Аккустическое устройство определения дальности


 


Владельцы патента RU 2525472:

Иваницкий Анатолий Сергеевич (RU)
Егоров Василий Андреевич (RU)
Макаров Валентин Николаевич (RU)
Часовской Александр Абрамович (RU)
Лапшин Виктор Степанович (RU)

Использование: геология, гидроакустика. Сущность: в акустическом устройстве определения дальности увеличивается точность определения дальности благодаря введению генератора подстраиваемой частоты, индикатора, максимального сигнала, блока определения заднего фронта сигнала, панели выдачи кода поправки и вычитателя, при этом выход генератора подстраиваемой частоты соединен с входом индикатора и с входом акустического широкополосного приемника низкочастотного диапазона, а вход генератора соединен с выходом этого приемника, соединенного также входом индикатора максимального сигнала и через блок определения заднего фронта сигнала со вторым входом преобразователя временного рассогласования, группа выходов которого соединена с первой группой входов вычитателя, имеющего вторую группу входов, соединенную с группой выходов панели выдачи кода поправки и имеющего группу выходов, соединенную с группой входов индикатора. Технический результат: повышение точности. 1 ил.

 

Изобретение относится к области акустической техники и может быть использовано в геологоразведовательной технике в подземных и подводных условиях.

Известно акустическое устройство определения дальности, изложенное в книге «Акустика», Ш.Я.Вахитов. Горячая линия - телеком, 2009 г., стр.633. В нем с помощью акустического излучателя, который может работать и на низкочастотном диапазоне, осуществляется качание частоты. Звуковые волны от излучателя могут отражаться от объекта и поступать в акустический приемник. За время прихода отраженной частоты частота излучателя изменится. Величина этого изменения будет характеризовать дальность. Однако точность определения дальности не всегда достаточна.

Известно акустическое устройство определения дальности, изложенное в вышеупомянутом источнике на стр.631-632. В нем может быть использован акустический широкополосный излучатель, в том числе и низкочастотного диапазона, излучающий частоту, например 15-20 Гц.

Звуковые волны, излучаемые излучателем, могут отражаться от объекта. Для определения дальности излучатель может излучать импульсы звуковой частоты в момент поступления на его вход, например, сигнала с управляемого импульсного генератора. Отраженный от объекта импульс поступает в акустический широкополосный приемник низкочастотного диапазона. Дальность определяется в преобразователе временного рассогласования по временному интервалу между импульсом с генератора и сигналом с акустического приемника и отображается на индикаторе. Однако точность определения дальности не всегда достаточна. С помощью предлагаемого устройства увеличивается точность определения дальности. Достигается это введением генератора подстраиваемой частоты, индикатора максимального сигнала, блока определения заднего фронта, панели выдачи кода поправки и вычитателя, при этом выход генератора подстраиваемой частоты соединен с входом индикатора и с входом акустического широкополосного приемника низкочастотного диапазона, а вход генератора соединен с выходом этого приемника, соединенного также входом индикатора максимального сигнала и через блок определения заднего фронта сигнала со вторым входом преобразователя временного интервала, группа выходов которого соединена с первой группой входов вычитателя, имеющего вторую группу входов, соединенную с группой выходов панели выдачи кода поправки, и имеющего группу выходов, соединенную с группой входов индикатора.

На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - управляемый импульсный генератор

2 - акустический широкополосный излучатель низкочастотного диапазона

3 - отражательный объект

4 - индикатор максимального сигнала

5 - акустический широкополосный приемник низкочастотного диапазона

6 - блок определения заднего фронта сигнала

7 - генератор подстраиваемой частоты

8 - индикатор

9 - преобразователь временного рассогласования

10-вычитатель

11 - панель выдачи кода правки,

при этом выход управляемого импульсного генератора 1 соединен с первым входом преобразователя временного рассогласования 9 и с входом акустического широкополосного излучателя низкочастотного диапазона 2, имеющего акустический выход, связанный с акустическим входом отражательного объекта 3, акустический выход которого связан с акустическим входом акустического приемника низкочастотного диапазона 5, имеющего вход, соединенный с входом индикатора 8, имеющего группу входов, соединенную с группой выходов вычитателя 10, имеющего вторую и первую группы входов, соответственно соединенную с группой выходов панели выдачи кода поправки 11 и с группой выходов преобразователя временного рассогласования 9, имеющего второй вход, соединенный через блок определения заднего фронта сигнала 6 с выходом акустического широкополосного приемника низкочастотного диапазона 5, соединенного также с входом индикатора максимального сигнала 4 и имеющего вход, соединенный с выходом генератора подстраиваемой частоты 7, вход которого соединен с выходом акустического широкополосного приемника низкочастотного диапазона 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Звуковые волны, излучаемые акустическим широкополосным излучателем низкочастотного диапазона 2, отражаются от отражательного объекта 3, которым может быть, например, дно скважины, образованной в результате бурения. Звуковые сигналы излучаются в момент поступления на вход излучателя 2 импульса от управляемого импульсного генератора 1. При этом возможен режим работы генератора с удлиненным и укороченным импульсами. Отраженные звуковые волны поступают в акустический широкополосный приемник низкочастотного диапазона 5, где преобразуются в электрические сигналы. С помощью генератора подстраиваемой частоты 7 осуществляется настройка приемника 5 на такую принимаемую частоту, при которой на индикаторе максимальной амплитуды 4 будет наблюдаться максимальная амплитуда. Это осуществляется благодаря тому, что имеет место резонансный эффект для определенной частоты, зависящий от глубины скважины, и в момент выделения максимальной амплитуды на индикаторе 4 на индикаторе 8 фиксируется частота с генератора 7, которая и характеризует глубину скважины. Таким образом, каждой резонансной частоте будет соответствовать определенная глубина, то есть дальность до дна скважины. В этом режиме звуковой импульс может быть удлиненным и равным времени измерения. Точность определения глубины может составлять доли метра. При наличии же бурильного оборудования внутри скважины или других мешающих отражателей резонанс может отсутствовать. Поэтому используются и укороченные излучающие импульсы, частота следования которых зависит от максимального времени запаздывания отраженного сигнала. Однако длительность отраженного сигнала может быть увеличена из-за наличия следующих друг за другом отражений внутри скважины. Поэтому с помощью преобразователя временного рассогласования 9 определяется глубина до оконечного объекта на дне скважины. При этом измеряется временное рассогласование между импульсом с управляемого генератора 1 и задним фронтом сигнала с приемника 5, который через блок определения заднего фронта 6 поступает на второй вход преобразователя 9, а на первый вход поступает сигнал с генератора 1. Исполнение блока определения заднего фронта аналогичен блоку вторичной обработки, где может анализироваться длительность сигнала и исключаться случайные сигналы. Пример конкретного исполнения блока вторичной обработки представлен в книге «Радиотехнические системы», В.П.Пестряков и др., 1985 г., стр.219. Код временного рассогласования с группы выходов преобразователя 9 поступает на первую группу входов вычитателя 10, а на вторую группу его входов поступает код-поправка с панели выдачи кода поправки 11, характеризующего длительность акустического укороченного импульса, излучаемого излучателем 2. Разность с группы выходов преобразователя.9, несущая в себе информацию о дальности, поступает в индикатор 8 для отображения.

Пример конкретного исполнения преобразователя 19 представлен в книге «Справочник-задачник по радиолокации», Васин В.В., Степанов Б.М., -М., 1977 г., стр.214, фиг.9.7. Предлагаемое устройство может быть использовано для определения глубины скважин. При этом увеличивается точность определения глубины залегания пластов. Устройство можно использовать для определения дальности, в том числе и до оконечного объекта, а также удлиненного, например, в шахтах, туннелях и других закрытых помещениях, а также для определения глубины водоемов и дальностей до внезапно появившихся препятствий.

Акустическое устройство определения дальности, состоящее из управляемого импульсного генератора, акустического широкополосного излучателя низкочастотного диапазона, отражательного объекта, преобразователя временного рассогласования и индикатора, где выход управляемого импульсного генератора соединен с первым входом преобразователя временного рассогласования и с входом акустического широкополосного излучателя низкочастотного диапазона, имеющего акустический выход, связанный с акустическим входом отражательного объекта, акустический выход которого связан с акустическим входом акустического приемника низкочастотного диапазона, имеющего вход, соединенный с входом индикатора, отличающееся тем, что вводятся: генератор подстраиваемой частоты, индикатор максимального сигнала, блок определения заднего фронта сигнала, вычитатель и панель выдачи кода поправки, при этом выход генератора подстраиваемой частоты соединен с входом индикатора и с входом акустического широкополосного приемника низкочастотного диапазона, а вход генератора соединен с выходом этого приемника, соединенного также входом индикатора максимального сигнала и через блок определения заднего фронта сигнала со вторым входом преобразователя временного рассогласования, группа выходов которого соединена с первой группой входов вычитателя, имеющего вторую группу входов, соединенную с группой выходов панели выдачи кода поправки и имеющего группу выходов, соединенную с группой входов индикатора.



 

Похожие патенты:

Использование: в технических средствах для оперативного освещения подводной обстановки в акваториях Мирового океана. Сущность: предлагается использовать устройство, представляющее собой синтез транспортировочного модуля, укомплектованного электрической энергосиловой установкой (ЭСУ) и бортовой электронной аппаратурой (БЭА), осуществляющей управление системами АНПА, включая ЭСУ и систему БЭА.

Изобретение относится к области поисковых и подводно-технических работ при наличии сплошного ледового покрова в районе нахождения аварийного подводного объекта, например, подводной лодки.

Использование: приемник предназначен для проведения векторно-скалярных измерений параметров гидроакустических полей в морях и океанах. Сущность: приемник включает корпус с инерционной массой, расположенной в центре корпуса, шесть АЦП, микропроцессор и три измерительных канала, оси чувствительности которых расположены в пространстве согласно осям ортогональной системы координат.

Изобретение относится к области гидрографии, в частности к способам и техническим средствам определения глубин акватории фазовым гидролокатором бокового обзора, и может быть использовано для выполнения съемки рельефа дна акватории.

Изобретение относится к области навигации, а более конкретно к способам определения местоположения измеренных глубин преимущественно посредством многолучевого эхолота.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и решает задачу выделения исследуемого сигнала из смеси с помехой. .

Изобретение относится к гидроакустической технике и может быть использовано в составе водолазного оборудования. .

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в гидроакустических системах дальнего мониторинга. .

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано в просветных приемоизлучающих системах контроля дальнего действия. .

Изобретение относится к измерительной технике, метрологии и гидроакустике и может быть использовано для бездемонтажной проверки рабочего состояния гидроакустического тракта в натурных условиях. На вход проверяемого гидроакустического тракта подают тестовые сигналы в виде тепловых шумов Джонса с разными спектрами. Измеряют отклики указанного тракта на тестовые сигналы. Определяют отношение получаемых откликов подаваемых тестовых сигналов и отношение самих тестовых сигналов. При равенстве этих отношений диагностируют исправность гидроакустического тракта. Технический результат заключается в устранении необходимости проведения температурных измерений при определении работоспособности гидроакустического тракта в натурных условиях. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и преимущественно предназначено для использования в системах контроля и измерения скорости и расхода жидких и газообразных продуктов. Оно может быть использовано при транспортировке топливных продуктов, в водоснабжении, медицинской технике, а также в океанографии при измерении скорости течений в морях и океанах. Технический результат изобретения -повышение точности измерения при контроле параметров потока. Точность измерения скорости потока можно повысить, зная скорость распространения звука в среде и величины задержек в электронных схемах и акустических преобразователях.

Использование: изобретение относится к технике, использующей излучение и отражение акустических волн для поиска смотровых колодцев трубопроводов, покрытых слоем земли, асфальта, снега и т.п. Сущность: генератором в незаполненный трубопровод, являющийся волноводом, подают сигнал определенной частоты, который принимается излучателем акустического сигнала, преобразуется в акустический сигнал, который передается далее по волноводу, попадает в замкнутый объем смотрового колодца и распространяется по грунту. Наличие разрыва трубопровода в месте сообщения со смотровым колодцем и меньшей толщины грунта над колодцем, чем над трубопроводом, способствует тому, что уровень акустического сигнала над колодцем больше, чем над трубопроводом. По увеличенному уровню акустического сигнала, принимаемого акустическим датчиком, соединенным с приемником, сонастроенным по частоте с частотой генератора, определяют местоположение смотрового колодца. Указанный способ и устройство могут найти применение в работе коммунальных служб при необходимости поиска и обнаружения смотровых колодцев, скрытых под слоем земли, асфальта, снега и т.п. Технический результат: возможность обнаружения смотровых колодцев, покрытых слоем земли, асфальта, снега и т.п., независимо от материала, из которого изготовлены крышки люков смотровых колодцев или сами коммуникации; увеличение дальности обнаружения колодцев от источника сигналов; снижение стоимости оборудования, необходимого для обнаружения смотровых колодцев; снижение затрат на обучение персонала в связи с упрощением способа поиска; повышение безопасности работы персонала. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в морях, океанах, пресноводных водоемах в качестве геофизической косы для проведения исследований в обеспечении инженерно-геофизических работ на морском дне. Техническим результатом изобретения является снижение диаметра антенны, повышение помехозащищенности от гидродинамических помех на низких частотах, а также снижение структурных помех, возникающих при изгибах и продольных деформациях антенны при буксировке. Технический результат достигается за счет того, что в гидроакустической буксируемой антенне для геофизических работ, содержащей внешнюю эластичную кабельную оболочку, в которую вмонтирован выполненный в виде сетчатой оплетки армирующий силовой элемент, размещенный внутри оболочки набор приемников, каждый из которых состоит из двух одинаковых чувствительных пьезоэлементов, выполненных из электрически поляризованной пьезоэлектрической пленки с нанесенными на ее поверхности и прочно сцепленными с ней электродами, герметичных корпусов с вмонтированными в них электронными платами с дифференциальными усилителями и аналого-цифровыми преобразователями, цифровой линии связи и линии питания, причем к входам дифференциальных усилителей противофазно подключены чувствительные пьезоэлементы, а к выходам - аналого-цифровые преобразователи, выходы которых подключены к цифровой линии связи, линия питания и линия связи объединены в единую кабельную сборку, дополненную корделями в виде эластичных полимерных жил до придания сборке круглой формы, пленочные пьезоэлементы выполнены в виде двух лент с противоположной ориентацией поляризации, навитых под углом на поверхность кабельной сборки, при этом кабельная сборка закреплена с противоположных сторон на опорных шайбах с продольными вырезами, в которых пропущены дополнительные силовые элементы в виде сверхпрочных шнуров, а все внутреннее пространство под кабельной оболочкой заполнено вязким липким материалом, например, полиизобутиленом. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим средствам освещения подводной обстановки с высокой разрешающей способностью. Сущность: в гидроакустической системе освещения ближней обстановки, содержащей подводный модуль в виде герметичного корпуса, в котором размещены антенный блок, блок генерации излучаемого сигнала, содержащий последовательно соединенные генератор, многоотводную линию задержки и многоканальный усилитель, и блок обработки принятого сигнала, включающий последовательно соединенные блок приемных усилителей и блок аналого-цифровых преобразователей, а также блок обработки и графического отображения, соединенный кабельной линией связи с выходом подводного модуля, подводный модуль снабжен многоканальным коммутатором, включенным между антенным блоком, многоканальным усилителем мощности и блоком приемных усилителей, а также блоком управления коммутатором, вход которого соединен с выходом блока аналого-цифровых преобразователей, а выход соединен с входом генератора, и интерфейсом, включенным между блоком управления коммутатором и кабельной линией связи, причем антенный блок выполнен в виде многоэлементной линейной антенны, блок обработки и графического отображения выполнен в виде надводного модуля, размещенного на плавучей платформе и включающего последовательно соединенные с выходом интерфейса блок распаковки, блок корреляторов, блок секционирования, блок фокусирующих задержек, блок формирователей характеристик направленности, блок формирования акустического изображения с графическим дисплеем и блок управления, при этом подводный модуль закреплен к надводной платформе посредством штанги с сервоприводом с возможностью вращения вокруг оси, а блок управления включен между сервоприводом и блоком формирования акустического изображения. Технический результат: увеличение скорости обзора пространства, увеличение ширины сектора обзора, увеличение разрешающей способности по углу, а также упрощение конструкции антенного блока. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для оценки регургитационного потока. Система содержит ультразвуковой датчик, содержащий матрицу преобразователей, процессор изображений, доплеровский процессор, процессор для вычисления потоков, выполненный с возможностью создания модели поля скоростей потока около местонахождения регургитационного потока и устройство отображения. Способ содержит этапы, на которых формируют изображения местонахождения регургитационного потока, создают модель поля скоростей потока, получают доплеровские ультразвуковые измерения скорости кровотока, сравнивают аппроксимированные значения скоростей потока, полученные из модели, корректируют параметр модели и отображают местонахождение регургитационного потока. Изобретение позволяет улучшить точность местонахождения регургитационного отверстия клапана. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим средствам освещения подводной обстановки с высокой разрешающей способностью. Сущность: в гидроакустической системе освещения подводной обстановки, содержащей подводный модуль в виде герметичного корпуса, в котором размещены антенный блок, блок генерации излучаемого сигнала, содержащий последовательно соединенные генератор, многоотводную линию задержки и многоканальный усилитель, и блок обработки принятого сигнала, включающий последовательно соединенные блок приемных усилителей и блок аналого-цифровых преобразователей, а также блок обработки и графического отображения, соединенный кабельной линией связи с выходом подводного модуля, антенный блок выполнен в виде многоэлементной линейной антенны с совмещенными режимами излучения и приема, при этом подводный модуль снабжен многоканальным коммутатором, включенным между линейной антенной, многоканальным усилителем и блоком приемных усилителей, блоком управления, вход которого соединен с выходом блока аналого-цифровых преобразователей, а выход соединен с входом генератора, и интерфейсом, включенным между блоком управления и кабельной линией связи, причем блок обработки и графического отображения выполнен в виде надводного модуля, включающего последовательно соединенные с выходом интерфейса блок распаковки, блок фокусирующих задержек, блок формирователей характеристик направленности, блок корреляторов и графический дисплей. Технический результат: увеличение скорости обзора пространства, увеличение разрешающей способности по углу, а также упрощение конструкции антенного блока. 1 ил.
Наверх