Звуковой геолокатор для сейсмоакустических исследований на акваториях Советский патент 1980 года по МПК G01V1/38 

турная схема зв псового геолокатора для сейсмоакустнческих исследований на акваториях.

Звуковой геолокатор содержит излучаTejib 1, соединенный через управляемый разрядник 2 с емкостным накопителем 3. Емкостиой накопитель 3 соединен с блоком высоковольтного выпрямителя н трансформатора 4. В первичной цепи блока 4 установлен Тиристорный прерыватель 5, подключениый через измерительный преобразователь тока 6 к источнику питания 7. Кроме того, тиристорный прерыватель 5 соединен через формирователь имиульсоз управления 8, синхронизированный с напряженнем нсточннка питания 7, с дифференциальным усилителем 9 н компаратором 10.

Дифференциальный уснлитель 9 соединен с измерительным преобразователем тока G и командным блоком И.

Компаратор 10 соединен с емкостным накопителем 3 и управляется командным блоком 11. С приемным устройством 12 последовательно соединены предварительный усилитель 13, блок временной регулировки усилителя 14, фильтра 15, усилитель мощности 16 и регистратор 17.

Кроме того, регистратор 17 соединен с управляемым разрядником 2 н командным блоком 11. Режимом работы блока 12 управляет командный блок 11.

Звуковой геолокатор работает следующим образом.

От источника питання 7 напряжение подается через измерительный преобразователь тока 6 н тиристорный прерыватель 5 на высоковольтный трансформатор и выпрямитель 4. Кроме того, нанряжение источника питания 7 подается на формирователь импульсов управления 8 для синхронизации его с частотой питающего напряжения.

Во время заряда емкостного накопителя 3 напряжение, пропорциональное току заряда, с выхода измерительного преобразователя тока 6 подается на один из входов дифференциального усилителя 9. На другой вход дифференциального усилителя подается опорное напряжение с выхода командного блока 11. В дифференциальном усилителе 9 происходит сравнение этих двух напряжений и напряжение рассогласования с выхода дифференциального усилителя 9 поступает на вход формирователя импульсов управления 8. Формирователь имнульсов унравлеиия 8 вырабатывает в каждый полупериод питающего напряжения импульсы, Временное положение которых, а следовательно и момент открываИНН тиристоров направлены на уменьшение сигнала рассогласования между заданным н фактическим током в цепн заряда. Таким образом, осуществляется стабилизация тока заряда емкостного накопителя.

Напряжение с емкостного накопителя Л подается на компаратор 10. При достнжении иа ием напряжения, равного напряженню, задаваемому командным блоком И, компаратор переключается, прекращая формирование импульсов запуска тиристорного прерывателя 5, происходит отключение блока высоковольтного выпрямнтеля и трансформатора 4 от нсточника нитання, и таким образом достигается стабилизация разрядного напряжения.

В случае необходимости онеративного управления периодом и амплитудой излучаемых импульсов командный блок 11 играет роль программного устройства, которое, изменяя амплитуду излучаемых имиульсов и период излучения, изменяет соответствующим образом ток заряда, а следовательно н время заряда емкостного накопителя. В зависимости от устаиовлеиной иа командном блоке И последовательности амплитуд и периода следования, возможно нолучать периодически слабые и мощные излученные сигналы. В этом случае командный блок И унравляет работой блока временной регулировки усиления 14 в соответствии с установленной нрограммой.

Использованне новых элементов - измерительного преобразователя тока 6 формирователя импульсов управления 8 и дифференциального усилителя 9 выгодно отличают предлагаемый звуковой геолокатор от известного устройства, так как уменьшается нестабильность амплитуд излучаемых нмпульсов, вызванная нестабильностью времени самопроизвольного разряда емкостного накопителя через цепи измерения, обратной связн и сонротивлеиие утечки.

В результате введения стабильности тока заряда повышается стабильность амплитуды излучаемых импульсов и надежность устройства, так как полностью исключается возможность выхода нз строя высоковольтного выпрямителя в начале заряда.Кроме того, повышается КПД устройства в результате исключения необходимости применения токоограничивающих энергоемких элементов, что нриводит также к снижению габаритов устройства, находящихся в прямой зависимости с рассеиваемой мощностью.

Оценить получаемый эффект от использования изобретения можно следующим образом.

Пусть максимально допустимый ток вентилей высоковольтного выпрямнтеля Д1акс. 0,5 А, выходное напряжение 10 кВ, емкость накопительного конденсатора 100 мкФ, время заряда 10 с.

Для ограничения начального тока заряда необходимо в зарядную цепь включить резистор величиной

кОм.

макс. Ток в зарядной цепи в процессе заряда изменяется по экспоненциальному закону i(t - А,акс-е Энергия, выделяемая на резнсторе R за время заряда / определяется выражением: (t dt /,a,e. dt. iЪ В результате несложных математических преобразоваиий получим для принятого случая W« 5 кДж. При исиользоваиии предлагаемого устройства в результате исключения ограиичительных элементов энергия, а следовательно, и моидность электрических потерь будет определяться лишь энергией, выделяемой на тиристорном прерывателе. Считая ток в первичной печи А, а падение наиряження на тиристорном ирерывателе в открытом состоянии и 1 В, находим выделяемую на нем энергию, как W-fU 200 Дж. Таким образом, в предложенном устройстве удалось снизить иеироизводнтельные затраты энергии, a следовательно и мощ5.10S „,.„ ности в раз. Снижение непро200 изводительных затрат, энергии, как было показано выше, прнводит к повышению коэффициента полезного действия зарядной цепи, а следовательно к иовышеиию КПД устройства в целом. Формула изобретеиия Звуковой геолокатор для сейсмоакустическнх исследоваиий на акваториях по авт: св. № 504994, отличающийся тем, что, с целью иовышения стабильности амплитуды излучаемых импульсов, повышеиия иадеж ости работы и повышения КПД устройства, в него введены измерительный преобразователь тока, дифференциальный усилитель и формирователь импульсов управления, причем измерительный преобразователь тока включен в цепь питания, а дифференциальный усилитель соединен с выходами командного блока и измерительиого преобразователя тока, а выход дифференциального усилителя через формирователь имиульсов управления, шэдключенный к источнику питания и выходу компаратора, соединен со входом тиристорного прерывателя.