Устройство для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности для измерения глубины моря

 

№ 40890

Класс 74 d, 6

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ устройства для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности, для измерения глубины моря.

Б патенту ин-ной фирмы „Компания подводных сигналов" (Submarine

Signal Company), в г. Бостоне, СШЛ, заявленному 13 августа 1928 года (заяв. свпд. ¹ 31285).

Действительный изобретатель пн-ц Е. Э. Тэрнер (Е; E. Turner).

О выдаче патента опубликовано 31 декабря 19М года.

Действие патента распространяется на 15 лет от 31 декабря 1034 года.

Изобретение касается устройства для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности, для определения глубины моря, с использованием метода эхо и применением генератора звука и устройства для измерения интервала времени между подачею звукового сигнала и возвратом звукового эхо со дна моря или отражающей поверхности. Для этой цели применено снабженное бойком ударное устройство, производящее импульс с высокой степенью затухания н с высоким декрементом и действующее совместно с приемной цепью, также имеющей высокий декремент. Эта цепь работает только на быстрой смене тока и тодько однажды до восстановления исходного состояния. Для этого декремент звукового сигнала должен быть высоким иподобным таковому приемной цени, что достигается простым мощным импульсом, имеющим определенную сиду. Этот простой звуковой импульс, будучи отражен, воздействует на приемную цепь и создает мгновенную перемену тока, приводящую в действие сигнальный или указательный механизм.

Так как приемная цепь может быть приведена в действие только этим особым типом имйульса, исключаются мешающие сигналы и является возможность получать точные измерения.

На чертеже фиг. 1 изображает схему устройства; фиг. 2 — впд спереди сигнального и измерительного устройства при частично снятом переднем кожухе; фиг. 3 — вид сбоку того же устройства:, фиг. 4 — разрез по линии 4 — 4 на фиг. 3; фпг. 5 — вертикальный разрез генератора звука; фиг. 6 — вид его сверху при удаленной наружной крышке и фиг. 7 — способ укрепления генератора звука.

Звуковой приемник 1 (фпг. 1) соединен с первичною обмоткою трансформатора 3, один конец 22 которой соединен непосредственно с зажимом 20 приемника 1, в то время как другой зажим 21 приемниь,1 соединен с регулируемым источником 13 постоянного тока таким образом, что при замкнутом выключателе 17 батарея 13 включена через потенциометр 12, причем один контакт потенциометра и батарея электрически соединены с зажимом 21 приемника. Ползунок 19 потенметра присоединен к другому концу 23 первичной обмотки трансформатора 3. Этот ползунок шунтирован конденсатором 2 так, что пульсирующие колебания тока, при движении ползунка 19 потенциометра вперед и назад не воспроизводятся и нв сигнализи- руются указателем 16. Применение потенциометра дает возможность точной регулировки микрофонного тока с целью получения UpLвильного тока для приведении в действие приемной цепи. Один конец вторичной обмотки трансформатора 3 соединен непосредственно с сеткой катодной лампы 7, а другой конец с катодом этой же лампы через батарею 4, которая создает на сетке отрицательный потенциал. Анод лампы 7 сохраняет положительныИ потенциал ири помощи батареи 6, положительный полюс которой соединен с анодом, а отрицательный полюс — с катодом лампы через сопротивление 9 с параллельно включенным конденсатором 10. Отрицательный полюс батареи 6 соединен также с сеткой лампы 8, в то время как катоды обеих ламп соединены последовательно через сопротивления 14 и 15 с сетью постоянного тока. Через сопротивление 14 íà аноде лампы 8 создается положительный потенциал соответственной величины относительно катода, В цеиь анода лампы 8 включен трансформатор 11, иервнчная обмотка которого присоединена проводами 24 и 25 соответственно к контактам 26 и 27 и замыкается на короткое в известный период вращения диска 28, останавливающегося лишь после дачи звукового сигнала.

Импульс, полученный приемником 1, передается через трансформатор 3 и отражается на потенциале сетки лампы 7. При правильном распределении потенциала анодный ток в лампе 7 усилится, и следовательно потенциал точки Л станет ниже потенциала точки Х. Потенциал сетки лампы 8, бывший до сих пор равныи потенциалу катода, станет теперь отрицательным относительно катода, и, если эта перемена отчетлива и достаточно интенсивна, она моментально прекращает ток в анодной цепи лампы 8. Быстрый перерыв илп уменьшение тока в аподной цепи лампы 8 вызывает сильное напряжение через трансформатор 1" и падение указателя 16, включенного через вторичную обмотку трансформатора 11. В качестве указателя 16 применяется неоновая трубка, дающая мгновенный накал при электрическом разряде, проходящем через электроды в трубке.

Индикатор отзывается не на каждый сигнал, так как приемная цепь такова, что сигнал должен иметь достаточно большов затуханенпв для того, чтобы вызвать быструю перемену, достаточную для возбуждения необходпмого напряжения в коротков время, пока имеет место перемена тока. Если перемена потенциала сетки лампы 7 не быстрая, перемена анодного тока лампы 7 тоже нв будет быстрая, и в результате заряд конденса. тора 10 даст утечку прежде, чвм перемена тока окончится. Прп этом потенциал точки 1 относительно точки Л не уменьшится достаточно сильно илп достаточно быстро для того, чтобы прервать или вызвать большой потенциал через трансформатор 11.

Цепь сконструирована и урегулирована так, чтобы ее затухание соответствовало затуханию генератора звука, с той целью, чтобы шум воды или другив сигналы не влиялм на указатель; эти помехи должны исключиться, так как звук, не имеющий той жв остроты Ir того жв затухания, что Ir звук, на который настроена цепь, не будет принят.

Указатель 16 монтирован на вращающемся диске 30 помощью зажимов 31 и 32 в узком шлице у кран диска. Зажим 31 и диск 30 заземлены через раму 33. Зажим 32, служащий щеткою для передачи сигнала вращающемуся диску, соприкасается с элвктропроводящим кольцом 34, соединенным с одним концом вторичной обмотки трансформатора 11, другоИ конец которой также заземлен через раму корпуса указателя.

Диск 30 приводится во вращение двигателем 35 через посредство червячной иередачп 36, 37, зубчатка 37 коей укреплена на валу 38, поддерживающем диск 30. Броме того на валу 38 сидит зубчатка 39, сцепленная с зубчаткоИ 40, сидящей на валу 41, на котором насажены диски 28 и 43, контроли ующие работу генератора звука. иск 30 делает три оборота за одпн оборот дисков 28 и 43. Диск 28 контролирует указатель и замыкает его длительно на ко-. роткое замыкание в течение всего времени„ кроме момента после дачи клопфером сигнала, и как раз перед теи, как контакты 44 и 45 замыкаются, Цоэтоиу для завершения цикла звучания требуются три оборота диска 30.

В продолжение двух оборетов указателя он остается недействующим, и за это время боек 49 подымается кверху и иолучает возможность упасть, после чего немедленно контакты 26 и 27 размыкаютея. На фнг. 1 диск показан в таком положении, когда звук уже прозвучал, но указатель ещв не действует. Указатель получает возможность действовать в зависимости от расстояния генератора звука и приемника в тот момент, когда непосредственный сигнал только мниевал приемник. Iàaaì образом эффект непосредственного сигнала совершенно исключается.

В тот момент, когда контакты 44 и 45 замкнуты при замкнутом цереключателе 17, ток будет действовать на генератор звука 46 по проводам 47 и 48. Когда эти контакты снова размыкаются, боек 49, бывший перед тем приподнятым, опускается и ударяет, о мембрану 50, передающую вибрацию через прикосновение к мембране 51, которою может бить стенка корабля. Конденсатор 55 предохраняет контакты 44 и 45 от искрения.

Якорь двигателя 35 соединен с потенциоиетром 52, который находится в соединении е питающей линией 53.

Указательный механизм заключен в корпус 60 (фиг. 2, 3, 4) со съемною крышкаю 61, в которую вставлена стеклянная пластинка 63, расположенная перед градуированным диском 65, тут же имеется отверстив 64 для язычка измерителя частоты.

Задняя стенка корпуса имеет четыре стойки 67, на которых болтами 70 укреплена рама 68, несущая весь механизм внутри корпуса. К раме 68 прилиты подшипники 71 и 72, несущие весь вращающийся механизм; из них подшипник 71 с двумя рядами роликов или шариков 73 и 74 несет вал 38, на одном конце которого сидит червячное колесо 37, а на другом конце — диск 30, снабженный радиально расположенными магнитами 79, и малая шестерня 39. Двигатель 35 монтпрован на платформе 75, поддерживаемой плечом 76, выходящим as рамы 68. Конец якорного вала 77 несет зубчатку 36, находящуюся в зацеплении с червячным колесом 37 для IIpaвода вращающегося механизма. При вращении диска 30 магниты 79 проходят под язычками 66, из коих каждый настроен на особую частоту так, что при нормальной скорости диска средний язычок вибрирует с наибольшей амплитудой. Если частота отклоняется от нормальной, то с наибольшей амплитудой вибрирует язычок справа или слева от среднего,ф,h зависимости от того, выше число оборотов или ниже того, какое должно быть.

Диск 30 прикреплен к укрепленной на валу 38 шпилькой 83 шайбе 82 при помощи болтов 84, проходящих через удлиненные щели 85 в диске с подкладными кольцами 86. Благодаря такому способу укрепления, если нуль шкалы не соответствует нулю указателя, диск можно передвигать взад и вперед, пока не будет получена надлежащая нулевая установка.

Шкала 65 (фиг. 2 и 3) монтирована на стойках 87, составляющих часть рамы 68, и кали рована от нуля до той глубины, для которой данный аппарат предназначен. Практически наибольший интерес для кораблей представляют глубины не свыше 550 метров.

Кабель 88, ттроходящий через втулку 87, содержит все провода, необходимые для обслуживания системы. Эти провода присоединены к коммутатору 89, монтированному на раме 68, Гонератор звука состоит из мембраны 50 (фиг. 1. 5), прикрепленной к краям корпу, са 90 болтами 91, проходящими через флан цы 92 на краях мембраны. Между корпусом и фланцами 92 имеется водонепроницаемая лрокладка 93, не пропускающая воду внутрь корпуса. В центре диафрагмы находится наковальня 94, выстуиатощая по обе стороны диафрагмы. Наружная часть ее входит в гнездо 95, прикрепленное к корабельной стенке 51.

Внутренняя часть оканчивается площадкой, о которуто бьет боек 49, причем наковальня 94 сообщает звуковые вибрации корабельной стенке, а тем самым и воде. На верхнюю часть наковальни надета винтовая пружина 97, а в чашке 99 корпуса помещена нажимная пружина 98, упирающаяся в боек 49.

I Нажпмная пружина может сообщить диафрагме

| только один толчок, так как сопротивление пружины 97 настолько велико, что препят ствует второму удару. Пружина 98 центри рована на бойке сердечником ",00. Боек 49 ходит в нацравляющих канавках 101 и 102 (фиг. 6), обеспечивающих ему центральное положение при работе.

Сердечник 104 электромагнита устроен пз пластин, выштампованных в форме дисков с двумя радиальными выступами, образутощиип полюса 105, 105. Пластинки сердечника скреплены меж,ту собой болтами 107, прикрепляющимп якорь и корпусу. Силовой поток гснсрируется обмотками 106, 106 электромагнита. При проходе тока через витки обмоток боек 49 притягивается к полюсам и сжимает пружину 98. При прекращении тока пружина 98 прижимает боек к наковальне 94, передающей удар корабельной стенке и через нее воде.

Между бойком 49 и наковальней 94 оста.влен малый ттромех уток, однако достаточный для того, чтобы боек получил ускорение прежде, чем ударить о диафрагму 50. Диафрагма не укреплена наглухо в гнезде 95, и это последнее не прикреплено неподвижно к корабельной стенке 51, так что удар может быть резким и непоглощенным до того, как он всей силой воздействует на стенку 51.

Это позволяет получить толчок с острым декрементом.

С целью регулирования контакта наковальни 94 и гнезда 95 генератор звука снабжен четырьмя винтовыми стойками 108 (фиг. 7), выходящими as верха корпуса этого прибора и снабженными каждая двумя гайками 109 и 110. Стойки 108 проходят сквозь плиту 111, прикрепленную болтами 113, а также гайками 109 и 110 к угловому железу 112, которое в свою очередь прикреплено к стенке корабля. Гайки 109 могут быть передвигаемы вдоль стойки для достижения правильного положения наковальни 94 и гнезда 95 относительно корабельной стенки. Гайки 110 с подкладными шайбами навинчиваются туго для удержамия генератора звука.

Предмет патента.

1. Устройство для измерения расстояний прп подводной звуковой сигнализации, в частности, для измерения глубины моря, с применением одноударного с большим затуханием генератора звука и катодных ламп в цепи приемника звука, отличаютпеееа применением в цепи катод-сетки катодной лампы 8, параллельно включенных сопротивления 9 и конденсатора 10, с целью регулирования, изменением соотношения сопротивления и емкости, постоянной времени приемного устройства (фиг. 1).

2. В устройстве по п, 1 применение генератора звука с большим затуханием, состоящего из действующего на мембрану 50 бойка 49, управляемого электромагнитами 104, 106 и находящегося под воздействием пружины 97 и противодействующей ей пружины 98 (фиг. 6).

3. В устройстве по пп. 1 и 2 применение с целью регулирования вращения диска 30 указателя расположенных радиально по периферии этого диска постоянных магнитов 79 и нескольких расположенных над магнитами язычков 66 из магнитного материала, настроенных иа различные частоты.

4. В устройстве по п. 1 применение перед катодной лампой 8 катодной лампы 7, на сетку которой подается отрицательное напряжение от батареи 4, и анодная цепь которой чевез батарею 6 присоединена к параллельно соединенным конденсатору 10 и сопротивлению 9, а также к сетке лампы 8 (фиг. 1). Ъ !

И

Ьненерт Й. Й. Георттаавеннй I

--а

Редактор В. П. Валков

Тнноррафйя,Советский Печатник", Ленинград, Noxoaas, 40.

Устройство для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности для измерения глубины моря Устройство для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности для измерения глубины моря Устройство для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности для измерения глубины моря Устройство для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности для измерения глубины моря Устройство для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности для измерения глубины моря Устройство для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности для измерения глубины моря Устройство для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности для измерения глубины моря Устройство для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности для измерения глубины моря Устройство для измерения расстояний при подводной звуковой сигнализации, в частности для измерения глубины моря 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для определения параметров движения объекта, сближающегося с наблюдателем по криволинейной траектории

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в системах шумопеленгования

Изобретение относится к контрольно-измерительной техники и может быть использовано при проведении соревнований различных подводных объектов (ПО), например аквалангистов на морской акватории

Изобретение относится к области измерительной техники и гидроакустики и может быть использовано судейской бригадой для слежения за ходом соревнований

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дорожно-патрульной службой (ДПС)

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах гидроакустической связи с многопозиционным кодом при многократной корреляционной обработке псевдошумовых сигналов

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для определения координат положения и параметров движения объекта по данным пассивных гидроакустических средств с использованием как одной, так и нескольких приемных антенн. Достигаемый технический результат - повышение точности и унификации способов определения координат положения и параметров движения объекта без выполнения маневра носителя средств обнаружения. Сущность способа заключается в том, что пеленга на шумящий объект, движущийся курсом Кист и скоростью Vист, полученные от каждой из k гидроакустических антенн, отображаются в виде единой матрицы распределения положения объекта на плоскости, после чего производится сдвиг полученных матриц в направлениях возможного перемещения объекта при его движении курсом К1, К2, …, Km, … Кр и скоростью V1, V2, …,Vn, … Vr, приведение их к одному моменту времени и последующее поэлементное суммирование, при этом считается, что параметры сдвига (Кm, Vn) суммарной матрицы Mmn, содержащей элемент с максимальным значением, в наибольшей степени соответствуют истинным параметрам движения объекта (Кист, Vист), а расположение данного элемента в матрице Mmn указывает на истинное местоположение объекта на плоскости. 17 ил.
Наверх