Устройство для регистрации сигналов эхолота Советский патент 1950 года по МПК G01S7/52 G01S15/00 

ИзВесТНы различные аппараты с механическими пишущими приспособлениями, предназначенные для регистрации сигналов эхолотов. Однако механические системы записи .практически не применимы в речных эхолотах, измеряющих малые глубины и требующих поэтому больших скоростей пишущих приспособлений.

Описываемое устройство позволяет регистрировать сигналы эхолота ;при записи на небольших глубинах, в том числе и на реках. Это достигается тем, что для регистрации применена электрическая система записи, выполненная в виде двух неподвижных гребенок: одной - для грубого, другой-для точного отсчетов. Обе гребенки снабжены зубцами, соприкасающимися с диаграммной лентой и производящими запись на ней в те моменты, когда отраженный от дна импульс, трансформированный в электрическое напряжение, суммируется с калиброванными по длительности импульсами, подаваемыми в определенной очередности на зубды гребенок.

На чертеже схематически изображено описываемое устройство.

Над диаграммной бумагой располагается неподвижная гребенка, состоящая ИЗ двух групп по 10 зубцов (перьев). Гребенка имеет слабый контакт с лентой из йодистой или графитовой бумаги, на которой производится запись.

Каждое перо первой группы, служащей для записи целых единиц метров, получает от специального устройства прямоугольный калиброванный импульс напряжения, длительностью 1,33 миллисек. с таким сдвигом по времени, чтобы импульсы следовали один за другим без перерыва, т. е. нулевое перо получает импульсы в момент О : 1,33 миллисек., первое перо в момент 1,33:2,67 миллисек., второе перо в момент 2,67:4,00 миллисек. и т. д., девятое перо получает импульс в момент 12,00:13,33 миллисек.

Для записи десятых долей метра служит вторая группа перьетз, которые также получают калиброванные импульсы, но длительностью 0,133 миллисек. и в моменты 0,000:0,133, 0,133:0,267; 0;267:0;400... ... 1,200: 1,333 миллисек., т. е. на каждый импульс первой группы приходится 10 импульсов второй групы.

№ 82002-2Формирование калиброванных импульсов и их расстановка во времени производится так же, как в установках для многокаиальной импульсно-фазовой телефонии.

Синусоидальные колебания 75 гц от задающего генератора подаются на круговой фазовращатель 2, дающий на выходе десять синусоидальных налряжений, сдвинутых по фазе на 36° друг относительно друга, т. е. если нулевой выход имеет ср 0°, то первый выход имеет ф - 36, второй выход ф 72° и т. д. до девятого выхода, имеющего ф 324°. обеспечивается «ужная расстановка передних фронтов калиброванных .импульсов первой группы. Расстановка импульсов второй группы осуществляется вторым фазовращателем, дающим также 10 напряжений со сдвигом по 36°, но на частоте 750 гц, являющейся десятой гармоникой частоты задающего генератора 75 гц.

Все 20 выходов от фазовращателей подаются на 20 однотипных буферных ламп 3, преобразующих синусоидальные напряжения Б остроконечные имлульсы, связанные с началами периодов. Эти импульсы поступают на электронные импульс-нормализаторы 4, в которых происходит формирование калиброванных импульсов строго определенной амплитуды и длительности.

Воздействие на записывающие перья осуществляется через 20 управляющих ламп 5, имеющих по две независимые сетки и параллельно соединенные аноды с общим нагрузочным сопротивлением.

На первые сетки управляющих ламл поступают калиброванные импульсы от нормализаторов. Эти импульсы поочередно запирают управляющие ламлы, однако потенциал на анодах ламп меняется незначительно, так как по вторым сеткам лампы все время открыты. Благодаря этому амллитуда напряжения калиброванных импульсов недостаточна для того, чтобы вызвать процесс записи на ленте.

Отраженный импульс сигнала после усиления и нормализации поступает на все вторые сетки управляющих ламл (сетки включены параллельно). В момент прихода отраженного сигнала одна из управляющих ламп лервой груплы и одна из ламп второй группы окажутся запертыми одновременно по двум сеткам, благодаря чему потенциал на их анодах резко возрастет и обусловит запись на батиграмме теми перьями первой и второй групп, которыми эти лампы управляют.

Для примера рассмотрим действие устройства при глубине водоема 4,5 м.

Время запаздывания отраженного импульса относительно лосылаемого выражается

, , ,

где /--расстояние между излучателем и гидрофоном, Я - глубина водоема.

Так как / составляет около 0,2 м, то с достаточной точностью можно считать

у, 1500 750

Таким образом, при глубине бассейна 4,5 м отраженный импульс придет в момент

6,0-1-6,1 миллисек. и совпадает с четвертым калиб750рованным импульсом длительности 1,33 миллисек., что вызовет отметку четвертым пером первой группы на батиграмме. В то же время отраженный импульс совпадет с пятым импульсом длительностью 0,133 милли сек. и вызовет отметку пятым пером второй группы. Таким образом, гребенки первой и второй групп запишут 4 и 0,5 ж, т. е. 4,5 м глубины. По мере увеличения глубкны водоема до 4,6; 4,7; 4,8; 4,9 и 5,0 м отраженный импульс будет поочередно совпадать с 6, 7, 8 и 9-м калиброванным импульсом второй группы и четвертым импульсом первой группы. При переходе к глубине 5,0 м вторая группа отметит нулевым пером, а первая пятым.

Механическая часть записывающего устройства сводится к простому лентопротяжному механизму. Никаких механизмов для движения пера не требуется, поскольку гребенка с пишущими перьями стоит неподвижно над диаграммной бумагой.

Электрическая система записи состоит из 25 однотипных ламп для каждой из двух групп (всего 50 ламп). Выход из строя любой из ламп вызывает только пропуски записи одного соответствующего пера, не нарущая действия остальных перьев, так что читаемость батиграммы сохраняется. Величина тока накала всех пятидесяти ламп составляет около 4 а, напряжение 6 в.

Область применения записывающего устройства не ограничивается речным эхолотом, так как система может быть применена в качестве регистрирующего фазометра, а также для регистрации непериодических быстропротекающих процессов. Описываемое устройство может быть применено для регистрации электрических сигналов, интервал времени между которыми не превосходит длительности рабочего цикла смены импульсов напряжений на гребенках.

Применяя калиброванные импульсы в одну микросекунду, можно записать в виде синусоиды колебания с частотой до 100000 гц.

Получаемая запись визуально доступна и не требует последующей обработки (проявления), чем выгодно отличается от осциллографической записи на фотобумаге.

Предмет изобретения

1.Устройство для регистрации сигналов эхолота, отличающееся тем, что для записи на небольших глубинах, в том числе и на реках, применены две неподвижные гребенки грубого и точного отсчетов с зубцами, соприкасающимися с диаграммной лентой и производящими запись на ленте в те моменты, когда отраженный от дна импульс, трансформированный в электрическое напряжение, суммируется с импульсами заранее заданной длительности, подаваемыми в определенной очередности на зубцы гребенок.

2.Применение устройства по п. 1 для регистрации электрических сигналов, интервал времени между которыми не превосходит длительности рабочего цикла смены импульсов напряжений на гребенках.

- 3 -№ 82002