Магнитный курсоуказатель для скоростных судов


 

G01C1/00 - Измерение расстояний, горизонтов или азимутов; топография, навигация; гироскопические приборы; фотограмметрия (измерение размеров или углов предметов G01B; измерение уровня жидкости G01F; измерение напряженности или направления магнитных полей вообще, кроме магнитного поля Земли, G01R; радионавигация, определение расстояния или скорости, основанное на эффекте распространения радиоволн, например эффекта Доплера, на измерении времени распространения радиоволн; аналогичные системы с использованием другого излучения G01S; оптические системы для этих целей G02B; карты, глобусы G09B)

Владельцы патента RU 2531059:

Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" (RU)

Изобретение относится к навигационному приборостроению и может быть использовано в магнитных курсоуказателях для скоростных судов как для визуального съема показаний, так и для дистанционной передачи курса в судовые системы автоматики. Магнитный курсоуказатель для скоростных судов содержит прозрачный корпус котелка, выполненный в виде сферы, заполненной компасной жидкостью, магниточувствительный элемент, расположенный внутри корпуса и состоящий из поплавка, шкалы, магнитов и опорного узла, в который вставляется игла компаса. Магнитный курсоуказатель дополнительно содержит датчик электронной передачи сигнала курса, расположенный на дне корпуса компаса таким образом, что одна его принимающая горизонтальной составляющей магнитного поля земли Нх лежит по диаметральной линии корпуса котелка, а вторая принимающая Ну перпендикулярна ей. Магниточувствительный элемент имеет положительную плавучесть в компасной жидкости, опорный узел магниточувствительного элемента выполнен в виде конуса, магниты магниточувствительного элемента расположены ниже центра точки опоры, на боковой поверхности поплавка по периметру расположена шкала для визуального отсчета курса. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение точности съема отсчетов. 1 ил.

 

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может быть использовано для передачи данных курсоуказания скоростных судов в системы судовой автоматики.

У всех ныне существующих дистанционных магнитных компасов электрический датчик съема информации располагается на корпусе котелка компаса (как правило на грузе), а корпус котелка устанавливается в кардановом подвесе в нактоузе, электрический датчик в процессе эксплуатации находится в горизонте.

Из уровня техники известен, например, магнитный компас, описанный в книге: Кардашинский-Брауде Л.А. Современные судовые магнитные компасы - СПб.: Государственный центр Российской Федерации - «Центральный научно-исследовательский институт «Электроприбор», 1999, с.60.

В данном компасе (см. функциональную схему электромеханической передачи компаса KM 145-C4 на стр.61 указанного издания) генератор питает обмотку возбуждения индукционного датчика (датчика электронной передачи), расположенного на грузе котелка компаса. Индукционный датчик представляет собой кольцевой феррозонд с двумя обмотками, которые размещены ортогонально и охватывают кольцевой сердечник феррозонда. Магнитное поле чувствительного элемента вызывает появление сигналов на выходных обмотках. Амплитуды четных гармонических составляющих сигналов пропорциональны синусу и косинусу компасного курса.

Описанный выше компас, принятый за прототип изобретения, имеет существенные недостатки. Для установки такого компаса требуется сложная конструкция нактоуза, в который должен устанавливаться котелок компаса с кардановым подвесом.

Установка такой конструкции компаса на скоростных нового поколения судах становится все более проблематичной. Сказывается ряд факторов: с одной стороны, - динамические воздействия (нагрузки, вибрации, удары), с другой стороны, - влияние на котелок компаса ферромагнитных масс, т.к. рубки таких судов перенасыщены аппаратурой. Поэтому необходимы новые технические решения.

Одним из вариантов такого решения является предложенная конструкция магнитного курсоуказателя для скоростных судов.

Основные задачи, на решение которых направлено изобретение:

- упрощение конструкции изделия,

- улучшение точностных характеристик,

- повышение точности съема отсчетов,

- передача информации о курсе в системы корабельной автоматики,

- возможность расположения датчика на подволоке рубки судна.

Для решения указанных задач, в магнитный курсоуказатель, содержащий прозрачный корпус котелка, выполненный в виде сферы, заполненной компасной жидкостью, внутри которого располагается магниточувствительный элемент, состоящий из поплавка, шкалы, магнитов и опорного узла, в который вставлена игла компаса, на дне корпуса устанавливается датчик электронной передачи сигнала курса, выполненный в виде магниторезистивного датчика. Причем магниточувствительный элемент (МЧЭ) имеет положительную плавучесть в компасной жидкости, и выталкивающая сила поплавка выталкивает его вверх, при этом опорный узел выполнен в виде конуса, в который вставляется опорная игла. Опорный узел удерживает МЧЭ в угловом диапазоне качки судна. На боковой поверхности поплавка по периметру размещается шкала для визуального отсчета курса. Магниты МЧЭ располагаются ниже центра точки опоры судна. На боковой поверхности поплавка по периметру размещается шкала курсоуказателя для визуального отсчета курса.

Магниторезистивный датчик расположен на дне корпуса так, что его магнитная ось проходят по оси магнитов компаса, причем одна принимающая Нх лежит по диаметральной линии корпуса, а вторая Ну перпендикулярна ей. При вращении корпуса с магниторезистивного датчика вырабатывается электрический сигнал, который передается в системы судовой автоматики.

Предлагаемое устройство передачи данных курсоуказания для скоростных судов представлено на фиг.1.

Курсоуказатель для скоростных судов содержит сферический корпус котелка 1, заполненный компасной жидкостью 2, магниточувствительный элемент 3, содержащий поплавок 4, магниты 5, опорный узел 6, шкалу 8, иглу 7, которая закреплена в центре корпуса и острием упирается в опорный узел 6.

Магниторезистивный датчик 9 расположен на дне корпуса котелка 1 таким образом, что его магнитная ось проходит по оси магнитов 5, причем одна принимающая датчика Нх лежит по диаметральной линии корпуса, а другая Ну перпендикулярна ей.

Устройство работает следующим образом.

Так как МЧЭ 3 имеет положительную плавучесть в компасной жидкости 2, поплавок 4 выталкивает МЧЭ 3 вверх, а так как игла, которая крепится к верхней части корпуса котелка 1, направлена острием вниз и упирается в опорный узел 6 поплавка, то в процессе эксплуатации МЧЭ 3 может вращаться и наклоняться по конусу опорного узла.

Магнитное поле МЧЭ 3 воздействует на магниторезистивный датчик 9, с которого снимаются два сигнала - синус и косинус, пропорциональные изменению курса судна. Затем эти сигналы поступают по интерфейсу RS-422 (RS-232) в системы корабельной автоматики.

Исключение карданного подвеса существенно упростит конструкцию курсоуказателя. Габаритные размеры курсоуказателя позволяют его закрепить на подволоке рубки судна, что удаляет его от масс аппаратуры и, соответственно, уменьшает влияние ферромагнитных масс судна на работу курсоуказателя. Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое решение улучшает эксплуатационные характеристики устройства, упрощает его конструкцию и повышает точность курсоуказания, то есть, обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Данная конструкция курсоуказателя обеспечивает как визуальный съем показаний по шкале, так и передачу электрического сигнала в системы судовой автоматики.

Применение магниторезистивного датчика позволяет, по сравнению с прототипом, улучшить эксплуатационные характеристики заявляемого устройства за счет его расположения в месте, удаленном от ферромагнитных масс, затрудняющем визуальный съем данных. Это особенно важно для скоростных судов, рубки которых заполнены приборами и другим оборудованием.

Исключение карданного подвеса уменьшает влияние вибраций на детали корпуса курсоуказателя.

Таким образом, обеспечивается достижение заявленного технического результата.

Магнитный курсоуказатель для скоростных судов, содержащий прозрачный корпус котелка, выполненный в виде сферы, заполненной компасной жидкостью, магниточувствительный элемент, расположенный внутри корпуса и состоящий из поплавка, шкалы, магнитов и опорного узла, в который вставляется игла компаса, отличающийся тем, что он дополнительно содержит датчик электронной передачи сигнала курса, выполненный в виде магниторезистивного датчика и расположенный на дне корпуса компаса таким образом, что одна его принимающая горизонтальной составляющей магнитного поля земли Нх лежит по диаметральной линии корпуса котелка, а вторая принимающая Ну перпендикулярна ей, при этом магниточувствительный элемент имеет положительную плавучесть в компасной жидкости, опорный узел магниточувствительного элемента выполнен в виде конуса, магниты магниточувствительного элемента расположены ниже центра точки опоры, на боковой поверхности поплавка по периметру расположена шкала для визуального отсчета курса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике измерений, может использоваться в геодезическом приборостроении и предназначено для использования в составе устройств измерения угловых координат летательных аппаратов. Известный прототип изобретения не позволяет в ходе селекции идентифицировать подвижные цели при наличии нескольких объектов, поскольку на кадре результирующего изображения присутствуют два изображения каждой движущейся цели - прямое и инверсное, которое запаздывает относительно первого (основного) изображения на время, равное периоду следования кадров.

Изобретение относится к области геодезии, в частности к высокоточным измерениям для определения критических деформаций. Предложен способ высокоточных измерений инженерных объектов сканирующими лазерными системами (ЛИС) с применением программного обеспечения управления и обработки результатов по двум координатам в реальном масштабе времени и устройство для его осуществления.

Секстан // 2523100
Изобретение относится к области морского судовождения и может быть использовано в навигационных секстанах. Технический результат изобретения заключается в возможности одновременного и непосредственного измерения разности высот и разности азимутов двух светил без измерения их высот и азимутов.

Изобретение относится к области технической физики и может применяться для стабилизации положения на земной поверхности крупногабаритных установок для научных исследований или промышленного оборудования.
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения азимута направления из заданной точки, называемой исходной точкой, на Мекку, называемую точкой цели, географические координаты которой известны.

Изобретение относится к области астрономо-геодезических измерений и может быть использовано для определения по звездам астрономических азимутов направлений на земные ориентиры для решения разнообразных задач инженерной геодезии.

Изобретение относится к областям измерительной техники и геодезического приборостроения и может быть использовано в геодезии при полевых геодезических работах, а также в метрологии для калибровки спутниковых GPS-приемников.

Изобретение относится к области угловых измерений, в частности к системам обнаружения и измерения азимутальных координат импульсных источников излучения, таких как вспышки при запуске ракет, ПТУРС.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для контроля и юстировки различных оптических деталей, сборок и приборов. .

Изобретение относится к области судостроения и судовождения. Способ обеспечения безаварийного движения надводного или подводного судна при наличии подводных и надводных потенциально опасных объектов включает постоянный прием спутниковых навигационных данных, данных от радиолокационной станции, автоматической идентификационной системы, определение местоположения судна, вычисление скорости судна, глубины под килем.

Изобретение относится к сфере морских и речных коммуникаций. .

Изобретение относится к сфере морских и речных коммуникаций. .

Изобретение относится к области судового приборостроения и может быть использовано при проектировании адаптивных авторулевых на судах различных классов. .

Изобретение относится к области судовождения и может быть использовано в системах автоматического управления продольным движением судна. .

Изобретение относится к области судовождения и может быть использовано для автоматического подхода судна к причалу. .

Изобретение относится к судовождению и может быть использовано в картографии, геодезии и при проведении работ, связанных с построением карт при исследованиях различных геофизических процессов.

Изобретение относится к системам лазерных средств передачи и измерения информации и может быть использовано в морском и речном транспорте для проводки судов по сложным фарватерам и безопасного плавания в прибрежной зоне, а также в других областях техники, где необходимо дистанционным методом измерять дальность, координаты и скорость объекта.

Изобретение относится к области управления подвижными объектами, в частности к стабилизации корабля при возмущениях. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в точном приборостроении и метрологии. Способ заключается в кодировании измерительного диапазона прибора с помощью светоконтрастных щелей сигнальной маски, устанавливаемой на объекте, формировании изображения этой щели в плоскости приемной ПЗС(КМОП)-матрицы, передаче этого изображения в вычислительный блок. При этом в схему прибора вводится внутренний эталон угла, реализованный изменением топологии сигнальной маски за счет одной дополнительной светоконтрастной щели с центральным углом между ней и штатной щелью, измеряются вариации Δε(φ) угла ε на различных углах φ разворота ротора в диапазоне 0<φ<360° и по этим вариациям вычисляются систематические погрешности Δφс(φ) измерительной шкалы энкодера. Технический результат - упрощение измерения погрешностей. 1 ил.
Наверх