Устройство для регистрации сигналов траловых зондов

 

ОПИСАНИЕ

И З О Б Р Е Е Н И Я <" .662948

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т 5 (51)М. Кл. 06 К 15/02

1 (б1) Дополнительное к аат. саид-ву 9641470 (22) Заявлено 01.08.77 (21) 2523458/18-09 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1505.79. Бюллетень HP 18 (53) УДК 681. 883. .534.88 (088.8) Дата опубликования описания 15.0579 (72) Автор изобретения

В. И. Кудрявцев (71) ЗЪявитель (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СИ iiAJIOB

ТРАЛОВЫХ 3<МДОВ!

Изобретение относится к автомати- ке и может быть использовано в гид- роакустических рыбопоисковых систе мах.

По основному авт.св.9641470 изВестно устройство для регистрации сигналов траловых зондов, содержащее блок датчиков, акустически связанный с приемно-усилительным блоком подключенным к входу селектора тактовых импульсов,.блок записи и выходной усилитель, первый и второй блоки памяти и первый и второй блоки задания времени, элементы И и генератор импульсов считывания, выходы которого подключены к оцним входам первой пары элементов И, соединенных .другими входами через первый блок задания времени с выходом блока записи, а вход генератора импульсов считывания подключен к первому выходу второго блока задания времени, другие выходы которого соединены с одними входами второй пары элементов

И, подключенньйс другими входами с входом селектора тактовых импульсов выход которого соединен с входом второго блока задания времени, причем выходы первой и второй пар эле,ментов И подключены соответственно к входам первого и второго блоков памяти, выходы которых соединены с входом выходного усилителя. однако известное устройство имеет недостаточную наглядность отображения данных эхолотных датчиков верхнего и нижнего направления на ленте самописца.

Цель изобретения - улучшение наглядности отображения данных эхолотных датчиков верхнего и нижнего направления на ленте самописца с движущимся с одной постоянной скоростью пишущим электродом.

Для этого в устройство для регистрации сигналов траловых зондов, содержащее блок .датчиков, акустически связанный с приемно-усилительным блоком, подключенным к входу селектора тактовых импульсов, блок записи и выходной усилитель, первый и второй блоки памяти и первый и второй блоки задания времени, элементы И и генератор импульсов считывания, выходы которого подключены к одним входам . .первой пары элементов И, соединенных другими входами через первый блок задания с вйходом блока записи а вход генератора импульсов считыва ния подключен. к .первому выходу вто662948 з рого блока задания времени, другие

ЪИМоды которого соединейй с одними входами второй пары элементов И, подключенных другими входами с входом селектора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом второго блока задания времени, причем выходы первой и второй пар элементов И подключены соответственно к входам первого и второго блоков памяти, выходы которых соединены с входом выходного усилителя, введены три 10 счетчика импульсов, переключатель режимов счета, формирователь пачки импульсов, дополнительный блок задания времени, формирбватель задержки времени, формирователь стро 15 ба, устройство выделения эхосигнала от поверхности воды, реле; одновибратор, причем счетные входы первых двух -счетчиков импульсов через первую дополнительную схему совпадения, второй вход которой через первый триггер подключен к первому блоку

" "задания времени, соединены с первым блоком памяти, а выходы через одновибратор и вторую дополнительную схему совпадения — с приемно-усилительным трактом и устройством выделения эхосигнала от поверхности воды, вход сложение третьего счетчика импульсов через третью дополнительную схему совпадения, второй вход которой через второй трйггер подключен к первому блоку задания времени, соединен с первым блоком памяти, вход вычитание третьего счетчика импульсов через 35

-четвертую дополнительную схему совпадения, второй вход которой через третий триггер подключен к блоку записи, соединен с генератором импульсов считывания, а выход через 40 дополнительный блок задания времени и пятую дополнительную схему совпадения, второй вход которой подключен к генератору импульсов считывания, соединен с вторым блоком памяти, входы переключателя режимов счета соединены с первым блоком задания времени и устройством выделения эхосигнала от поверхности, воды, а вйходы - с первым и вторым счетчиками импульсов, вход формирователя

5G пачки импульсов через устройство выделения эхосигнала от поверхности воды и вторую дополнительную

-схему совпадения "соединен" С прием- но-усилительным трактом, а выход через шестую и седьмую дополнитель" нйе схемы совпадения, вторые входы которых через" четвертый триггер подключены к устройству выделения эхосигнала от поверхности воды, сое- 60 динен с входами вычитания первого и второго счетчиков импульсов, вход формирователя задержки времени соединен с выходом первого блока задания времени, а выход через формирователь строба и вторую дополнительную схему совпадения - с устройством выделения эхосигнала от поверхности воды, а реле через пятый триггер подключено к устройству выделения эхосигнала от поверхности воды, выход которого соединен с входами первого и второго триггеров и с входом третьего счетчика. на чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит блок 1 датчиков, линию связи 2, приемно-усилительный тракт 3, селектор 4 тактовых импульсов, первый блок 5 задания времени, элементы И 6 и 7, блоки 8 и 9 памяти, выходной усилитель 10, блок 11 записи, второй блок 12 зада-. ния времени, генератор 13 импульсов считывания, переключатели 14 и 15 частоты повторения, элемейты И 16 и

17, фбрмирователь 18 задержки времени, формирователь 19 строба, устройство 20 выделения эхосигнала от поверхности воды, одновибратор 21, реле 22 с контактами 23, счетчики

24-26, переключатель 27 режимов счета, формирователь 28 пачки импульсов, триггеры 29-33, схемы 3440 совпадения,.дополнительный блок

41 задания времени и переключатель

42,частоты импульсов генератора считывания.

Устройство работает следующим образом.

После получения записи данных эхолотных датчиков в обычном режиме с привязкой к тралу (в том числе и трассы записи эхосигналов от поверхности воды), путем последовательного запоминания данных эхолотного датчика верхнего направления в блоке 8 памяти, данных нижнего эхолотного датчика в блоке 9 памяти и последующего считывания запомненных данных после замыкания контактов в блоке 11 записи оператор-судоводитель выключателем подключает блок 5 задания времени к формирователю 18 задержки,времени (проградуированном непосредст- . венно в метрах, исходя из скорости звука 1500 м/сек) и устанавливает задержку времени немного меньшей фактической глубины хода трала в данный момент времени меньшей времени распространения звука от трала до поверхности воды и обратно. Одновременно этим же выключателем включается триггер 29 и реле 22 замыкает контакт 23, а также выход запускающих контактов блока 11 записи переключается с входа блока 12 задания времени к входу триггера 31.

Поступивший с блока 1 датчиков через линию связи 2 на приемно-усилительный тракт 3 .в следующем очередном цикле передачи и выделенный селектором 4 тактовый импульс заь ü2948 пускает блок 5 задания времени,,с которого импульс начала формирования временного интервала t1 (равного времени работы эхолотного датчика верхнего направления) подается на формирователь 18 задержки времени, триггер 33 и переключатель 27 режимов 5 счета счетчиков 24 и 25 (счетчика 24 на сложение, счетчика 25 на вычитание). Триггер 33 открывает схему 34 совпадения и на счетчики 24 и 25 начинают поступать счетные импульсы с )О генератора импульсов фиксированной частоты повторения, находящегося в блоке 8 памяти (вырабатывающего импульсы продвижения регистра сдвига этого блока памяти — с одного иэ выходов указанного генератора).

Однако счетчик 25 будет оставаться в нулевом состоянии, так как он переключен в режим вычитания.

Блок 5 задания времени открывает элемент И ь непосредственно и через триггер ЗО.Принимаемые данные верхнего эхолотного датчика начинают по -. ступать в блок 8 памяти. одновременно триггером 30 открывается схема 36 совпадения и на вход сложения счетчика 26 начинают поступать от импульсного генератора в блоке 8 памяти импульсы продвижения запоминаемой в блоке 8 памяти информации. Счетчик

26 предназначен для фиксации промежутка времени, в течение которого проводилось запоминание данных блоком 8 памяти, который в данном случае не будет являться постоянным.

По окончании установленной за- 35 держки формирователь 18 запускает формирователь 19 строба, вырабатывающий импульс небольшой фиксированной длительности, которым открывается схема 35 совпадения, и сигналы с выхода приемно-усилительного тракта 3 начинают поступать на устроиство 20 выделения эхосигнала от поверхности воды. Формирователи 18 и 19 задержки и строба необходимы для обеспечения начального срабатывания счетчика 24 (прекращения им счета импульсов с генератора в блоке 8 памяти) только при поступлении эхосигнала от поверхности воды. При отсутствии указанных элементов íà устройство 20 в деления 50 эхосигнала от поверхности воды п< тупило бы больше количество других импульсов (эхосигналов от рыбы над тралом, возможных помех), которые могли бы вызвать ложное его срабаты- 55 вание и соответственно преждевременную остановку счетчика 24.

При наличии формирователей задержки и строба (18 и 19) на устройство 20 выделения эхосигнала от поверхности . 60 ,будут поступать сигналы лишь в течеwe небольшой части общего цикла измерения и регистрации, благодаря чему повышается надежность выделения эхосигнала от поверхности воды.Для более уверенного выделения эхосигнала от поверхности от поверхности используют параметры его крутизны и амплитуды, т.е..в состав устройства входят, например, дифференцирующая цепь и амплитудный селектор, так как акустические импульсы, отраженные от поверх ности воды, т.е. от границы раздела двух сред:вода-воздух;с резко различающимися акустическими характеристиками-сопротивлениями, имеют эначительно большую крутизну, чем при отражении от других возможных неоднородностей водной среды (рыбы, планктона, температурных скачков и др.) .

Сигналом,, соответствующим эхосигналу от поверхности воды, перебрасывается триггер 33 и поступление импульсов от генератора блока 8 памяти на счетчики 24 и 25 прекращается. одновременно этот сигнал поступает на переключатель 27 режимов счета, в результате счетчик 24 переключается на вычитание, а счетчик 25-на сложение, а также на триггер 29, перебрасывая его, в результате реле 22 контактом 23 разрывает цепь, идущую от блока 5 задания времени к формирователю 18 задержки. Укаэанный сигнал, соответствующий эхосигналу от поверхности воды, также перебрасывает триггер 30, который закрывает элемент

И ь и схему 36 совпадения. В результате прекращается поступление данных в блок 8 памяти (он будет хранить запомненную информацию) и поступление импульсов продвижения с блока 8 памяти на счетчик 26. Сигнал, соответствующий эхосигналу от поверхности воды, одновременно переключает счетчик 26 »а вычитание.

Сигналом от поверхности воды, кроме того, запускается формирователь 28 пачки импульсов и перебрасывается триггер 32 со счетным входом таким образом, что им открывается схема 39 совпадения, закрывается схема 40 совпадения и импульсы формирователя 28 начинают поступать на вход вычитания счетчика 24. После поступления последнего импульса пачки на счетчике 24 останется число импульсов, соответствующее расстоянию, лишь немного меньшему глубины хода трала в данный момент времени.

Так как за один цикл измерения, достигающий у современных траловых зондов порядка 2 с, горизонт хода трала в силу его большой инерционности изменяется весьма незначительно (в пределах +0 3 м), то число импульсов в пачке может быть выбрано очень небольшим. Если выбрать, например, временной интервал, между импульсами в пачке равным 100 мксек (исходя из скорости распространения звука в воде 1500 м/сек при двойном пути его распространения, это соответствует расстоянию 0,07 5 м), то достаточно задать группу из 4-6 импульсов, чтобы охватить возможные изменения

662948 глубины трала от одного цикла измерения и регистрации до другого. учитывая возможные пропуски в приеме очередного эхосигнала от поверхности, можно задать пачку иэ несколько большего количества импульсов (или предусмотреть воэможность установки переключателем разного числа импульсов в пачке в зависимости ст типа трала и мощности судна) .

По окончании временного интервала

tl блок 5 задания времени открывает элемент И 7 и начинается запоминание данных нижнего эхолотного датчика в блоке 9 памяти.

По окончании процесса запоминания блоком 5 задания времени запускается генератор 13 импульсов считывания, но его импульсы не проходят через схемы 37 и 38 совпадения до момента замыкания контактов, установленных на ленте самописца в блоке 11 записи.

При прохождении пищущим электродом нулевого деления шкалы самописца через триггер 31 открывается схема

37 совпадения и начинается считывание информации с блока памяти 8, которая через выходной усилитель 10 (после цифроаналогового преобразователя блока памяти) поступает на перо и фиксируется на ленте самописца. одновременно импульсы считывания начинают поступать на входы вычитания счетчика 26. В момент времени, когда счетчик 2.6 нознратится в нулевое сос тояние, он подает сигнал на триггер

3l на дополнительный блок 41 задания времени, равного времени работы эхолотного датчика нижнего направления, и переключается н режим сложения (этим же сигналом) . Триггер 31 прекращает подачу импульсов считывания в блок 8 памяти и на счетчик 26, в блок 41 открывает схему 38 совпадения и начинается считывание данных с блока 9 памяти. Изменением частоты следования импульсов (переключателем

42) генератора 13 осуществляется изменение масштаба записи °

Если замыкание контактов в блоке

ll записи происходит раньше, чем перо проходит нулевое деление шкалы записи, процесс считывания происходит аналогично вышеизложенному, однако начальная информация не фиксируется на ленте, так как перо еще не находится на бумаге, и на ленте будет записываться лишь часть ее. отсчет

)фактической глубины хода трала произ(водится в этом случае с тммированием данных упреждения записи и отсчета показаний от начала шкалы самописца до линии записи верхней"подборы трала.

- При поступлении с селектора 4 следующего тактового импульса блоком 5 задания времени через триггер 33 вновь открывается схема 34 совпадения и со счетчика 24 начинается вычитание эайолняющих его импульсов. Одновре- . менно счетчик 25 начинает подсчет импульсов с генератора импульсов блока 8 памяти. При приходе счетчика

24 н нулевое состояние с него подается сигнал на одновибратор 21, выраба5 тывающий импульс небольшой длительности непосредственно перед приходом очередного эхосигнала от поверхности воды (этот импульс меньше длительности импульса формирователя 19 стро10 ба) . Длительность его импульса выбирается из условия перекрытия возможных изменений глубины хода трала за промежуток времени межцу несколькими последовательными зондированиями по15 верхности воды эхолотным датчиком верхнего направления на случай отсутствия приема или выделения очередного эхосигнала от поверхности воды.

Так как изменения положения трала в силу его инерционности небольшие (как было показано выше), то и длительность импульса одновибратора 21 выбирается малой. Это повышает надежность автоматического выделения эхосигнала от поверхности воды. Импульс

25 одновибратора 21 открынает1 схему 35 совпадения на небольшой промежуток времени перед приходом эхосигнала от поверхности. Счетчик 25 продолжает подсчет импульсов с генератора имЗО пульсов н блоке 8 памяти, а блок

8 памяти запоминает данные эхолотного датчика верхнего направления путем преабразования аналоговых сигналов в цифровые аналогоцифровым преобразо35 вателем и введения их в регистр сдвига (как в предыдущем слУчае) . При выделении эхосигнала от поверхности воды устройством 20 через триггер 30 останавливается операция запомина40 ния в блоке 8, памяти, через триггер

33 прекращается поступление импульсон с генератора блока 8 памяти на счетчики 24 и 25, переключается переключатель 27 режимов счета, включается

45 формирователь 28, триггером 32 закрывается схема 39 совпадения и открывается схема 40 совпадения. Со счетчика 25 будет вычтена пачка импульсов и он будет хранить оставшееся число импульсон до подачи следую50 щего импульса начала запоминания информации с блока 5 задания нремени. остальные процессы будут аналогичны изложенным ранее, т.е. происходит .запоминание данных эхолотного дат55 чика нижнего напранления и последующее считывание информации путем преобразования цифровых сигналов (при продвижении их импульсами генератора считывания) в аналоговых блоках 8 и

60 9 памяти и регистрация их на ленте самописца через выходной усилитель 10.

После поступления следующего тактового импульса будет происходить вычи65 I тание импулъсоэ уже со счетчика 25 а счетчик 24 будет работать в режиме

66294 сложения и т.д., процессы будут пов= торяться.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять автоматическую регистрацию данных о глубине хода трала, рыбе над тралом, вертикальном раскрытии трала, рыбе в устье и ниже трала и отстоянии трала от грунта с привязкой записи к поверхности воды, что улучшает наглядность отображения данных эхолотных Датчиков верхнего и нижнего направления зонда на ленте самописца с движущимся с одной постоянной скоростью пишущим электродом-пером.

Формула изобретения

15 Устройство для регистрации сигналов траловых зондов по авт.св.

964l470, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения наглядности отображения данных эхолотных датчиков верхнего и нижнего направления на ленте самописца с движущимся с одной постоянной скоростью пишущим электродом, в него введены три счетчика импульсов, переключатель режимов счета, формирователь пачки импульсов, дополнительный блок задания времени, формирователь задер,;жки времени, формирователь строба, устройство выделения эхосигнала от поверхности воды, реле, одновибратор, причем счетные входы первых двух счетчиков импульсов через первую дополнительную схему совпадения, вто- . рой вход которой через первый триг- 35

rep подключен к первому блоку задания времени, соединены с первым блоком памяти, а выходы через одновибратор и вторую дополнительную схему совпадения — с пРиемно-усилительным 40 трактом и устройством выделения эхосигнала от поверхности воды, вход сложение третьего счетчика им8 1О пульсов через третью.дополнительную схему совпадения, второй вход которой через второй триггер подключен к Первому блоку задания времени, соединен с первым блоком памяти, вход вычитание третьего счетчи".а импульсов через четвертую дополнительную схему совпадения, второй вход которой через третий триггер подключен к блоку записи, соединен с генератором импульсов считывания, а выход через дополнительный блок задания времени и пятую дополнительную схему совпадения, второй вход которой Под ключен к генератору импульсов считывания, соединен с вторым блоком памяти, входы переключателя режимов счета соединены с первым блоком задания времени и устройством выделения эхосигнала от поверхности воды, а выходы -с первым и вторым счетчиками импульсОВ, ВхоД формирователя пач ки импульсов через устройство выдеI ления эхосигпала от поверхности воды и вторую дополнительную схему совпадения соединен с приемно- усилительным трактом, а выход через шестую и седьмую дополнительные схемы совпадения, вторые входы которых через четвертый триггер подключены к устройству выделения эхосигнала от поверхности воды, соединен с входами вычитания первого и второго счетчиков импульсов, вход формирователя задержки времени соединен с выходом первого блока задания времени, а выход через формирователь строба и вторую дополнительную схему совпадения- с устройством выделения эхосигнала от поверхности воды, а реле через пятый триггер подключено к устройству выделения эхосигнала от поверхности воды, выход которого соединен с Входами первого и второго тРиггеров и с входом третьего счетчика.

6Ь 2948

Составитель Е.Погиблов

Рецак тор К.Цадилова Техред Л. Алфеуова Корректор O. Ковин ская

Эаказ 2703/51 .Тираж 779 Подписное

ЦЛИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035с Москва Ж-35 Раушская наб. д.485

Фйлиал ППИ Патент, r.Ужгород, ул,Проектная,4