Устройство для измерения коэффициента устойчивости судна Советский патент 1975 года по МПК B63B39/14 

1

Изобретение относится к области судостроения.

Известно устройство для измерения коэффициента остойчивости судна, содержащее кренящий узел и датчик крена, выход которого соединен с регистрирующим блоком, через блок компенсации статического крена, а корпус датчика жестко связан с судном.

Недостатком известного устройства является непригодность его для проведения замеров коэффициента остойчивости при наличии внешних помех - волнении моря, ветра и т. п.

Для обеспечения возможности проведения замеров при любом состоянии моря предлагаемое устройство снабжено программным механизмом, двигатель которого через редуктор соединен с переключателем, через одну группу контактов которого выход датчика крена соединен с регистрирующим блоком, а другая группа контактов связана с кренящим узлом. Кроме того, для повьиления точности замеров блок компенсации статического крена содержит усилитель постоянного тока, выход которого соединен с интегрирующим двигателем, вал которого через редуктор кинематически связан с движком потенциометра, соединенного также электрически через резистор со входом усилителя, причем потенциометр подключен к источнику постоянного напряжения.

На чертеже представлена функциональноэлектрическая схема описываемого устройства.

Датчик 1 крена, жестко установленный на судне, снабженном кренящим узлом 2, соединен своим выходом через блок 3 компенсации статического крена, и программный механизм 4 с регистрирующим блоком.

В состав блока 3 компенсации статнческого крена входит усилитель 5 постоянного тока с резистором 6 в цепи обратной связи, соединенный своим входом через резистор 7 с выходом датчика 1 крена, а выходом - с интегрирующим двигателем 8, связанным через редуктор 9 с большим передаточным отношением с движком потенциометра 10, соединенным также через резистор 11 со входом усилителя 5. Другими своими выводами потенциометр- 10 подключен к источнику постоянного напряжения (на чертеже не показан).

Программный механизм 4 состоит из двигателя 12, связанного через редуктор 13 с кулачком 14 переключателя 15, одна группа контактов которого соединена с кренящим узлом 2, а другая - через контакты реле 16 и 17 с регистрирующим блоком, включающим в себя интегрирующий двигатель 18, соединенный через редуктор 19 с движком потенциометра 20, связанным через резистор 21 со входом

усилителя 5 с резисторами 6 и 7 соответственно в цепи обратной связи и на входе.

Прог-раммный механизм, кроме того, содержит клеммы а, б, в, г с питающими нанряжениями на них.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства на клеммы а и б программного механизма 4 подается напряжение. С клеммы б через переключатель 15 напряжение подается на исполнительный механизм кренящего узла 2 и судно получает крен. С клеммы а напряжение через другие контакты переключателя 15 поступает на обмотку реле 16 или 17, которое срабатывая, замыкают свои нормально разомкнутые контакты. Одновременно постоянное напряжение подается на потенциометр 10, усилитель 5, датчик 1 крена и клеммы виг программного механизма 4 для питания потенциометра 20 регистрирующего прибора.

Сигнал датчика 1 крена, жестко связанного с корпусом судна, содержит в общем случае три составляющие: постоянную, обусловленную статическим креном судна, переменные, обусловленные соответственно волнением моря, и кренящим моментом. Период кренящего момента выбран значительно больше периода бортовой качки.

Сигнал с датчика крена через резистор 7 и усилитель 5 поступает на двигатель 8, который через редуктор 9 перемещает движок потенциометра 10. Редуктор 9 имеет большое передаточное отношение, поэтому движок потенциометра 10 перемещается в таком направлении, чтобы происходило уменьшение постоянной составляющей сигнала на выходе усилителя 5. По окончании переходного процесса в блоке 3 компенсации статического крена постоянная составляющая сигнала на выходе усилителя 5 полностью скомпенсируется сигналом, снимаемым с потенциометра 10. Следовательно на контакты реле 16 и 17 поступают только переменные составляющие сигнала датчика 1 крена, которые поступают затем на интегрирующий двигатель 18, который через редуктор 19 перемещает движок потенциометра 20 так, чтобы ток, протекающий через резистор 21, стал равным току через резистор 7.

Редуктор 19 имеет большое передаточное отношение, поэтому вращение его выходной оси вызывает только постоянная составляющая на двигателе 18, обусловленная кренящим моментом.

По истечении времени, равного полупериоду испытательного кренящего момента, кулачок 14 перебрасывает контакт переключателя 15, выдавая этим команду на изменение знака

момента. Изменение знака кренящего момента вызывает изменение знака сигнала на выходе датчика 1 крена, что приводит к перемене знака напряжения на обратный на выходе усилителя 5.

В момент равенства испытательного кренящего момента нулю кулачок 14 перебрасывает второй контакт переключателя 15, обесточивая обмотку одного реле и запитывая обмотку другого реле. Одна пара перекидных контактов реле 16 и 17 изменяет знак опорного напряжения на потенциометре 20 на обратный, а другая подключает двигатель 18 другим полюсом к выходу усилителя 5.

Сигнал с потенциометра 20 через резистор 21 поступает на вход усилителя 5, где вычитается из сигнала датчика 1 крена. Кренящий момент вызывает знакопеременную составляющую в сигнале датчика 1 крена, поэтому полярность напряжения, снимаемого с него, изменяется одновременно с изменением знака кренящего момента. Двигатель 18 перемещает движок потенциометра 20 до тех пор, пока постоянная составляющая на двигателе не станет равной нулю. А так как постоянная составляющая на двигателе 18 обусловлена только кренящим моментом, то по шкале, связанной с движком потенциометра 20, считывается значение коэффициента остойчивости судна.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения коэффициента остойчивости судна, содержащее кренящий узел и датчик крена, выход которого соединен с регистрирующим блоком, через блок компенсации статического крена, а корпус датчика жестко связан с судном, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности проведения замеров при любом состоянии моря, оно снабжено программным механизмом, двигатель которого через редуктор соединен с переключателем, через одну группу контактов которого выход датчика крена соединен с регистрирующим блоком, а другая группа контактов связана с кренящим узлом.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности замеров, блок комненсации статического крена содержит усилитель постоянного тока, выход которого соединен с интегрирующим двигателем, вал которого через редуктор кинематически связан с движком потенциометра, соединенного также электрически через резистор со входом усилителя, причем потенциометр подключен к источнику постоянного напряжения.

L .