DE2011419A1

DE2011419A1 - Sensor device for magnetic leads

Info

Publication number: DE2011419A1
Application number: DE19702011419
Authority: DE
Inventors: Claes-Erik Karlskoga Andersson (Schweden). B63h 1-14
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1969-03-26
Filing date: 1970-03-11
Publication date: 1970-12-03
Also published as: DE2011419C2; NO126816B; JPS4928400B1; SE329957B; GB1299631A

Description

Fühlereinrichtung für MagnetrainenSensor device for magnetic drains

Seeminen, die magnetisch gezündet werden, besitzen gewöhnlich ein Fühlerelement, das auf die von einem vorbeifahrenden Wasserfahrzeug in dem die Mine umge-• benden magnetischen Feld erzeugten Änderungen anspricht. Das Fühlerelement erzeugt somit ein von der zeitlichen Ableitung des magnetischen Felds abhängiges Signal. Ein Fühlerelement dieser Art ist jedoch auch empfindlich gegenüber den Bewegungen der Mine im magnetischen Erdfeld. Insbesondere sind Minen in flachem Wasser solchen, von den Wellen verursachten Bewegungen ausgesetzt. Ein- Fühlerelement der genannten Art kann unter solchen Bewegungen die Zündung der Mine hervorrufen^;.Sea mines that are magnetically detonated usually have a sensing element that responds to changes in the magnetic field surrounding the mine by a passing watercraft. The sensor element thus generates a signal that is dependent on the time derivative of the magnetic field. However, a sensor element of this type is also sensitive to the movements of the mine in the earth's magnetic field. In particular, mines in shallow water are subject to such movements caused by the waves. A sensor element of the type mentioned can cause the mine to ignite under such movements ^; .

Zur Vermeidung der Wirkung der Eigenbewegung der Mine ist es bekannt, die Mine mit zwei Fühlerelementen zu versehen, die in einiger Entfernung voneinander angebracht sind, wobei eine Einrichtung die Differenz der von den ,_Y|t|^den, ^tthjJLere lementen erzeugten SignaleTo avoid the effect of the proper movement of the mine, it is known to provide the mine with two sensor elements which are attached some distance from one another, a device measuring the difference between the signals generated by the, _Y | t | ^ den, ^ tthjJLere elements

8-49/12448-49 / 1244

feststellt und ein von der Differenz abhängiges Signal erzeugt. Das Differenzsignal wird zur Betätigung des Zündmechanismus der Mine verwendet. Das Differenzsignal stellt damit die Differenz zwischen der magnetischen Feldstärke an zwei unterschiedlichen Punkten dar. In einem homogenen Feld gibt es keine solche Differenz; wenn jedoch ein Wasserfahrzeug nahe der Mine oder oberhalb derselben passiert, ändert sich die Feldverteilung, so daßand generates a signal dependent on the difference. The difference signal is used to operate the Mine firing mechanism used. The difference signal thus represents the difference between the magnetic field strength at two different points. In there is no such difference in a homogeneous field; however, if a watercraft is near or above the mine the same happens, the field distribution changes, so that

* eine Differenz zwischen den Punkten auftritt, in denen sich die Fühlerelemente befinden. Die Entfernung zwischen den Fühlerelementen, die an der Linie angebracht oder, in ihr enthalten sind, ist natürlich verhältnismäßig gering; daher wird auch die besagte Differenz stets gering verglichen mit den Absolutwerten des Feldes an diesen Punkten, Der Zündmechanismus muß daher auf sehr schwache Differenzsignale ansprechen. Aus diesem Grunde müssen die Fühlerelemente und die damit verbundenen, die Signale übertragenden Einrichtungen mit hoher Präzision hergestellt sein, so daß die von den Fühlern erzeugten Signale bei Eigenbewegung der Mine in einem homogenen Feld ganz genau die gleiche Stärke haben, so daß kein Differenzsignal erscheint, das die Zündung der Mine hervorrufen könnte. Die mechanischen und elektrischen Teile des Fühlersystems müssen deshalb sehr.hohen Genauigkeitsforderungen genügen.* there is a difference between the points at which the sensor elements are located. The distance between the sensing elements attached to the line or, contained in it is, of course, comparatively small; therefore the said difference is always small compared with the absolute values of the field at these points, the ignition mechanism must therefore be very weak Address differential signals. For this reason, the sensor elements and those connected to them must transmit the signals Devices to be manufactured with high precision, so that the signals generated by the sensors with their own movement of the mine in a homogeneous field have exactly the same strength, so that no difference signal appears that the Could cause the mine to ignite. The mechanical and electrical parts of the sensor system must therefore be very high Sufficient accuracy requirements.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Fühlereinrichtung für Magnetminen, die hinsichtlich Konstruktion und Funktion der Teile dieser Einrichtung geringere Genauigkeit erfordert, die aber nichtsdestoweniger einen hohen Grad von Unempfindlichkeit gegenüber Eigenbewegungen der Mine in einem homogenen Magnetfeld zeigt und außerdem stark entfernungsempfindlich ist, damit die Zündung der Mine nur dann veranlaßt wird, wenn ein WasserfahrzeugThe object of the invention is to provide a sensing device for magnetic mines which, in terms of construction and function of the parts of this device requires less accuracy, but it is nonetheless one shows a high degree of insensitivity to intrinsic movements of the mine in a homogeneous magnetic field and moreover is highly sensitive to distance, so that the ignition of the mine is only caused when a watercraft

0098A9/1244 - 5 -0098A9 / 1244 - 5 -

*., 201 U1 9 *., 201 U1 9

innerhalb des Zerstörungsbereichs der Mine passiert. -happened within the destruction area of the mine. -

Die erfindungsgemäße Lösung, geht aus von der beschrie-benen bekannten Fühlereinrichtung für Magnetminen mit zwei in Abstand voneinander angeordneten Fühlerelementen, von denen jedes ein Ausgangssignal bei Änderungen des die Mine umgebenden magnetischen Feldes erzeugt, mit einer Differenzmeßeinrichtung, der die Ausgangssignale der beiden Fühlerelemente zugeführt sind und die ein von der Differenz zwischen den Ausgangssignälen der Fühlerelemente abhängiges Differenzsignal erzeugt, und mit einer Auslöseeinrichtung, die die Zündung der Mine veranlaßt. Die Lösung besteht darin, daß weiterhin eine Einrichtung zur Erzeugung eines die Änderungen des die Mine umgebenden magnetischen Feldes darstellenden Bezugssignals vorhanden ist und daß die Auslöseeinrichtung mit einer Vergleichseinrichtung kombiniert ist, der sowohl das Differenzsignal als auch das Bezugssignal zugeführt sind und die die Auslöseeinrichtung bei einem bestimmten Verhältnis zwischen diesen Signalen zur Zündung der Mine ansprechen läßt.The solution according to the invention is based on the one described known sensor device for magnetic mines with two spaced apart sensor elements, each of which has an output signal in the event of changes of the magnetic field surrounding the mine, with a differential measuring device that generates the output signals of the two sensor elements are supplied and the a difference signal dependent on the difference between the output signals of the sensor elements is generated, and with a triggering device that causes the mine to ignite. The solution is to keep a facility for generating a reference signal representing the changes in the magnetic field surrounding the mine is present and that the triggering device is combined with a comparison device, which both the difference signal as well as the reference signal are supplied and which the trip device at a certain ratio respond between these signals to ignite the mine leaves.

Das Bezugssignal kann aus dem Signal eines der beiden Fühlerelemente oder der Summe der von beiden Fühlerelementen stammenden Signale oder dem Mittelwert dieser 'Signale bestehen. .The reference signal can consist of the signal from one of the two sensor elements or the sum of the two sensor elements originating signals or the mean value of these 'signals exist. .

Da«s gesamte. Verhältnis zwischen dem Differenzsignal und Bezugssignal ist vorzugsweise der Quotient aus diesen beiden Signalen, wobei die; Vergleichseinrichtung so ausgeführt ist, daß die Auslöseeinrichtung dann betätigt wird, wenn dieser Quotient einen bestimmten Viert überschreitet.The entire. Relationship between the difference signal and The reference signal is preferably the quotient of these two signals, the; Comparison device so executed is that the release device is actuated when this quotient exceeds a certain fourth.

Die Erfindung,wird;imjfolgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläu^er^t,.. die ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Fühlereinrichtung darstellt.The invention is explained in more detail below with reference to FIG the drawing explains, .. which is a block diagram of an inventive Represents sensor device.

201H19201H19

Die Fühlereinrichtung umfaßt zwei Fühlerelemente, 1 und 2, die in gewisser Entfernung voneinander gelegen sind. Die Ausgänge der Elemente 1 und 2 sind mit einer Differenzmeßeinrichtung 3 verbunden, die ein von der Differenz zwischen Ausgangssignalen der beiden Fühlerelemente 1 und 2 abhängiges Signal erzeugt.The sensor device comprises two sensor elements, 1 and 2, which are at a certain distance from each other. The outputs of elements 1 and 2 are connected to a difference measuring device 3, the one of the difference between output signals of the two Sensor elements 1 and 2 generate a dependent signal.

_k Der Ausgang der Einrichtung 3 ist mit dem Eingang einer Vergleich- und Auslöseeinrichtung 5 verbunden. Ein zweiter Eingang der Einrichtung 5 ist mit einer Einrichtung 4 verbunden, die ein Bezugssignal erzeugt, welches Änderungen des die Mine umgebenden magnetisch^n Feldn darstellt. Dienes Bezugssigna] kann von dem Signal eines der beiden Fühlerelemente abgeleitet sein, in welchem Fall ein Eingang der Einrichtung 4 mit einem Fühlerelement verbunden ist, beispielsweise mit dem Element 2, Das Bfjfiugsöignal kann jedoch auch die Summe der Ausgangssignale der beiden Fühlerelemente darstellen, in welchem Falle die Einrichtung 4 auch mit dem Ausgang des Fülilerelements ] verbunden ist, wie es gestrichelt in der _k The output of the device 3 is connected to the input of a comparison and triggering device 5 . A second input of the device 5 is connected to a device 4 which generates a reference signal which represents changes in the magnetic field surrounding the mine. The reference signal can be derived from the signal of one of the two sensor elements, in which case an input of the device 4 is connected to a sensor element, for example to element 2 Case the device 4 is also connected to the output of the filler element], as shown in dashed lines in FIG

ψ Zeichnung angedeutet ist. ψ drawing is indicated.

In der Vergleichseinrichtung 5 wird das von der Einrichtung 3 kommende Differenzsignal mit dem von der Einrichtung 4 kommende Bezugssignal verglichen; wenn ein bestimmtes Verhältnis zwischen diesen beiden Signalen oder Spannungen erscheint, wird die Auslöseeinrichtung wirksam zur Zündung der Mine. Vorzugsweise umfaßt die Einrichtung 'j eine Einrichtung zur Messung des Verhältnisses, die den Auslösemechanismus wirksam macht, wenn das Verhältnis der Differenz-Spannung zu der Bezugsspannung einen bestimmten Grenzwert überschreitet.In the comparison device 5, this is done by the device 3 coming difference signal with that of the device 4 incoming reference signal compared; when a certain relationship between these two signals or voltages appears, the release mechanism is effective for igniting the mine. Preferably the device 'j comprises a device to measure the ratio that makes the trigger mechanism effective when the ratio of the differential voltage to the reference voltage exceeds a certain limit value.

Die in der Fühlereinrichtung enthaltenen Elemente 1 bis 'j können einen in der einschlägigen Technik bekannten Aufbau The elements 1 to 'j contained in the sensor device can have a structure known in the relevant art

0 0 9 8 A 9 / 1 2 4 A0 0 9 8 A 9/1 2 4 A

8ADORrGiNAL₅ _8ADORRGiNAL ₅ _

haben und brauchen daher nicht in Einzelheiten beschrieben zu werden. In ihrer einfachsten Form können die Fühlerelemente 1 und 2 aus Wicklungen bestehen, in denen bei Änderungen des·umgebenden Magnetfelds eine Spannung induziert wird.have and therefore do not need to be described in detail. In its simplest form, you can the sensing elements 1 and 2 consist of windings, in those in the event of changes in the surrounding magnetic field Voltage is induced.

Die Elemente 1 bis 5 sind in bekannter Weise mit der Mine kombiniert.The elements 1 to 5 are in a known manner with the mine combined.

Durch die■Erfindung wird eine Fühlereinrichtung geschaffen, deren Auslöseschwelle praktisch unabhängig von der Größe, die magnetischen Eigenschaften und der Geschwindigkeit eines sich der Mine nähernden Wasserfahrzeugs ist. Auf der anderen Seite ist die Einrichtung äußerst empfindlich hinsichtlich Entfernungsunterschiede, da so lange, als das Wasserfahrzeug sich in .großer Entfernung von der Mine befindet, das von der Einrichtung H stammende Bezugssignal überwiegt, so daß das Verhältnis des von der Einrichtung 3 kommenden Differenzsignals zu dem von der Einrichtung 4 kommenden Bezugssignals zu gering ist, als daß es die Zündung der Mine veranlassen könnte. Wenn sich jedoch das Viasserfahrzeug der Mine nähert, wächst die Stärke des von der Einrichtung 3 kommenden Differenzsignals im Verhältnis zu dem von der Einrichtung 4 kommenden Bezugssignals, so daß das Verhältnis dieser Signale wächst und schließlich den Grenzwert überschreitet, bei dem der Auslösemechanismus betätigt wird. Dieser Grenzwert wird so gewählt, daß die Mine nicht gezündet wird, bis das Wasserfahrzeug sich innerhalb des Wirkungsbereichs der Zerstörungskraft der Mine befindet. ■The invention creates a sensor device whose trigger threshold is practically independent of the size, the magnetic properties and the speed of a watercraft approaching the mine. On the other hand, the device is extremely sensitive to differences in distance, since as long as the watercraft is at a great distance from the mine, the reference signal originating from device H predominates, so that the ratio of the difference signal coming from device 3 increases the reference signal coming from the device 4 is too low to cause the mine to ignite. However, when the Viasser vehicle approaches the mine, the strength of the difference signal coming from the device 3 increases in relation to the reference signal coming from the device 4, so that the ratio of these signals increases and finally exceeds the limit value at which the trigger mechanism is actuated. This limit value is chosen so that the mine is not ignited until the watercraft is within the effective range of the destructive force of the mine. ■

Die Fühlerelemente 1 und 2 sind so konstruiert,daß die Differenz zwischen ihren Ausgahgssignalen bei Bewegung der Mine The sensor elements 1 and 2 are designed so that the difference between their output signals when the mine moves

- 6 τ- 6 τ

0098497 1 244 . .0098 497 1 244. .

201 H19201 H19

in einem homogenen magnetischen Feld so gering als möglich wird. Jedoch kann eine gewisse Differenz tolleriert werden, da bei Bewegung der Mine in einem homogenen magnetischen Feld des Bezugssignals von der Einrichtung H so erheblich stärker als das mögliche Differenzsignal ist, daß der Auslösemechanismus nicht betätigt werden kann. Dies führt auch zu der Konsequenz, daß die Fühlereinrichtung unempfindlich ist gegenüber solchen Minenräumeinrichfcungen, die mit einem homogenen magnetischen Feld arbeiten.becomes as small as possible in a homogeneous magnetic field. However, a certain difference can be made because, when the mine moves in a homogeneous magnetic field, the reference signal from the device H is so considerably stronger than the possible difference signal that the release mechanism cannot be actuated. This also leads to the consequence that the sensor device is insensitive to mine clearing devices which work with a homogeneous magnetic field.

- 7 -0098A0/124A- 7 -0098A0 / 124A

Claims

201 UI9201 UI9

PATENT CLAIMS

Sensing means for magnetic mines with two ■ spaced sensing elements, each of which is an output signal on arrival 'requirements of the surrounding the mine magnetic ^ - - generated field with a -'^'': Differenzmeßeinrichtung, "the fed the output signals of the two sensor elements and which generates a difference signal dependent on the difference between the output signals of the sensor elements, and with a triggering device which causes the ignition of the mine, characterized in that furthermore a device (4) for generating a change in the magnetic surrounding the mine The reference signal representing the field is present and that the triggering device (5) is combined with a comparison device to which both the difference signal and the reference signal are fed and which allows the triggering device to respond at a certain ratio between these signals to ignite the mine.

2. Sensor device according to claim 1, characterized in that that the device for generating the reference signal is designed to generate a die Sum of the output signals of the two sensor elements (1 and 2) representing the signal.

3. Sensor device according to claim 1 or 2, characterized in that the comparison device is so designed. that it lets the triggering device respond when the quotient of the difference signal and the reference signal exceeds a certain value "

00S8A9 / 12U

I. e e r s e i i eI. e e r s e i e