Координатно-поворотное устройство для градуировки гидроакустических преобразователей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено060176 (21) 2313487/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1505.79 . Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 1505,79

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>663130 у

7 g ю ую)тР egg (51)М. Кл 2

H 04 R 1/44

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534.232

/088.8/ (72) Авторы изОбретения

A,Í.Ìåäâåäåâ и В,С.Прохоров (71) Заявитель (54 ) КООРДИНАТНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ

ГКДРОАКУСТИЧЕСКИХ ПРЕО БРАЗОВАТЕЛ ЕЙ! .Изобретение относится к гидроакустическим измерительным устройстваМ и предназначено для градуировки гидроакустических преобразователей как в лабораторных бассейнах, так и в натурных условиях.

Известны кдординатно-поворотные устройства для градуировки гидроакустических преобразователей (1), содержащие неподвижный рельс, установленный над поверхностью воды, тележку, перемещающую по этому рельсу, штангу с укрепленным на ней преобразователем и средства поворота, установленйые на перемещаемом по рельсу основании. Для градуировки методом взаимности используют излучатель, обратный и градуируемый преобразователи, что требует применения трех аналогичных устройств . для их крепления.

Обычно преобразователи устанавливаются на большой передвижной плат форме, размеры котброй превышают ширину бассейна. Такие устройства через-2 вычайно громоздки и не могут использоваться для. градуировок в натур ных условиях.

Наиболее близким по технической сущности является координатно-пово-

2 ротное устройство, содержащее двигатели, соединенные посредством двух коаксиальных валов с излучателем,гра" дуируемым и обратимым преобразователями, соединенными черЕз коммутатор измерительных цепей с трактом. питания излучателя и иэмерителЬным каналом с самописцем, коммутатор цепей питания (2) . однако, наличие в приводах двигателей с редукторами и конечными выключателями усложняет конструкцию, требует применения в устройстве мощных двигателей.

Наличйе конечных выключателей в цепях питания двигателей и необходимость их механической установки для ограничения угла вращения в соответствии с заданной программой измерений, снижает функциональные возможности устройства, т.е. не позволяет производить корректировку положения остронаправленных преобразователей в заданном угле поворота без предварительного излучения характеристики направленности.

Целью изобретения является упрощение конструкции, и расширение функциональных возможностей устройства, 1

66 3130 4 через управляемые счетчики импульсов генератору 38. х Устройство работает следующим об" разом.

Перед началом измерений в положении а, в „, c коммутаторон

32,34 и распределителя 33 возбуждают обратимый преобразователь 4, а в измерительном канале 36 измеряют сигнал на выходе градуируемого преобразователя 6, ВкЛючают устройство руч— 10 ного управления двигателями и откры.вают ключ 28, пропуская тем самым импульсы от генератора 38 на двигатель н 19, Поворотом преобразователя б устанавливают его в положение, соот15 ветствующее максимальному сигналу в измерительном канале. Эатем коммутаторы 32,34 и распределителя 33 уста навливают в положение а, в ! !

4. 4 и с и измеряют напряжение на

20 выходе преобразователя 4.

Открывают ключ 26 и вращением дви-. гателя 17 добиваются получения максимального сигнала и измерительнрм канале 36, Укаэанные операции позволяют выставить каждый из преобразователей на максимум лепестка диаграммы направленности и проводить градуи ровку при оптимальных условиях. далее отключают устройство ручного управления и с помощью счетчиков 29, 30 и

31 по программе от коммутатора 32 задают требуемые углы поворота преобразователей. Для этого, по известному значению угла поворота шагового дви-.

-гателя на каждый импульс питающего

35 напряжения определяют число импульсов, необходимое для поворота центрального вала на заданный угол. Полученные значейия чисел устанавливают на счетчиках 29,30 и 31 и включают генератор

40 38, В открытом состояйии ключи 26,27 и 28 пропускают импульсы от генерато-, ра 38 на формирователи 23,24 и 25 тактовых импульсов и считываются счетчиками 29,30 и 31. При достижении

45 на счетчиках установленных значений чисел импульсов на их выходах вырабатывается сигнал запрета, который закрывает соответствующий ключ и йрекращает вращение двигателя.

Поставленная цель достигается тег что в устройство введены генератор импульсов, три-формирователя тактовы импульсов, три цифровых блока управления, каждый из которых содержит последовательно соединенные ключ и счетчик импульсов, и распределитель цепей питания, причем входы формирователей тактовых импульсов через циф ровые блоки управления подключены к генератору импульсов и распределителю цепей питания, соединенному с при нодом самописца, а их выходы через двигатели, выполненные шаговыми, сое дннены с излучателем и градуируемым обратимым преобразователями. . I

На фиг. 1 приведена конструкция координатно-поворотного устройства . для градуировки гидроакустических преобразователей; на фиг.2 — его функциональная схема.

Координатно-поворотное устройство содержит координатник, выполненный в виде трех направляющих 1,2 и 3, угол между каждой из них в горизонтальной плоскости равен 120, обратимый преобразователь 4, излучатель

5 и градуируемый преобразователь б.

Каждый иэ преобразователей установлен на приводы 7,8 и 9, ныполненные н виде двух коаксиальных валов, причем наружные валы приводов 10, 11 и

12 неподнижные, а центральные валы

13, 14 и 15, на которых установлены преобразователи 4,5 и б, выполнены полыми с отверстиями 16 в нижней части для сообщения с окружающей средой и соединены соответственно с шаговыми двигателями 17, 18 и 19, герметиэчрованными от окружающей среды, Все устройство подвешивается к лебедке тросом 20, а соединение двигателей и преобразователей с пультом градуировки гидрофонов осущест.. вляется кабелями через соединительную коробку 21 с помощью кабеля 22.

Обратимый преобразователь 4, излучатель 5, градуируемый преобразователь б, через шагоные двигатели 17,18 и

l9„ используемые для вращения этих преобразователей, соединены с форми-: рователями 23,24 и 25 таКтовых им- - 50 пульсов для питания двигателей. Управлйемйе по двум входам ключи 26,27, 28, уйравляемые счетчики 29,30,31 импульсов генератора, "соединены с коммутатором цепей пйтания двйгате- 55 лей 32 и с распределителем 33 цепей питания, Коммутатор измерительных цепей 34: соединен с трактом питаний излучателя 35, измерительным каналом 36 и самописцем диагра1 и на!пФанленности 37 с .шаговым двигателем в приводе, При этом один иэ входов управляющих ключей.26, 27 и 28 подключены к устройству ручного управления двигателями {на чертеже не показанному), а вторые входы ключей

Для градуировки методом взаимности преобразователи 4,5 и 6 устанавливают в горизонтальной плоскости на равном расстоянии в вершинах углов равностороннего треугольника. С помощью коммутаторов 32,34 и распределителя 33 в .Положения а в и с уа-! и танавлинают поеобразователи 4,5 и б в исходное состояние. Возбуждают обРатимый преобразователь 4, а в измерительном канале Зб по падению напряжения Е на образцовом сопротивлении

R в цепи излучателя определяют ток через преобразователь 4.

В положении а в и с

Я I 2 коммутаторов 32, 34 и распределителя

33 все преобразователи остаются в

66 3130 6 исходном положении, а в измерительном канале, в режиме излучения звука обратимым преобразователем 4 измеряется напряжение Е на выходе градуируемого преобр аз ов ат еля .

В положении а. в и . с

3 < 3 э коммутаторов 32,34 и распределителя

ЗЗ двигатели 17 и 18 разворачивают преобразователи 4 и 6 на 60 так, что обратимый, преобразователь 4 ока. зывается направленным в сторону излучателя 5, а преобразователь 6 подготавливается для осуществления следующей операций, В этом положении коммутаторов возбуждается излучатель

5, а в измерительном канале 36, в режиме излучения звука излучателем

5, измеряется напряжение Е на выходе обратимого преобразователя 4.

В положении а в и с

4 4 4 коммутаторов 32,34 и распределителя

33 излучатель 5 разворачивается на

60 в сторону градуируемого преобразователя 6 и в измерительном канале, 36, в режиме излучения звука излучателем 5, измеряется напряжение Е на выходе градуируемого преобразователя 6, По измеренным значениям Ео, Е, E u E чувствительность градуируемого преобразователя 6 находят из формулы к

)0 где расстояние между обратимым и гРадуируемым преОбРазователЯ- 36 ми,. Ю вЂ” расстояние между обратимым преобразователем 4 и излучателем 5, 8 — расстояние между градуируемым

Ъ преобразователем 6 и излучателем 5, р- плотность воды. Х- частота звукового давления, — величина 40 ,образцового сопротивления в цепи преобразователя 4, Для измерения характеристики диаграммы направленности коммутаторами

32,34 и распределителем 33 в положе- 45 нии а в " и с возбуждают

f излучатель 5, а выход ключа 28 градуируемого преобразователя 6 подключают к шаговому двигателю привода диаграммы самописца 37. Угол поворота

0-360О в режиме записи характеристи- ки направленности преобразователя 6 от распределителя 33 и коммутаторов

32 и 34 автоматически задается счетчику 31 и при вращении преобраэовате- ля 6 точно отрабатывается шаговым

:двигателем самописца 37.

Выполнение центральных валов приводов преобразователей полыми с воэможностью заполнения их внутреннего объема окружающей средой позволяет исключить применение герметиэнрованных сальников, снизить требования к качеству обработки наружных поверхностей коаксиальных валов и использовать маломощные двигатели, что упрощает конструкцию, технологию изготовления и уменьшает массу устройства.

Применение цифровой системы управления шаговыми приводами позволяет реализовать измерения по любой программе, использовать в процессе настройки и градуировки остронаправленные преобразователи, а также измерять чувствительность и характеристики направленности в полярных координатах любого иэ преобразователей, установленного на координатно-поворотном устройстве.

Формула изобретения

1 ° Координатно-поворотное устройство для градуировки гидроакустических преобразователей, содержащее двигатели, соединенные посредством двух коаксиальных валов с излучателем, градуируемым и обратимым преобразователями, соединенными через коммутатор ,иэмерительнйх цепей с трактом питания излучателя и измерительным каналом с самописцем, коммутатор цепей питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения функциональных воэможностей, в него введены генератор импульсов, три формирователя тактовых импульсов, три цифровых блока управления, каждый иэ которых содержит последовательно соедйненные ключ и счетчик импульсов, и распределитель цепей питания, прйчем входы формирователей тактовых импульсов через цифровые блоки управления подключены к генератору импульсов и распределителю цепей питания, соединенному с приводом самописца, а их выходы через двигателй, выполненные шаговыми, соединены с излучателем и градуируемым и обратимым преобразователями.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е "е с я тем, что центральйые валы выполнены полыми с отверс-! тием в нижней частй, Источники ийформации,-принятые

Во внимание при экспертизе

1.Боббер P. Гидроакустические измерения. -Мир . N.. 1974, с.134139.

2, Комплекс образцовых градуиро вочных средств КОГС-1. Техническое ,описание, ВНИИФтри, М,, 197 3, с,4-60. бб3130

Фиг.1

Щг.2

Составитель A. Салосин

Редактор Л.Бибер Техред И. Асталош Корректор М. Пожо

Заказ 2729/61 Тираж 774 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæroðîä, ул.Проектная,4