коэффициент усиления приемника в начале периода повторения зондирующих импульсов, в результате чего уменьщается протяженность «мертвой зоны под вибратором, иными словами, - уменьщается предел минимально возможной измеряемой глубины.

При промерах малых глубин (0,5-1,5 м) на выходе приемного тракта наблюдается вследствие реверберации несколько отраженных импульсов (импульсы Пи III на фиг. 2, е), которые следуют с интервалом во времени через

2/;

где /г - расстояние от вибратора до дна; V - скорость распространения ультразвука в жидкости (в воде).

В результате действия ВАРУ 6 основной отраженный импульс I при измерении малых глубин подвержен сильным амплитудным флуктуациям. В силу этого триггер 10 в отдельные моменты времени возвращается в исходное состояние не первым (основным) отраженным импульсом, а вторым (П на фиг. 2, е) - вторичными отражениями. Происходит увеличение длительности импульсов на выходе триггера и, как следствие, увеличение длительности строб-импульса преобразователя напряжения во временной интервал (фиг.2,ж).

Во все последующие интервалы времени триггер- 10 возвращается в исходное состояние не первым, а вторым отраженным импульсом (Т на фиг. 2, з), так как работа преобразователя 3 напряжения во временной интервал

протекает с автоматическим слежением по времени (в то же самое время и по глубине) за вторым отраженным импульсом. Происходит удвоение показаний на индикаторе эхолота (ПС на фиг. 2, з). Пормальная работа

эхолота восстановится только тогда, когда на выходе приемного тракта (на входе триггера 10) останется один отраженный импульс. Обычно это происходит при увеличении глубины под вибратором (судно перемещается с

более мелкого места на более глубокое).

Для повыщения помехоустойчивости при работе эхолота на малых и больших глубинах, устранения искажений в записи профиля дна (батиграмме) напряжение с выхода LC-фильтра 14 поступает на вход преобразователя 3 через повторитель напряжения 15, у которого на амплитудной передаточной характеристике (фиг. 3) имеется регулируемый участок зоны нечувствительности. Модуляционная характеристика устройства повторитель-преобразователь напряжения во временной интервал также имеет зону нечувствительности (фиг. 4, кривая А). С такой модуляционной характеристикой на малых глубинах преобразователь

не «следит за глубиной. Длительность вырабатываемого преобразователем строб-импульса на малых глубинах (0,5-1,5 м) равна длительности зондирующего видеоимпульса на выходе приемного тракта. Поэтому кратковременное «пропадание первого (основного) отраженного импульса не приводит к заметным искажениям «записываемого профиля, к увеличению показаний индикатора.

Предмет изобретения

Отсчетное устройство для эхолота, содержащее статический триггер с раздельным

входом, первый выход которого через электронный переключатель и фильтр соединен с измерительным прибором, а между вторым выходом триггера и вторым входом электронного переключателя включен каскад регистрации пропущенных импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него дополнительно введен преобразователь напряжения во временной интервал и повторитель напряжения, соединенные между собой последовательно и включенные между входом указанного триггера и выходом фильтра, причем амплитудная переходная характеристика повторителя напряжения имеет регулируемый участок зоны нечувствительности.

О I

о I

,0,1 л ж

Длительности строб - импульса

Макс

Мин

О Мин

V Фаг.З

Глубина

макс