Эхолот

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ТЕЛЬСТВУ

Сеюз Севфтскмк

Социалмстнческмк

Ресеублвщ

<1855576 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2810679 (21) 2787992/18-09 (51)М. Кл.з

G 01 S 9/66 с присоединением заявки N9

Гоеударетвеиимй комитет

СССР ио амам изобретеиий и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 396. .96 (088.8) Опубликовано 15088) Бюллетень l49 30

Дата опубликования описания 1%0881 (72) Автор мзобретеммя с

О. К. Кочергин

Новосибирский электротехнический институт (73) Заявитель (54) ЭХОЛОТ

Изобретение относится к технике гидролокацин н может использоваться в ультразвуковых одновибраторных эхо лотах.

Известен эхолот, содержащий измерительный блок, последовательно сое-. диненные синхронизатор, генератор и пьезовибратор, выход которого соединен с входом приемника, первый блок выделения временного интервала,включающий RS-триггер, первый выход которого соединен через управляемый переключатель с входом фильтра нижних частот, между инверсным выходом RSтриггера и управляющим входом управ- l$ ляемого переключателя включен блок регистрации пропущенных импульсов, первый вход RS-триггера соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, выход синхро- 20 ниэатора соединен с первым входом преобразователя напряжения во временной интервал (1) .

Однако известный эхолот имеет низкую точность измерения на малых глубинах.

Цель изобретения — повыаенне точности измерения на.малых глубинах.

Для этого в эхолот, содержащий из- мерительный блок, последовательно Ю

2 соединенные синхронизатор, генератор н пьезовибратор, выход которого соединен с входом приемника, первый блок выделения временного интервала, включающий RS-триггер, первый выход которого соединен через управляемый переключатель с входом фильтра нижних частот, между инверсным выходом

RS-триггера и управлякщим входом управляемого переключателя включен блок регистрации пропущенных импульсов, первый вход .RS-триггера соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, выход синхронизатора соединен с первым входом преобразователя напряжения во временной интервал, введены элемент

ИЛИ компаратор малых глубин, четыре элемента запрета, второй и третий блоки выделения временного интервала, аналогичные первому блоку выделения временного интервала, два генератора коротких стробирукщих импульсов, два делителя напряжения, при этом выход элемента ИЛИ соединен с входом измерительного блока, входом компаратора малых глубин, первыми входами второго и третьего и вторым входом первого преобразователя напряжения во временной интервал, выход компа855576 ратора малых глубин через первый эле мент запрета соединен с вторыми вхо1 дами второго и третьего преобразователей напряжения so .временной интервал, выходы второго, третьего и четвертого элементов запрета соединены с вторыми входами соответствующих

RS-триггеров, а первые входы второго, третьего и четвертого элементов запрета соединены с выходом приемника, вторые входы третьего и четвертого элементов запрета соедкнены с выходоМ компаратора малыМ глубин, а второй и третий входы второго элемента запрета соединены соответственно с третьими входами третьего и четвертоfo элементов запрета и через генератор коротких стробирукщих импульсов с выходами второго и третьего преоб.разователей напряжения во временной интервал, выход первого фильтра нижних частот непосредственно, а выходы остальных фильтров нижних частот через делители напряжений соединены с соответствующими входами элемента

ИЛИ, выход синхронизатора соединен с вторым входом первого элемЕнта запрета.

На чертеже представлена структур ная электрическая схема предложенного эхолота.

Эхолот содержит первый, второй и третий блоки 1 — 3 выделения временного интервала, каждый иэ которых состоит из RS-триггера 4, управляемого переключателя 5, фильтра 6 нижних частот, блока 7 регистрации пропущенных импульсов и преобразователя

8 напряжения во временной интервал, приемник 9, синхронизатор 10, генератор 11,пьезовибратор 12,элемент IUIH 13, измерительный блок 14, компаратор 15 малых глубин, четыре элемента 16

19 запрета, два генератора 20 и 21 коротких стробирукв(их импульсов, два делителя напряжения 22 и 23.

Эхолот работает следукицим образом.

Импульсами синхронизации, поступающими от синхронизатора 10, одновременно периодически запускается генератор 11 и преобразователь 8 блока

1. На преобразователи 8 блоков 2 н

3 синхронизирующие импульсы запуска поступают с выхода элемента 16 запрета в случае, когда на запрещакщем входе этого элемента есть сигнал

"Разрешение" (логическая единица) по.ступакщий от компаратора 15 малых глубин. Генератор 11 возбуждает пьезовибратор 12, который излучает ультразвуковой (зондирующий) импульс в направлении дна (лоцируемого объекта), Преобразователь 8 блока 1 генерирует прямоугольный импульс (строб) напряжения, по длительности пропорциональный удвоенному времени распространения ультразвукового импульса в направлении дна. Этим импульсом осуществляется стробирование блока 1:

1О

RS-триггер 4 опрокидывается в одно, из устойчивых состояний равновесия и поддерживается в этом состоянии до поступления 1-го отраженного импульса.

Преобразователи 8 блоков 2 и 3 осуществляют те же функции, что и преобразователь 8 блока 1: генерируют прямоугольные импульсы, по длительности пропорциональные удвоенной и утроенной глубине под вибратором. Задним фронтом этого импульса запускаются генераторы 20 и 21 коротких стробирукщих импульсов. Этими импульсами осуществляется стробирование блоков 2 и

3 и осуществляется операция Запрет на прохождение в блок 1 вторичных отражений ультразвукового импульса.При промерах малых глубин на выходе приемного тракта наблюдаются вследствие реверборации несколько отраженных импульсов, которые следуют с интервалом во времени через время — p

22 (1) где 6 — расстояйие от вибратора до еР а ю

V - скорость распространения ультразвука в жидкости (в воде) ..

В результате действия стробирую3п щих импульсов основной отраженный импульс проходит в блок 1, а вторичные отражения - в блоки 2 и 3..Этими импульсами последовательно возвращаются в исходное нулевое состояние RSтриггеры-4 всех трех блоков 1 — 3.

Поскольку эти процессы повторяются периодически, то на выходе каждого

ВЯ-триггера существует периодическая последовательность прямоугольных импульсов с длительностями t, 2t и 3t соответственно, где t определяется по формуле (1). Из этой периодической последовательности в каждом блоке

1 — 3 при помощи фильтров 6 нижних частот выделяется постоянная составляющая напряжения, величина которой в первом блоке 1 прямо пропорциональна глубине под вибратором, а во втором и третьем блоках 2 и 3 прямо пропорциональна удвоенной и утроенной щ глубине. Во втором блоке 2 напряжение постоянной составляющей (IIC) уменьшается в 2 раза при помощи делителя 22 напряжения, а в третьем блоке 3 в 3 раза при помощи делителя 23 напряжения. Нормированные постоянные составляющие поступают на вход элемента

ИЛИ, на входе которого напряжение равно одному из максимальных входных.

Это напряжение измеряется измерительным блоком 1.4, вкала которого програе0 дуирована в единицах измеряемого расстояния, и сравнивается с опорным напряжением U в компараторе 15 малых глубин. Блоки 2 и 3 включаются в ра-, боту тогда, когда с компаратора 15 малых глубин на элемент 16 запрета с

855576

20 интервал, выходы второго, третьего

45 начинает поступать логическая едини ца, разрешающая прохождение импульсов синхронизации в блоки 2 и З.Если глубина ь становится меньше минимальной глубины 0,„, то в первом блоке наблюдается исчезновение основного .отраженного .импульса, при этом нарушается периодичнЬсть выходных импульсов RS-триггера 4 в первом блоке 1 и срабатывает блок 7 регистрации про;пущенных импульсов (КРПИ). Сигнал с выхода блока 7 размыкает управляемый переключатель 5, соединяющий выход.RS-триггера 4 с фильтром 6 нижних частот. Напряжение на выходе фильтра 6 нижних частрт уменьшается и блок 1 отключается от элемента ИЛИ

13. В этой ситуации напряжение на вь1ходе элемента ИЛИ 13 является результатом работы двух других блоков 2 н

3, которые работают по второму и третьему отражениям.

Таким образом, предложенный эхолот позволяет значительно, в 2 - 3 раза (в зависимости от числа каналов), уменьшить протяженность мертвой зоны под вибратором, т.е., уменьшить минимальное расстояние до отражающего объекта, которое может быть измерено.

Формула изобретения

Эхолот, содержащий измерительный блок, последовательно соединенные синхронизатор, генератор и пьезовибратор, выход которого соединен с входом приемника, первый блок выделения временного интервала, включающий

RS-триггер, первый выход которого соединен через управляемый переключатель с входом фильтра нижних частот, между инверсным выходом RS-триггера и управляющим входом управляемого переключателя включен блок регистрации пропущенных импульсов, первый вход RS-триггера соединен с выходом преобразователя напряжения во временной интервал, выход синхронизатора соединен с первым входом преобразователи напряжения во временной интервал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения на малых глубинах, введены элемент ИЛИ, компаратор малых глубин,четыре элемента запрета, второй и тре тий блоки выделения временного интервала, аналогичные .первому блоку выделения временного интервала, два генератора коротких стробирующих импульсов, два делителя напряжения, при этом выход элемента ИЛИ соединен с . входом измерительного блока, входом компаратора малых глубин, первыми входами второго и третьего и вторым входом первого преобразователя напряжения во временной. интервал, выход компаратора малых глубин через первый элемент запрета соединен с вторыми входами второго и третьего преобразователей напряжения во временной и четвертого элементов запрета соединены с вторыми входами соответствующих RS-триггеров, а первые входы второго, третьего и четвертого элементов запрета соединены с выходом приемника, вторые входы третьего и четвертого элементов запрета соединены с выходом компаратора малых глубин, а второй и третий входы второго элемен- . та запрета соединены соответственно с третьими входами третьего и четвертого элементов запрета и через генератор коротких стробирующих импульсов с выходамн второго и третьего преобразователей напряжения во временной интервал, выход первого фильтра нижних частот непосредственно, а выходы остальных фильтров нижних частот через делители напряжений соединены с соответствующими входами элемента

ИЛИ, выход синкронизатора соединен с вторым входом первого элемента запрета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 441537, кл. Q 01 $9/66, 1975 (прототип) .

855576

Составитель Е. Ролуб

Редактор Л. Повхан Техред Ж. Кастелевич Корректор В. Синицкая

Заказ 6901/65 Тираа 732 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",г. Уигород, ул. Проектная, 4