NO872526L - DEVICE FOR CONTROL OF A MAGNETIC PROPERTY PROTECTION (MEB -) PLANT. - Google Patents
DEVICE FOR CONTROL OF A MAGNETIC PROPERTY PROTECTION (MEB -) PLANT.Info
- Publication number
- NO872526L NO872526L NO872526A NO872526A NO872526L NO 872526 L NO872526 L NO 872526L NO 872526 A NO872526 A NO 872526A NO 872526 A NO872526 A NO 872526A NO 872526 L NO872526 L NO 872526L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- data
- vessel
- field
- compensation
- magnetic
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims description 68
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 45
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 37
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 36
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 26
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 10
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 241000251729 Elasmobranchii Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 235000021184 main course Nutrition 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G9/00—Other offensive or defensive arrangements on vessels against submarines, torpedoes, or mines
- B63G9/06—Other offensive or defensive arrangements on vessels against submarines, torpedoes, or mines for degaussing vessels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Navigation (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en innretning til styring av et fartøys magnetiske egenbeskyttelses(MEB)-anlegg, som omfatter et voluminøst treaksig spolesystem bestående av strømførende spoler i tre ortogonale fartøysakser til kompensasjon av far-tøyets magnetiske egenfelt som avhenger av jordmagnetfeltet ved fartøyets posisjon og fartøybevegelsen i jordmagnetfeltet (kurs, slingring etc.). The invention relates to a device for controlling a vessel's magnetic self-protection (MEB) system, which comprises a voluminous three-axis coil system consisting of current-carrying coils in three orthogonal vessel axes to compensate for the vessel's own magnetic field which depends on the earth's magnetic field at the vessel's position and the vessel's movement in the earth's magnetic field (course, meandering etc.).
Skip, båter og andre fartøyer i Bundeswehr, men også handels-skip, blir på grunn av sine magnetiske egenfelt (støyfelt) Ships, boats and other vessels in the Bundeswehr, but also merchant ships, are due to their own magnetic fields (noise fields)
som overlagrer jordfeltet og forstyrrer dette, direkte truet av miner og torpedoer med magnetiske sensorer, og kan lokali-seres av peilesystemer med magnetiske sensorer. Av denne årsak blir de fartøyer som skal beskyttes utrustet med et MEB-anlegg, som har til oppgave å eliminere det magnetiske egenfelt og dermed faren. which superimposes the earth field and disturbs it, directly threatened by mines and torpedoes with magnetic sensors, and can be located by bearing systems with magnetic sensors. For this reason, the vessels to be protected are equipped with an MEB system, which has the task of eliminating the inherent magnetic field and thus the danger.
Det magnetiske egenfelt omfatter derved en såkalt permanent-del og en induksjonsdel, som kan føres tilbake til den ved-varende oppmagnetisering av fartøyet ved fart i jordfeltet, idet dets størrelse alt etter kursen og fartøyaksenes stilling til horisonten er foranderlig. The self-magnetic field thereby comprises a so-called permanent part and an induction part, which can be fed back to the ongoing up-magnetization of the vessel during speed in the earth's field, as its size is variable depending on the course and the position of the vessel's axes relative to the horizon.
Slike MEB-anlegg er forlengst beskrevet i litteraturen (f.eks. Kosack og Wangerin, "Elektrotechnik auf Handelsschiffen", Springer Verlag 1956, sidene 255-257, ill. 234). De omfatter Such MEB plants are described at length in the literature (eg Kosack and Wangerin, "Elektrotechnik auf Handelsschiffen", Springer Verlag 1956, pages 255-257, ill. 234). They include
et voluminøst, treaksig spolesystem bestående av strømførende spoler i tre ortogonale akser til kompensasjon av fartøyets magnetiske egenfelt. a voluminous, three-axis coil system consisting of current-carrying coils in three orthogonal axes to compensate for the vessel's own magnetic field.
Hvert fartøy utrustet med et MEB-anlegg foretar først på basis av en såkalt magnetisk måling en grunninnstilling av MEB-anlegget (førstemåling), hvorved det ved innstilling av passende viklings strømmer og passende spolekoblingstilstander (ampere-viklingstall) fås en optimal kompensasjonsverdi. Each vessel equipped with a MEB system first performs a basic setting of the MEB system (initial measurement) on the basis of a so-called magnetic measurement, whereby an optimal compensation value is obtained by setting suitable winding currents and suitable coil connection states (ampere-winding number).
Innstillingen endrer seg dog - bortsett fra langtidsforandring-er som med gitte mellomrom krever en innstillingskontroll - under farten. På grunn av jordmagnetfeltets breddeavhengig-het, kursavhengigheten av induksjonsdelen generert av jordmagnetfeltets horisontalkomponent og induksjonsfeltets av-hengighet av stillingen av fartøysaksene til horisonten, har MEB-anlegget en kontrollinnretning resp. en styring som etter-stiller henholdsvis strømmene og ved kobling av viklingene ampereviklingstallene for de enkelte spoler under fart, slik at den innstilte kompensasjon for støyfeltet opprettholdes. However, the setting changes - except for long-term changes which require a setting check at given intervals - while on the move. Due to the width dependence of the earth's magnetic field, the course dependence of the induction part generated by the horizontal component of the earth's magnetic field and the dependence of the induction field on the position of the vessel axes to the horizon, the MEB facility has a control device resp. a control which adjusts the currents respectively and, when connecting the windings, the ampere winding figures for the individual coils during speed, so that the set compensation for the noise field is maintained.
Det er kjent å benytte en manuell breddegradregulator og en såvel som manuelt som ved gyrokompasset også automatisk manøv-rerbar kursutjevningsregulator (Deutsche Minenraumdienstvor-schrift Nr. 16 "Magnetischer Schutz der Minenraumfahrzeuge", 1946, spesielt sidene 14 og 15). It is known to use a manual latitude regulator and a course leveling regulator that can be maneuvered manually as well as automatically by the gyrocompass (Deutsche Minenraumdienstvor-schrift Nr. 16 "Magnetischer Schutz der Minenraumfahrzeuge", 1946, especially pages 14 and 15).
Gyro-MEB-anlegget er dog i praksis manuelt styrt. Feil ved manøvreringen av regulatorene blir følgelig registrert bare ved manuell kontroll. I tillegg registreres ikke ved de kjente anlegg egenfeltforandringene. De kjente MEB-anlegg kan derfor med hensyn på den økede følsomhet av tennmekanismene ikke lenger tilfredsstille dagens krav. However, the Gyro-MEB system is in practice manually controlled. Errors in the maneuvering of the regulators are therefore only recorded by manual control. In addition, in the case of the known installations, the self-field changes are not recorded. With regard to the increased sensitivity of the ignition mechanisms, the known MEB systems can therefore no longer satisfy today's requirements.
Det er også kjent å registrere endringene av skips- og jordfeltet ved magnetiske følere (sensorer) (Kosach og Wangerin l.c. s.257). Disse helautomatiske, spesialstyrte, strømregu-lerte MEB-anlegg har idag vanligvis en skipsfast montert mag-netfeltsondetrippel for å registrere jordfeltet ved skips-posisjon og skipsbevegelsen i jordfeltet (kurs, slingring, stamping, giring) (DE-PS 977 846). Det skjer derved en separat kompensasjon av permanent-, induksjons- og virvelstrømkom-ponentene av skipsstøyfeltet i alle tre skipsakser (vertikal-, horisontal- og tverrskipsaksen). It is also known to record the changes of the ship's and earth's field by magnetic sensors (sensors) (Kosach and Wangerin l.c. p.257). Today, these fully automatic, specially controlled, current-regulated MEB systems usually have a ship-mounted magnetic field probe triple to record the earth field at the ship's position and the ship's movement in the earth field (course, yawing, pitching, yawing) (DE-PS 977 846). There is a separate compensation of the permanent, induction and eddy current components of the ship noise field in all three ship axes (vertical, horizontal and transverse ship axis).
Dette kjente MEB-anlegg har følgende ulemper: sondeanlegget, sondetrippelen, kan av tekniske grunner ikke anbringes på fartøyet ved stedet for den gunstigste måling med optimale målebetingelser, men derimot bare hvor det konstruksjonsmessig er mulig. This known MEB system has the following disadvantages: the probe system, the probe triple, cannot for technical reasons be placed on the vessel at the location for the most favorable measurement with optimal measurement conditions, but only where it is structurally possible.
Målesignalet fra sondene i jordfeltet er det eneste kontrollsignal for MEB-anlegget. Ved fullstendig utfall av sondene kan anlegget derfor ikke styres manuelt, idet de såkalte MEB-kanalene styres kursavhengig. Sondefeil merkes derfor ikke lett. The measurement signal from the probes in the ground field is the only control signal for the MEB plant. In the event of a complete failure of the probes, the system cannot therefore be controlled manually, as the so-called MEB channels are controlled course-dependently. Probe errors are therefore not easily noticed.
Blir målesignalet ikke frembragt av jordfeltet, men av skips-feltet, blir feilregistreringen enda vesentlig vanskeligere og fører ennå tidligere til en feiltolkning og dermed til en feilbeheftet MEB-innstilling. If the measurement signal is not produced by the ground field, but by the ship's field, error registration becomes even more difficult and leads even earlier to a misinterpretation and thus to an erroneous MEB setting.
Ved videreutvikling av sensorteknikken er det derved oppstått en situasjon hvor de ikke tilstrekkelige magnetiske beskyt-telsestiltak på én side forespeiler en bedragersk sikkerhet, mens den intelligente sensor på den annen side gir muligheter for nøyaktigere "treff". In the further development of sensor technology, a situation has arisen where the insufficient magnetic protection measures on the one hand foreshadow a fraudulent security, while on the other hand the intelligent sensor provides opportunities for more accurate "hits".
Det er altså nødvendig å tilpasse virkningen av MEB-anlegget til sensorutviklingen. Dette krav gjelder både for fartøyer i ferromagnetisk konstruksjon såvel som for fartøyer med umagnetisk konstruksjon med delvis ferromagnetiske installasjoner. It is therefore necessary to adapt the effect of the MEB facility to sensor development. This requirement applies both to vessels with ferromagnetic construction as well as to vessels with non-magnetic construction with partially ferromagnetic installations.
Hensikten med oppfinnelsen er derfor å utvikle den i innled-ningen angitte innretning slik at den gir en vesentlig bedre og påliteligere magnetisk kompensasjon av fartøyer enn kompensasjonen med tradisjonelle MEB-styringer. Det er om å gjøre å oppnå en optimal magnetisk beskyttelsestilstand og inn-skrenke målingen og kontrollen av den magnetiske beskyttelsestilstand utenfra til et minimum, for dermed samtidig å øke anleggets driftssikkerhet vesentlig. The purpose of the invention is therefore to develop the device stated in the introduction so that it provides a significantly better and more reliable magnetic compensation of vessels than the compensation with traditional MEB controls. It is a matter of achieving an optimal magnetic protection state and limiting the measurement and control of the magnetic protection state from the outside to a minimum, in order at the same time to significantly increase the plant's operational reliability.
Oppfinnelsen skal derved kunne benyttes på sterkt beskyttede fartøyer med umagnetisk og elektrisk ikke-ledende utvendig hud, på sterkt beskyttede fartøyer med umagnetisk, men elek trisk ledende utvendig hud og på fartøyer med ferromagnetisk utvendig hud. The invention shall thereby be able to be used on heavily protected vessels with a non-magnetic and electrically non-conductive outer skin, on strongly protected vessels with a non-magnetic but electrically conductive outer skin and on vessels with a ferromagnetic outer skin.
Denne hensikt oppnås i henhold til oppfinnelsen ved å benytte en prosesstyring med en digital dataprosessor som er tilordnet en databank hvor de fartøyspesifikke data for førstemålingen på målestedet, posisjonavhengige data over det jordmagnetiske forhold i fartøyets operasjonsområde (geomagnetiske data) This purpose is achieved according to the invention by using process management with a digital data processor which is assigned to a data bank where the vessel-specific data for the first measurement at the measurement site, position-dependent data on the earth's magnetic conditions in the vessel's operating area (geomagnetic data)
er lagret, og som er tilordnet de om bord på fartøyet forekommende målegivere for spoledata, geomagnetiske posisjons-, kurs- og fartøysegenbevegelser og som på grunn av en gitt forløpsstyring (algoritmer) styrer ampereviklingstallene til kompensasjonsspolene slik at det sikres en optimal kompensasjon. is stored, and which is assigned to the measuring sensors on board the vessel for coil data, geomagnetic position, course and vessel motions and which, due to a given process control (algorithms), controls the ampere winding numbers of the compensation coils so that optimal compensation is ensured.
Ved innretningen i form av et prosesstyrt MEB-anlegg i henhold til oppfinnelsen, styres de magnetiske motfelt for kompensasjon av de på eller i fartøyet opptredende magnetiske effekter avhengig av geografisk posisjon, kurs og av fartøyegenbeveg-elsen. Kjernen i det prosesstyrte MEB-anlegg er et intelligent kontrollanlegg med en dataprosessor som er forbundet med et datalager (databank). With the device in the form of a process-controlled MEB system according to the invention, the magnetic counterfields are controlled to compensate for the magnetic effects occurring on or in the vessel depending on geographical position, course and the vessel's own motion. The core of the process-controlled MEB system is an intelligent control system with a data processor that is connected to a data warehouse (data bank).
I datalageret finnes de parametre som er nødvendige for å skaffe en optimal styring av MEB-anlegget. Det er data for kompensasjon av de posisjonsavhengige, magnetiske virkninger, de posisjons- og kursavhengige virkninger, av de av fartøyets egenbevelse i jordfeltet avhengige magnetiske effekter og av de av driftstilstanden avhengige magnetiske effekter. The data warehouse contains the parameters that are necessary to obtain optimal control of the MEB plant. There is data for compensation of the position-dependent magnetic effects, the position- and heading-dependent effects, of the magnetic effects dependent on the vessel's self-movement in the earth's field and of the magnetic effects dependent on the operating condition.
De magnetiske felt til ferromagnetiske objekter som installasjoner og utrustningsgjenstander i fartøyet samt deres magnetiske reaksjon ved forskjellige driftstUstander og ved bevegelse i jordfeltet, lar seg derved måleteknisk bestemme nøy-aktig. Dette gjelder også for den ferromagnetiske eller umag-netiske utvendige hud av fartøyet. Likeså enkelt er det med kjente, i det indre av fartøyet anordnede datagivere - uten bruk av magnetfeltsonder - å finne dataene for kurs, posisjon The magnetic fields of ferromagnetic objects such as installations and items of equipment in the vessel, as well as their magnetic reaction at different operating conditions and when moving in the earth's field, can thereby be accurately determined from a measurement technique. This also applies to the ferromagnetic or non-magnetic outer skin of the vessel. It is just as easy with known data transmitters arranged inside the vessel - without the use of magnetic field probes - to find the data for course, position
og egenbevegelse av fartøyet.and self-motion of the vessel.
Videre data for styring av MEB-anlegget i unntakssituasjoner gis, slik at det også for et forstyrret anlegg kan sikres en mest mulig optimal innstilling. Further data for managing the MEB plant in exceptional situations is provided, so that even for a disturbed plant, the most optimal setting can be ensured.
Ved den i henhold til oppfinnelsen utførte innretning, blirWith the device made in accordance with the invention,
de hittil ved magnetsondene fundne data til regulering resp. styring av ampereviklingstallene for kompensasjonsspolene over de lagrede geometriske data i forbindelse med måleverdier for den geografiske posisjon og den direkte måling av fartøy-egenbevegeIsen samt driftstilstandene målt med tilsvarende givere i fartøyets indre. the data found so far at the magnetic probes for regulation or control of the ampere winding numbers for the compensation coils over the stored geometric data in connection with measurement values for the geographical position and the direct measurement of the vessel's own motion as well as the operating conditions measured with corresponding sensors in the vessel's interior.
Den store fordel ved innretningen i henhold til oppfinnelsen består i at man gir avkall på et magnetfeltsondeanlegg som lett kan skades mekanisk, hvorved driftssikkerheten kan økes betraktelig. Tyngdepunktet ligger ikke lenger på målingen og den kompliserte kompensasjon av sondesignalene, men i den egentlige regulering/styring som skjer med en kontinuerlig digital kontroll. Den fås ved betraktning av driftstilstandene uten omveien om sonderesponsene. Kompensasjonen kan derfor gjennomføres optimalt. Det prosesstyrte MEB-anlegg har følge-lig spesielt gode anvendelsesmuligheter resp. fordeler i under-vannsfartøy, da det alltid er problematisk å anbringe magnetfeltsonder på og utenbords på ubåtene på utsatte steder. The major advantage of the device according to the invention is that a magnetic field probe system which can easily be mechanically damaged is dispensed with, whereby operational reliability can be increased considerably. The focus is no longer on the measurement and the complicated compensation of the probe signals, but on the actual regulation/control which takes place with continuous digital control. It is obtained by considering the operating conditions without the detour of the probe responses. The compensation can therefore be carried out optimally. The process-controlled MEB plant therefore has particularly good application possibilities resp. advantages in underwater vessels, as it is always problematic to place magnetic field probes on and outboard of submarines in exposed locations.
Fartøyer som er utstyrt med innretningen i henhold til oppfinnelsen, kjennetegnes av verdensomspennende anvendbarhet, lav hyppighet av forstyrrelser og bedre vern mot magnetsen-sorer. Vessels equipped with the device according to the invention are characterized by worldwide applicability, low frequency of disturbances and better protection against magnetic sensors.
Oppfinnelsen skal forklares nærmere i tilknytning til et på tegningen vist utførelseseksempel. Fig. 1-3 viser spolesystemet for et MEB-anlegg i et skips-skrog . The invention shall be explained in more detail in connection with an exemplary embodiment shown in the drawing. Fig. 1-3 shows the coil system for an MEB system in a ship's hull.
Fig. 4-6 viser de magnetiske skipsegenfeltene (støyfeltene)Fig. 4-6 shows the ship's own magnetic fields (noise fields)
i de tre skipskoordinater.in the three ship coordinates.
Fig. 7-9 viser størrelsen av den induserte andel ved skipets slingring. Fig. 10 viser et blokkdiagram for det prosesstyrte MEB-anlegg i henhold til oppfinnelsen. Fig. 11-14 viser skjematisk informasjonsflyten ved kompensasjon med fire forskjellige kompensasjonsalgoritmer. Fig. 7-9 shows the size of the induced part due to the ship's swaying. Fig. 10 shows a block diagram for the process-controlled MEB plant according to the invention. Fig. 11-14 schematically shows the information flow during compensation with four different compensation algorithms.
På fig. 1-3 er vist det voluminøse, treaksige spolesystemIn fig. 1-3 shows the voluminous, three-axis coil system
for et MEB-anlegg i et skip 1 (som eksempel et på fartøy som ferromagnetisk støylegeme). Dette spolesystem består av spoler 2, 3, 4 i tre ortogonale akser X-Y-Z. Hver spole henholdsvis 2, 3 og 4 er vanligvis delt i tre (ikke nærmere viste) delspoler. Den ene delspole (tilleggsbetegnelse P) tjener til kompensasjon av en permanent fartøyavhengig støyfeltandel. for an MEB system in a ship 1 (such as one on a vessel as a ferromagnetic noise body). This coil system consists of coils 2, 3, 4 in three orthogonal axes X-Y-Z. Each coil respectively 2, 3 and 4 is usually divided into three (not shown in detail) sub-coils. The one partial coil (additional designation P) serves to compensate for a permanent vessel-dependent noise field share.
En annen delspole (tilleggsbetegnelse I) tjener til kompensasjon av en av jordfeltet indusert støyfeltandel. Da det på grunn av skipets 1 egenbevegelse i jordfeltet induseres virvelfelter i systemets metalliske deler, skjer kompensasjonen av dem med en tredje delspole (tilleggsbetegnelse E). Another sub-coil (additional designation I) serves to compensate a part of the noise field induced by the earth field. As eddy fields are induced in the system's metallic parts due to the ship's 1 natural motion in the earth's field, their compensation takes place with a third partial coil (additional designation E).
De magnetiske skipsfelt - som er"vist på fig. 4-6 - blir vanligvis betegnet som følger etter skipskoordinatene: Langskipskomponentene = X-komponentene (fig. 5) Tverrskipskompontene = Y-komponentene (fig. 6) Vertikalkomponentene = Z-komponentene (fig. 4). X-Y-Z-koordinatsystemet antas å være fast, dvs. innrettet på frembringeren av det magnetiske støyfelt - i utførelses-eksempelet skipet 1. The ship's magnetic fields - which are shown in fig. 4-6 - are usually designated as follows according to the ship's coordinates: Longboard components = X-components (fig. 5) Transverse components = Y-components (fig. 6) Vertical components = Z-components (fig. . 4).The X-Y-Z coordinate system is assumed to be fixed, i.e. aligned to the generator of the magnetic noise field - in the design example the ship 1.
Fig. 4 viser skipet 1 med det faste koordinatsystem. Dessuten er isolinjene 10 for magnetfeltet ved ren vertikalmagnetiser-ing av skipet 1 tilføyd på skjematisk form. En måling av den vertikale feltandel i vanndybden MT ville gi det med 11 betegnet prinsipielle forløp under skipet. Fig. 4 shows the ship 1 with the fixed coordinate system. In addition, the isolines 10 for the magnetic field for pure vertical magnetization of the ship 1 have been added in schematic form. A measurement of the vertical field portion in the water depth MT would give it with 11 designated principal courses under the ship.
Fig. 5 viser skipet 1 og koordinatsystemets akser i samme stilling som på fig. 4, dog er nå isolinjene 12 for magnetfeltet vist ved ren langsmagnetisering av skipet 1. En måling av den vertikale feltandel ville vise det med 13 betegnede prinsippielle forløp under skipet 1. Fig. 5 shows the ship 1 and the axes of the coordinate system in the same position as in fig. 4, however, the isolines 12 for the magnetic field are now shown by pure longitudinal magnetization of the ship 1. A measurement of the vertical field component would show it with 13 designated principle courses under the ship 1.
På fig. 6 er skipet 1 vist forfra og svarende til y- og z-aksen av koordinatsystemet. I den forbindelse er linjene 14 for samme feltstyrke ved ren tverrmagnetisering av skipet 1 tilføyd. Måler man en slik magnetisering i dybden MT de vertikale komponentene av magnetfeltet, så ville det feltfor-løp som erkarakterisertmed 15 fås. In fig. 6, the ship 1 is shown from the front and corresponds to the y and z axis of the coordinate system. In this connection, the lines 14 for the same field strength for pure transverse magnetization of the ship 1 have been added. If one measures such a magnetization at depth MT the vertical components of the magnetic field, then the field course characterized by 15 would be obtained.
Under normale omstendigheter har et skip 1 både vertikale såvel som langs- og tverrmagnetiseringer, dvs. i alle tre koordinatretninger. Under normal circumstances, a ship 1 has both vertical as well as longitudinal and transverse magnetizations, i.e. in all three coordinate directions.
Z-komponenten av det derved genererte skipsfelt er uavhengig av kursvinkelen. X-komponenten endrer seg kursavhengig som en cosinus-funksjon, som har sin maksimalverdi ved kurs mot nord og syd og er null ved kurs mot øst og vest. Y-komponenten endrer seg likeledes kursavhengig, dog som en sinus-funksjon som har sin maksimalverdi ved kurs mot øst og vest og er null ved kurs mot nord og syd. Alle tre komponenter forandrer sin verdi ytterligere ved slingre- og stampebevegelser av skipet. Den induserte støyfeltandel ved slingring er dessuten nærmere vist på fig. 7-9. Jordmagnetfeltet genererer i retningen av sitt totale induksjonsfeltvektoren S, som svarende til skjær-ingsvinkelen for skipet 1 deler seg i komponentene SZI og The Z component of the thus generated ship field is independent of the heading angle. The X component changes course-dependently as a cosine function, which has its maximum value when heading north and south and is zero when heading east and west. The Y component also changes depending on course, although as a sine function which has its maximum value when heading east and west and is zero when heading north and south. All three components change their value further with pitching and pitching movements of the ship. The induced noise field share during swaying is also shown in more detail in fig. 7-9. The earth's magnetic field generates in the direction of its total induction field vector S, which corresponding to the shear angle for the ship 1 is divided into the components SZI and
SYI .SEW.
Spolene blir derimot betegnet tilsvarende sine magnetiske hovedviklingsretninger. Spolene 2 på fig. 1 som ligger parallelt med Y-Z-planet, er L-spolene (L-MEB-vikling), hvis magnetiske viklingsakser ligger i skipslangsretningen (L til- svarer lengderetningen). Spolene 3 på fig. 2 (bare én er vist), som ligger parallelt til X-Y-planet, er V-spolene (V-MEB-viklingen) med vertikale magnetiske viklingsakser (V motsvarer vertikalen). Spolene 4 på fig. 3, som ligger parallelt til eller i X-Z-planet, er A-spolene (A-MEB-viklingen), hvis magnetiske virkningsretning ligger i Y-retningen (A til-svarer tverrskipsretningen). The coils, on the other hand, are named according to their main magnetic winding directions. The coils 2 in fig. 1 which lie parallel to the Y-Z plane, are the L coils (L-MEB winding), whose magnetic winding axes lie in the longitudinal direction (L corresponds to the longitudinal direction). The coils 3 in fig. 2 (only one is shown), lying parallel to the X-Y plane, are the V-coils (the V-MEB winding) with vertical magnetic winding axes (V corresponds to the vertical). The coils 4 in fig. 3, lying parallel to or in the X-Z plane, are the A coils (the A-MEB winding), whose magnetic action direction lies in the Y direction (A to-corresponds to the transom direction).
Da hver spole 2 resp. 3 resp. 4 som anført består av tre delspoler med tilleggsbetegnelsene P, I, E, har et MEB-anlegg etterfølgende betegnede viklinger (delspoler): Then each coil 2 resp. 3 or 4 as listed consists of three sub-coils with the additional designations P, I, E, an MEB system has windings (sub-coils) designated as follows:
VI vertikalvirkende induksjonsfeltvirkningVI vertical induction field effect
VP vertikalvirkende permanentfeltvirkningVP vertical permanent field effect
VE vertikalvirkende virvelstrømfeltviklingVE vertical-acting eddy current field winding
LI langsskipsvirkende induksjonsfeltviklingLI long-ship-acting induction field winding
LP langsskipsvirkende permanentfeltviklingLP longitudinal permanent field winding
LE langsskipsvirkende virvelstrømfeltviklingLE longitudinally acting eddy current field winding
AI tverrskipsvirkende induksjonsfeltviklingAI transship-acting induction field winding
AP tverrskipsvirkende permanentfeltviklingAP cross-ship permanent field winding
AE tverrskipsvirkende virvelstrømfeltvikling. AE transversely acting eddy current field winding.
Spoleviklingene mates med likestrømmer i forskjellige retninger. De positive strømretningene resulterer derved i de positive retninger for det på fig. 1 viste koordinatsystem The coil windings are fed with direct currents in different directions. The positive current directions thereby result in the positive directions for that in fig. 1 shown coordinate system
X-Y-Z.X-Y-Z.
Ved førsteinnstillingen og ved innstillingskontrollene (magnetisk måling) blir strømmene innstilt og viklingene koblet slik at det magnetiske egenfelt av skipsskroget, det såkalte støyfelt, kompenseres mest mulig optimalt. Ved løpende drift (fart) sørger en regulator resp. en styring for at den innstilte kompensasjon opprettholdes. During the initial setting and during the setting checks (magnetic measurement), the currents are set and the windings are connected so that the self-magnetic field of the ship's hull, the so-called noise field, is compensated as optimally as possible. During continuous operation (speed), a regulator ensures resp. a control to ensure that the set compensation is maintained.
På fig. 10 er grunnprinsippet for innretningen i henhold til oppfinnelsen vist i et blokkskjema. I dette blokkskjema til-svarer 5 det av spolene 2-4 bestående spolesystem og 6 angir det med måleverdigivere utrustede fartøy (skip 1). En måle verdihukommelse som inneholder de aktuelle måleverdier er betegnet med 7 og en databank med 8, hvori de generelle og langtidsgyldige data lagres. I en dataprosessor 9 blir de fra måleverdihukommelsen 7 og databanken 8 leverte data be-arbeidet til kontrollverdier for spolesystemet 5. Måleverdihukommelsen 7 inneholder de aktuelle måleverdier tilført fra måleverdigiverne til fartøyet 6, idet disse måleverdigivere ikke er utvendige magnetfeltsonder, men derimot givere til registrering av fartøyets bevegelser og posisjon. In fig. 10, the basic principle of the device according to the invention is shown in a block diagram. In this block diagram, 5 corresponds to the coil system consisting of coils 2-4 and 6 indicates the vessel equipped with measurement value transmitters (ship 1). A measured value memory containing the relevant measured values is denoted by 7 and a data bank by 8, in which the general and long-term valid data are stored. In a data processor 9, the data supplied from the measured value memory 7 and the data bank 8 are processed into control values for the coil system 5. The measured value memory 7 contains the relevant measured values supplied from the measured value transmitters to the vessel 6, as these measured value transmitters are not external magnetic field probes, but instead transmitters for recording the vessel's movements and position.
Ved det prosesstyrte MEB-anlegg i henhold til oppfinnelsenAt the process-controlled MEB plant according to the invention
er maskinvarekjernen et intelligent kontrollanlegg, hvis dataprosessor 9 med hjelp av en integrert kontroll- og regulerings-metode på en databank 8 av fast gitte parametre og målte viklings størrelser (måleverdihukommelse 7) styrer strømmatingen til spolesystemet 5 i fartøyet 6 på basis av en forhåndsgitt forløpsstyring (kontrollalgoritmer), slik at det sikres en optimal kompensasjon. Kontroll- og reguleringsmetoden skal derved kunne benyttes på fartøyer med umagnetisk utvendig hud, på fartøyer med umagnetisk, men elektrisk ledende utvendig hud og fartøyer med ferromagnetisk utvendig hud. the hardware core is an intelligent control system, whose data processor 9 with the help of an integrated control and regulation method on a data bank 8 of fixed parameters and measured winding sizes (measured value memory 7) controls the power supply to the coil system 5 in the vessel 6 on the basis of a predetermined flow control (control algorithms), so that optimal compensation is ensured. The control and regulation method must therefore be able to be used on vessels with a non-magnetic outer skin, on vessels with a non-magnetic but electrically conductive outer skin and vessels with a ferromagnetic outer skin.
Alle data som det prosesstyrte MEB-anlegg trenger for styringen for å oppnå en optimal kompensasjon, blir lagret i databanken 8 eller registreres av givere, som ikke er magnetfeltsonder, i det indre av fartøyet 6. Dataene i databanken 8 oppdeles i for alle fartøyer gyldige data (generelt gyldige data) og i data som er fartøyspesifikke og langtidsgyldige. All data that the process-controlled MEB system needs for control to achieve optimal compensation is stored in the data bank 8 or recorded by sensors, which are not magnetic field probes, in the interior of the vessel 6. The data in the data bank 8 is divided into valid for all vessels data (generally valid data) and in data that is vessel-specific and long-term valid.
De geografiske data er gyldige for alle fartøyer. De spesi-fikke data for et fartøy blir bestemt ved førstemålingen. The geographical data is valid for all vessels. The specific data for a vessel is determined at the first measurement.
De gjengir avhengigheten mellom spolesystemet 5 på det an-gjeldende fartøy 6 og virkningen av jordfeltkomponentene. They reproduce the dependence between the coil system 5 on the relevant vessel 6 and the effect of the earth field components.
Med et varig løpende måleprogram blir giveren for virknings-størrelsene avspurt av dataprosessoren 9 og kontrollalgoritmene tilført de aktuelle data som er nødvendige for å finne en optimal MEB-innstilling over måleverdihukommelsen 7. With a permanently running measurement program, the encoder for the effect quantities is interrogated by the data processor 9 and the control algorithms supplied with the relevant data necessary to find an optimal MEB setting via the measured value memory 7.
Dataene som er nødvendige for det intelligente kontrollanleggThe data necessary for the intelligent control system
i det prosesstyrte MEB-anlegg er oppdelt i tre grupper. Gruppe 1 og 2 er generelle og langtidsgyldige data og lagres således i databanken 8. Gruppe 3 er aktuelle måledata og blir derfor tilført måleverdihukommelsen 7. in the process-controlled MEB plant is divided into three groups. Groups 1 and 2 are general and long-term valid data and are thus stored in the data bank 8. Group 3 is relevant measurement data and is therefore added to the measurement value memory 7.
Hver gruppe inneholder på den annen side systematisk under-inndelte datadelgrupper. Datagruppene lar seg derfor gjengis som følger: Each group, on the other hand, contains systematically sub-divided data subgroups. The data groups can therefore be reproduced as follows:
1. gruppe: Geomagnetiske data (i databank 8)1st group: Geomagnetic data (in databank 8)
1.1 Posisjonsområde 1 for fartøyet1.1 Position area 1 for the vessel
1.1.1 Horisontalt jordfelt1.1.1 Horizontal soil field
1.1.2 Vertikalt jordfelt1.1.2 Vertical earth field
1.1.3 Inklinasjonsvinkel1.1.3 Angle of inclination
1.2 Posisjonsområde 2 for fartøyet1.2 Position area 2 for the vessel
2. gruppe: Data som er funnet ved førstemålingen (i databank 8) 2nd group: Data found during the first measurement (in databank 8)
2.1 Kompensasjon av permanentfeltet2.1 Compensation of the permanent field
2.1.1 Strøm og kobling for alle LP-spoler2.1.1 Power and connection for all LP coils
2.1.2 Strøm og kobling for alle AP-spoler2.1.2 Current and connection for all AP coils
2.1.3 Strøm og kobling for alle VP-spoler2.1.3 Current and connection for all VP coils
2.2 Kompensasjon av det vertikale induksjonsfelt IV på målestedet 2.2 Compensation of the vertical induction field IV at the measurement location
2.2.1 Strøm og kobling av aller VI-spoler2.2.1 Current and connection of very VI coils
2.3 Kompensasjon av det horisontale induksjonsfelt IH på målestedet ved kurs mot nord (N) 2.3 Compensation of the horizontal induction field IH at the measurement location when heading north (N)
2.3.1 Strøm og kobling av alle LI-spoler2.3.1 Current and connection of all LI coils
2.3.2 Strøm og kobling av alle AI-spoler2.3.2 Power and connection of all AI coils
2.4 Kompensasjon av det horisontale induksjonsfelt IH på målestedet ved kurs mot øst (0) 2.4 Compensation of the horizontal induction field IH at the measurement site when heading east (0)
2.4.1 Strøm og kobling av alle LI-spoler 2.4.2 Strøm og kobling av alle AI-spoler 2.4.1 Power and connection of all LI coils 2.4.2 Power and connection of all AI coils
2.5 Kompensasjon av virvelstrømfeltet ved slingring på målestedet ved kurs mot øst 2.5 Compensation of the eddy current field by swaying at the measurement site when heading east
2.5.1 Strøm og kobling av alle AE-spoler 2.5.2 Strøm og kobling av alle VE-spoler 2.5.1 Power and connection of all AE coils 2.5.2 Power and connection of all VE coils
2.6 Kompensasjon av virvelstrømfeltet ved stamping på målestedet på kurs mot nord 2.6 Compensation of the eddy current field by stamping at the measurement site on a course to the north
2.6.1 Strøm og kobling av alle LE-spoler2.6.1 Power and connection of all LE coils
3. gruppe: Data som -er målt ombord i fartøyet (i måleverdihukommelse 7) 3rd group: Data which - has been measured on board the vessel (in measurement value memory 7)
3.1 Kontrolldata fra spoleanlegget3.1 Control data from the coil system
3.1.1 Spolestrømmer3.1.1 Coil currents
3.1.2 Spolevarme3.1.2 Coil heating
3.1.3 Spolemotstandsverdier3.1.3 Coil resistance values
3.2 Bevegelsesdata3.2 Movement Data
3.2.1 Geografisk posisjon3.2.1 Geographical position
3.2.2 Kurs3.2.2 Course
3.2.3 Slingrebevegelse3.2.3 Swinging movement
3.2.4 Stampebevegelse3.2.4 Stamping movement
I prosesstyringen til de intelligente kontrollanlegg kjøres et permanent måleprogram som registrerer kontrolldataene fra spolesystemet 5 og bevegelsesdataene for fartøyet 6 og til-fører disse måleverdihukommelsen 7. Bevegelsesdataene har en høyere prioritet enn kontrolldataene ved utløsning av en respons fra prosesstyringen. In the process management of the intelligent control systems, a permanent measurement program is run which registers the control data from the coil system 5 and the movement data for the vessel 6 and adds these to the measured value memory 7. The movement data has a higher priority than the control data when a response is triggered from the process control.
Innenfor bevegelsesdatalisten hersker følgende rekkefølge:Within the movement data list, the following order prevails:
- kur s- course
- slingring- swaying
- stamping- stamping
- geografisk posisjon.- geographical position.
Ved forløpsstyringen til dataprosessoren 9 blir det således straks reagert på en kursforandring, deretter på slingring og stamping, og først deretter på inntagelse av en annen geografisk posisjon. In the progress control of the data processor 9, a change in course is thus immediately reacted to, then to swaying and bumping, and only then to taking a different geographical position.
For å bestemme kompensasjonen av de enkelte magnetiske virkninger, kjøres kvasiparallelle prosesser med forskjellige kontrollalgoritmer, som er vist på fig. 11-14. In order to determine the compensation of the individual magnetic effects, quasi-parallel processes are run with different control algorithms, which are shown in fig. 11-14.
De enkelte delviklinger og deres strømtilførsler blir deretter behandlet i henhold til følgende kriterier: The individual partial windings and their current inputs are then processed according to the following criteria:
1) Ved kompensasjon av permanentdelen i henhold til fig.1) When compensating the permanent part according to fig.
11 er bare dataene i gruppe 2.1 for førstemålingen utslags-givende. Den innstilte kompensasjon gjelder overalt. Ved kompensasjon av P-andelen blir oppgaven for MEB-kontrollanlegget å kontrollere den innstilte spolestrøm og de elektriske verdier for spolesystemet 5 for P-kompensasjon. Hertil mottar dataprosessoren 9 de motsvarende verdier fra databanken 8 og en overvåkingssektor 7a av måleverdihukommelsen 7. Dataprosessoren kan ved avvikelser i spolesystemet 5 foreta tilsvarende justeringer over sin kontrollutgang 9a. 2) De jordmagnetiske virkninger på fartøyet 6, induksjonsfeltet, må spaltes i sine komponenter. Da de vertikale og horisontale komponenter IV og IH av induksjonsfeltet har forskjellige virkninger på den magnetiske tilstand av fartøyet 6, må deres kompensasjon foretas helt separat. Det i fartøyet av den vertikale komponent av jordfeltet frembragte vertikale induksjonsfelt IV er helt posisjonsavhengig, men ikke kursavhengig. Det ved den horisontale komponent av jordfeltet i fartøyet frembragte horisontale induksjonsfelt IH er derimot posisjons- og kursavhengig. 11, only the data in group 2.1 for the first measurement are decisive. The set compensation applies everywhere. When compensating the P share, the task for the MEB control system is to check the set coil current and the electrical values for the coil system 5 for P compensation. In addition, the data processor 9 receives the corresponding values from the data bank 8 and a monitoring sector 7a of the measured value memory 7. The data processor can, in case of deviations in the coil system 5, make corresponding adjustments via its control output 9a. 2) The geomagnetic effects on vessel 6, the induction field, must be split into their components. Since the vertical and horizontal components IV and IH of the induction field have different effects on the magnetic state of the vessel 6, their compensation must be carried out completely separately. The vertical induction field IV produced in the vessel by the vertical component of the earth's field is entirely position-dependent, but not course-dependent. The horizontal induction field IH produced by the horizontal component of the earth field in the vessel is, on the other hand, position and course dependent.
a) Ved kompensasjon av det vertikale induksjonsfeltet IVa) When compensating the vertical induction field IV
i henhold til fig. 12, griper kontrollalgoritmen følgelig according to fig. 12, the control algorithm seizes accordingly
bare inn når det måles en forandring i den geografiske posi- only entered when a change in the geographical position is measured
sjon. Dataprosessoren 9 mottar de til beregning av et korrek-sjonssignal nødvendige verdier fra databanken 8 og en i måleverdihukommelsen 7 første hukommelsessektor 7b som inneholder de aktuelle verdier for henholdsvis posisjonen og posisjons-endringen. Dessuten tilføres den fra overvåkningssektoren 7a de nødvendige verdier. Ved det på sin utgang 9b forekommende kontrollsignal blir VI-spolene tilsvarende regulert. tion. The data processor 9 receives the values necessary for the calculation of a correction signal from the data bank 8 and a first memory sector 7b in the measured value memory 7 which contains the relevant values for the position and the position change respectively. In addition, it is supplied with the necessary values from the monitoring sector 7a. With the control signal occurring at its output 9b, the VI coils are correspondingly regulated.
b) Ved kompensasjon av det horisontale induksjonsfelt IHb) When compensating the horizontal induction field IH
i henhold til fig. 13 griper derimot kontrollalgoritmen inn according to fig. 13, on the other hand, the control algorithm intervenes
når det måles en kursforandring og/eller en forandring i den geografiske posisjon. Dataprosessoren 9 mottar hertil ved siden av verdiene fra databanken 8 og overvåkingssektoren 7a, dessuten de aktuelle verdier fra den første hukommelsessektor 7b og en annen hukommelsessektor 7c som rommer måle-verdiene for henholdsvis kursen og kursendringen, på utgangen 9c opptrer de for styringen nødvendige kontrollsignaler. Kontrollalgoritmen for horisontal kompensasjon skal i tillegg også oppfange giringen. when a course change and/or a change in the geographical position is measured. In addition to the values from the data bank 8 and the monitoring sector 7a, the data processor 9 also receives the relevant values from the first memory sector 7b and a second memory sector 7c which holds the measured values for the course and the course change respectively, the control signals necessary for the control appear on the output 9c. The control algorithm for horizontal compensation must also capture the shift.
For å bestemme de motmagnetiske tiltak i henhold til den oven-stående kontrollalgoritme, behøver derfor prosesstyringen til MEB-anlegget posisjonen og kursen for fartøyet. Denne informasjon mottar prosesstyringen ved koblinger til de posi-sjonsbestemmende apparater og gyrokompasset og, i nødstil-feller, ved manuell innmating. Inklinasjonsvinkelen og hori-sontalintensiteten av jordfeltet og dermed også vertikal-intensiteten endrer seg fra sted til sted på jorden. Innenfor rammen av tillatte avvik fra idealkompensasjonen ved kompensa-sjonssystemet er det mulig å inndele navigasjonskartene i pos isjonsområder, hvorved isokliner og isodynamer må tas hensyn til ved flateinndelingen. In order to determine the anti-magnetic measures according to the above control algorithm, the process control of the MEB facility therefore needs the position and course of the vessel. This information is received by the process control by connections to the position-determining devices and the gyrocompass and, in emergency cases, by manual input. The angle of inclination and the horizontal intensity of the earth's field and thus also the vertical intensity change from place to place on earth. Within the framework of permitted deviations from the ideal compensation by the compensation system, it is possible to divide the navigation maps into position areas, whereby isoclines and isodynamics must be taken into account when dividing the area.
For disse pos isjonsområder er en gyldig horisontalverdi og vertikalverdi og inklinasjonsvinkelen fastlagt. Samtidig må også de geografiske magnetiske anomalier tas hensyn til. Posi-sjonsflatekartet er lagt inn som en database i databanken 8 for MEB-prosessoren. Posisjonsflåtene behøver ikke å være like store, men derimot rettvinklede under hensyntagen til lengde- og breddegradene på navigasjonskartene av en bestemt målestokk for å gjøre beregningen av posisjonsflåtene hurtig-ere . For these position ranges, a valid horizontal value and vertical value and the angle of inclination are determined. At the same time, the geographical magnetic anomalies must also be taken into account. The position surface map is entered as a database in the data bank 8 for the MEB processor. The position floats do not have to be the same size, but on the other hand right-angled, taking into account the longitude and latitude degrees on the navigation charts of a specific scale in order to make the calculation of the position floats faster.
Hver posisjonsflate med sine hjørnedata utgjør en fil. I denne filen legges horisontalkomponentene og vertikalkomponentene av jordfeltet, foruten strømmene som tilføres vertikalkompen-sasjonsspolene, da vertikalkompensasjonen ikke er kursavhengig. Each position surface with its corner data constitutes a file. In this file, the horizontal components and the vertical components of the earth field are added, in addition to the currents supplied to the vertical compensation coils, as the vertical compensation is not course-dependent.
For horisontalkompensasjonen tilføyes strømmen for en kompensasjon for kurs mot nord og en kompensasjon for kurs mot øst. Fra disse verdier kan strømmen for horisontalkompensasjonen beregnes for hver kursvinkel. 3) De tidligere anførte kompensasjonstiltak mot induksjonsfeltet gjelder for et fartøy som beveger seg på et plan. Beveger ikke fartøyet seg på rett kjøl, men derimot foretar bevegelser som ved et skip betegnes med slingring, stamping og giring, så må MEB-anlegget reagere på denne bevegelse. For the horizontal compensation, the current is added for a compensation for heading north and a compensation for heading east. From these values, the current for the horizontal compensation can be calculated for each heading angle. 3) The previously stated compensation measures against the induction field apply to a vessel moving on a plane. If the vessel does not move on a straight keel, but on the other hand makes movements which, in the case of a ship, are described as swaying, pitching and yawing, then the MEB system must react to this movement.
Det må tas hensyn til to adskilte bevegelsesresponser somTwo separate movement responses must be taken into account which
skal behandles. Derved er det nødvendig å registrere fartøy-bevegelsene. Bevegelsene ved slingring eller stamping kan enten registreres ved kulegiver eller gyrogiver. Giringen registreres av en gyrogiver og behandles som en kursforandring. must be processed. Thereby, it is necessary to register the vessel movements. The movements of swinging or stomping can either be recorded by a ball sensor or a gyro sensor. The yaw is recorded by a gyro sensor and treated as a course change.
Ved varig foranderlig stilling av fartøyet i jordfeltet endrer også induksjonsfeltet seg stadig. Dette gjør det også nød-vendig med en endring av de motmagnetiske tiltak. Responsen til fartøyet blir fastlagt ved elektrisk simulerte bevegelser ved førstemålingen under de magnetiske forhold på målestedet. Ved hjelp av de bestemte responsparametre og jordfeltkomponentene for posisjonene blir den bevegelsesriktige, magnetiske reaksjon for induksjonsfelt-MEB et lineært kontrollproblem. In the case of a permanently changing position of the vessel in the earth's field, the induction field is also constantly changing. This also makes it necessary to change the anti-magnetic measures. The response of the vessel is determined by electrically simulated movements during the first measurement under the magnetic conditions at the measurement site. Using the determined response parameters and the earth field components for the positions, the motion-correct magnetic response for the induction field MEB becomes a linear control problem.
Den annen reaksjon på bevegelser som slingring, stamping og giring er generering av virvelfelt ved fartøyer med instal lasjoner med store flater av ledende materialer eller fartøy som helt eller delvis er bygget i ledende materiale. I de ledende materialer oppstår det ved bevegelse i jordfeltet induksjonsstrømmer, såkalte virvelstrømmer, som på sin side frembringer magnetfelt. Virvelfeltet opptrer med nær 90° fase-forskyvning og er avhengig av slingre- og stampefrekvensen. The other reaction to movements such as swaying, pitching and yawing is the generation of eddy fields by vessels with installations with large surfaces of conductive materials or vessels that are wholly or partially built in conductive material. Movement in the earth's field causes induction currents, so-called eddy currents, in conductive materials, which in turn produce magnetic fields. The vortex field appears with a near 90° phase shift and is dependent on the wobble and bump frequency.
Av magnetfeltkomponentene befinner seg i databanken 8 delkomponentene P = permanentdelen, IV = den av de vertikale jord-feltkomponenter frembragte vertikale induksjonsfelt, IHN = den av de horisontale jordfeltkomponentene på kurs mot nord genererte horisontale induksjonsfeltandel og IHO = den av de horisontale jordfeltkomponentene på kurs mot øst frembragte horisontale induksjonsfeltandel. Of the magnetic field components, the 8 subcomponents P = the permanent part, IV = the vertical induction field produced by the vertical earth field components, IHN = the horizontal induction field component generated by the horizontal earth field components heading north and IHO = the horizontal induction field component heading towards east produced horizontal induction field share.
For beregning av et støyfelt for et ferromagnetisk objektFor calculating a noise field for a ferromagnetic object
på hver vilkårlig kurs og ved hvert vilkårlig punkt på jorden, er foruten delkomponentene P, IV, IHN og IHO dessuten følgende angivelser nødvendige: on each arbitrary course and at each arbitrary point on the earth, in addition to the sub-components P, IV, IHN and IHO, the following statements are also required:
- kursvinkelen Fl- the course angle Fl
- den vertikale jordfeltandel på målestedet EVM- the vertical soil field portion at the EVM measurement site
- den vertikale jordfeltandel på "beregningsstedet" EVR- the vertical earth field portion at the "calculation point" EVR
- den horisontale jordfeltandel på målestedet EHM- the horizontal soil field portion at the measuring site EHM
- den horisontale jordfeltandel på "beregningsstedet" EHR. - the horizontal soil field portion at the "calculation point" EHR.
Herved skal det ved "målested" forstås stedet for målingenBy this, "measuring location" shall be understood as the location of the measurement
av fartøyet og ved "beregningsstedet" den aktuelle posisjon av fartøyet. of the vessel and at the "calculation point" the relevant position of the vessel.
Jordfeltkomponentene er angitt i en enhetlig målestokk. Hvil-ken enhet som benyttes ved angivelse av jordfeltkomponentene er uten betydning. Av oppgavene bestemmes en vertikalfaktor VF og en horisontalfaktor HF og disse blir dimensjonsløse. Man har: The soil field components are specified in a uniform scale. Which unit is used when specifying the earth field components is irrelevant. From the tasks, a vertical factor VF and a horizontal factor HF are determined and these become dimensionless. One has:
VF = EVR/EVM ogVF = EVR/EVM and
HF = EHR/EHMHF = EHR/EHM
Virvelfeltene trenger et eget kompensasjonsprogram, hvis responsparametre derimot blir bestemt ved førstemålingen med elektrisk simulert bevegelse. For å forenkle kan virvelfelt-kompensasjonen utføres med en annen prosessor i slavedrift. The vortex fields need a separate compensation program, whose response parameters, on the other hand, are determined during the first measurement with electrically simulated motion. To simplify, the eddy field compensation can be performed with another processor in slave operation.
Ved kompensasjon av virvelstrømfeltene i henhold til fig.When compensating the eddy current fields according to fig.
14 griper kontrollalgoritmen inn når bevegelsesgiveren viser en bevegelse av fartøyet om dens lengde- og tverrakse. Dataprosessoren 9 mottar foruten de nødvendige verdier fra databanken 8, de aktuelle verdier fra den første og den annen hukommelsessektor 7b og 7c, dessuten de aktuelle verdier for stampe- og slingrebevegelsene som er lagret i en tredje og en fjerde hukommelsessektor 7d og 7e. Dataprosessoren 9 gir over sin utgang 9d de nødvendige kontrollsignaler for kompensasjonen av det av de tilsvarende fartøybevegelser fremkalte kontrollfelt. 14, the control algorithm intervenes when the movement sensor shows a movement of the vessel about its longitudinal and transverse axes. The data processor 9 receives, in addition to the necessary values from the data bank 8, the relevant values from the first and second memory sectors 7b and 7c, and also the relevant values for the stomping and wobble movements which are stored in a third and a fourth memory sector 7d and 7e. The data processor 9 provides the necessary control signals via its output 9d for the compensation of the control field induced by the corresponding vessel movements.
Virkningen av kontrollalgoritmen, hvormed slingrebevegelseneThe effect of the control algorithm, with which the wobble movements
i henhold til fig. 7-9 medtas i det prosesstyrte MEB-anlegg, er avhengig av kvaliteten av de ved førstemålingen så langt bestemte innstillingsdata (dataundergrupper 2.5 og 2.6). according to fig. 7-9 are included in the process-controlled MEB system, depends on the quality of the setting data determined so far during the first measurement (data subgroups 2.5 and 2.6).
Hvordan kontrollalgoritmene kan utledes av en fremgangsmåte til beregning av støyfeltet for et ferromagnetisk objekt på hver vilkårlig kurs i hvert punkt på jorden, skal etterfølg-ende eksempel vise: Ved magnetisk måling av ferromagnetiske objekter blir komponentene for egenmagnetfeltet målt i koordinatretningene X, How the control algorithms can be derived from a procedure for calculating the noise field for a ferromagnetic object on every arbitrary course at every point on earth, the following example will show: When magnetically measuring ferromagnetic objects, the components of the self-magnetic field are measured in the coordinate directions X,
Y og Z og lagret. Koordinatsystemet er for å lette behandling-en fast på objektet. I dette objektfaste koordinatsystem øker på kurs mot nord komponentene i X-retningen mot baugen av objektet og dermed mot overkanten av matrisen, komponentene i Y-retningen mot høyre side av objektet og matrisen og komponentene i Z-retningen mot undersiden. Ved datautmating i datamaskinen i form av matriser for den annen hovedkurs, må det uavhengig av arten av måleverdiregistrering ved folding eller vending eller ved bytte av fortegnet derfor sørges for at måleverdimatrisen peker mot objektets baug og dermed komponentene i X-retningen mot overkanten av matrisen, komponentene i Y-retningen mot høyre side og komponentene i Z-retningen mot undersiden. Y and Z and saved. The coordinate system is fixed to the object to facilitate processing. In this object-fixed coordinate system, the components in the X direction towards the bow of the object and thus towards the upper edge of the matrix, the components in the Y direction towards the right side of the object and the matrix and the components in the Z direction towards the underside increase on a course to the north. When outputting data in the computer in the form of matrices for the second main course, regardless of the type of measurement value registration when folding or turning or when changing the sign, it must therefore be ensured that the measurement value matrix points towards the bow of the object and thus the components in the X direction towards the upper edge of the matrix, the components in the Y direction towards the right side and the components in the Z direction towards the bottom side.
Det første delskritt for å løse den verdensomspennende gyldige støyfeltberegning for et objekt er beregningen av støyfeltet for hver kurs ved målestedet. The first partial step in solving the worldwide valid noise field calculation for an object is the calculation of the noise field for each course at the measurement location.
Permanentdelen P, det vertikale induksjonsfelt IV og den horisontale induksjonsfeltandel på kurs henholdsvis mot nord og øst IHN og IHO, er beregningens parametre. Derved forholder seg ved beregningen den horisontale induksjonsfeltandel IHN på kurs mot nord som cosinus for kursvinkelen Fl, den horisontale induksjonsfeltandel IHO ved kurs mot øst som sinus av kursvinkelen Fl. The permanent part P, the vertical induction field IV and the horizontal induction field part on courses respectively to the north and east IHN and IHO, are the parameters of the calculation. Thereby, in the calculation, the horizontal induction field portion IHN on a course to the north is treated as the cosine of the heading angle Fl, the horizontal induction field portion IHO on a course to the east as the sine of the course angle Fl.
Støyfeltet HSF for komponentene i koordinatretningene X, YThe noise field HSF for the components in the coordinate directions X, Y
og Z blir hver beregnet med den for programmeringen forberedte formel and Z are each calculated with the formula prepared for the programming
Ved beregning av et støyfelt for et ..objekt på målestedet ved forskjellige kurser, blir permanentdelen P og den ved de vertikale jordfeltkomponentene dannede vertikale induksjonsfeltandel IV alltid lik. Skal støyfeltet for et objekt på et sted med andre jordmagnetiske forhold beregnes som på målestedet, When calculating a noise field for an ..object at the measurement site at different rates, the permanent part P and the vertical induction field part IV formed by the vertical earth field components are always equal. Should the noise field for an object in a location with different geomagnetic conditions be calculated as at the measurement location,
så må horisontalfaktoren HF og vertikalfaktoren VF innføyes i beregningsprosedyren. then the horizontal factor HF and the vertical factor VF must be added to the calculation procedure.
En for programmeringen på gunstigste form oppstilte regne-forskrift fås for støyfeltet HST for et objekt med andre jordmagnetiske forhold enn målestedets: A calculation formula set up in the most favorable form for the programming is obtained for the noise field HST for an object with different geomagnetic conditions than those of the measurement site:
Som allerede antydet fås delkomponentene fra databanken 8. As already indicated, the sub-components are obtained from the data bank 8.
Jordfeltverdiene for de horisontale og vertikale jordfeltThe soil field values for the horizontal and vertical soil fields
for målestedet kan være fast tilknyttet beregningsprogrammet. Jordfeltkomponentene for stedet som objektets støyfelt skal beregnes for, kan ved hyppig benyttelse likeledes være for hånden i databanken 8. En innmating for ikke forekommende data bør være tilrettelagt. for the measurement location can be permanently linked to the calculation program. The ground field components for the location for which the object's noise field is to be calculated can, in case of frequent use, also be at hand in the data bank 8. An entry for non-occurring data should be arranged.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863620402 DE3620402A1 (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | DEVICE FOR CONTROLLING A MAGNETIC SELF-PROTECTION (MES) SYSTEM |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO872526D0 NO872526D0 (en) | 1987-06-17 |
NO872526L true NO872526L (en) | 1987-12-21 |
Family
ID=6303208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO872526A NO872526L (en) | 1986-06-18 | 1987-06-17 | DEVICE FOR CONTROL OF A MAGNETIC PROPERTY PROTECTION (MEB -) PLANT. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0249838B1 (en) |
DE (1) | DE3620402A1 (en) |
NO (1) | NO872526L (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2928743A1 (en) * | 1988-02-19 | 2009-09-18 | Thomson Csf | MAGNETIC IMMUNIZATION METHOD, IN PARTICULAR FOR NAVAL BUILDINGS |
DE3936985C2 (en) * | 1989-11-07 | 1994-12-22 | Bundesrep Deutschland | Method and device for compensating for the object's own magnetic interference fields, particularly in ships, by means of a field-controlled magnetic self-protection system |
FR2659787B1 (en) * | 1990-03-16 | 1994-08-26 | Thomson Csf | METHOD FOR AUTOMATIC COMPENSATION OF MAGNETS INDUCED BY THE EARTH MAGNETIC FIELD IN FERROMAGNETIC MATERIALS, ESPECIALLY INCLUDED IN A NAVAL VESSEL. |
DE9013208U1 (en) * | 1990-09-18 | 1991-01-10 | Bundesamt Fuer Wehrtechnik U. Beschaffung, 5400 Koblenz, De | |
FR2678236B1 (en) * | 1991-06-27 | 1998-01-02 | Thomson Csf | SELF-CONTROL AND TENSIONING PROCESS FOR MAGNETIC IMMUNIZATION OF A NAVAL VESSEL. |
DE19520115A1 (en) * | 1995-06-01 | 1996-12-05 | Contraves Gmbh | Method for determining the roll position of a rolling flying object |
FR2768394B1 (en) * | 1997-09-12 | 1999-12-03 | Thomson Marconi Sonar Sas | METHOD FOR MINIMIZING THE MAGNETIC SIGNATURE OF A NAVAL VESSEL |
DE20213050U1 (en) * | 2002-08-20 | 2002-10-17 | Schaefer Michael | Detection and protection device for people |
RU2729009C1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-08-03 | Владимир Александрович Карташев | Method for protection of ships from non-contact magnetic mines |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1098393B (en) * | 1955-12-22 | 1961-01-26 | Siemens Ag | Degaussing system for ships |
DE3122686A1 (en) * | 1981-06-06 | 1983-02-03 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | ARRANGEMENT FOR COMPENSATING MAGNETIC OWN FIELDS OF MOVABLE BODIES |
DE3132933C2 (en) * | 1981-08-20 | 1984-09-06 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Procedure for determining the winding currents in magnetic intrinsic protection (MES) systems |
SE8404402L (en) * | 1984-09-04 | 1986-03-05 | Bofors Ab | SET AND DEVICE FOR REDUCING MAGNETIC SIGNATURE FOR GREAT SHIPPING DETAILS |
-
1986
- 1986-06-18 DE DE19863620402 patent/DE3620402A1/en active Granted
-
1987
- 1987-06-05 EP EP87108207A patent/EP0249838B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-06-17 NO NO872526A patent/NO872526L/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3620402C2 (en) | 1989-09-07 |
EP0249838A1 (en) | 1987-12-23 |
DE3620402A1 (en) | 1987-12-23 |
EP0249838B1 (en) | 1991-03-06 |
NO872526D0 (en) | 1987-06-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4414753A (en) | Process for compensating the magnetic disturbances in the determination of a magnetic heading, and devices for carrying out this process | |
Singer et al. | Evidence for ionosphere currents from rocket experiments near the geomagnetic equator | |
US4024382A (en) | Loran compensated magnetic compass | |
CA1154131A (en) | Magnetic compass compensation system | |
US3683668A (en) | Compass calibrator | |
NO323891B1 (en) | Method for determining the direction of the earth magnetic field | |
JPS5991311A (en) | Electronic compass for transport means | |
NO872526L (en) | DEVICE FOR CONTROL OF A MAGNETIC PROPERTY PROTECTION (MEB -) PLANT. | |
Basterretxea-Iribar et al. | Towards an improvement of magnetic compass accuracy and adjustment | |
US2729108A (en) | Control systems for gyroscopic instruments | |
US3621584A (en) | Magnetometer compass | |
CN101652630A (en) | Low cost electronic compass with 2D magnetometer | |
US2887873A (en) | Method of measuring and compensating for deviation errors in earth's field sensitivedirection indicators | |
Langley | The magnetic compass and GPS | |
WO1987002324A1 (en) | A magnetic self-ranging system for use in the degaussing of ships | |
NO871767L (en) | PROCEDURE FOR SETTING UP A MAGNETIC PROPERTY PROTECTION (MEB) PLANT. | |
US3596069A (en) | Computer-stabilized magnetic compass | |
JP2001091257A (en) | Azimuth meter and true north measuring method | |
RU2365877C1 (en) | Method for definition of magnet deviation on movable object | |
US2888752A (en) | Navigation system | |
US2933059A (en) | Shipboard degaussing system | |
GB2177511A (en) | Measuring ship's magnetic signature | |
Bernstein et al. | Real-time digital computer acquisition and computation of gravity data at sea | |
Burt | Magnetometer Compass | |
US3304551A (en) | Automatic latitude and longitude calculating system |