NO166829B - Fremgangsmaate og apparat for overfoering av et signal utenelektrisk forbindelse, gjennom en ledende vegg. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår fremgangsmåte og apparat for over-føring av et signal uten elektrisk forbindelse, gjennom en ledende vegg, som for eksempel kan være et skipskrog.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes for eksempel innen feltet fjerndeteksjon med ultralyd.

Sonar-systemer innbefatter vanligvis sender/mottager-transdusere anbragt på innsiden av skipskrog og forbundet til en signal-generator ved elektriske ledere som går gjennom veggene. Fortrinnsvis er slike transdusere beskyttet av profil-formede deksler festet til skroget. Installasjonen av de forskjellige elementer av et system for fjerndeteksjon med ultralyd ombord på et skip krever at dette er tilpasset for i det minste å tillate at kabler for overføring av signaler kan gå gjennom skroget til sender/mottager-anordningene for ultralyd. Slik tilpassing, som er kostbar da den meget ofte krever at skipet plasseres i en tørr dokk, er ikke alltid ønskelig, spesielt når systemet for fjerndeteksjon med ultralyd bare skal installeres temporært for å oppfylle betingelsene ved en spesiell anvendelse.

Fra britisk patentsøknad 2.202.414 er kjent en anordning for overføring av signaler gjennom en plate uten at det forekommer noen elektrisk gjennomføring gjennom denne, og anordningen omfatter hovedsakelig en sendespole anbrakt på en side av platen, og en mottakerspole på den andre siden, innrettet for å avføle den magnetiske fluks som frembringes av den sirkulerende induserte strøm i platen. Det presiseres imidlertid i den britiske publikasjonen at anordningen vil fungere når platen er av et plastmateriale eller andre ikke-magnetiske materialer, aluminium, rustfritt stål etc. Det er helt klart at en slik anordning ikke kan virke gjennom en plate som består av et magnetiserbart materiale, dersom ikke tykkelsen av dette materialet er ekstremt liten. Når det gjelder anordninger som kan overføre et målbart signal tvers gjennom eksempelvis et skipsskrog, som kan ha en tykkelse på flere centimeter, er den kjente anordningen helt uegnet.

Fremgangsmåten for overføring av signaler ifølge oppfinnelsen tillater imidlertid at signaler kan overføres gjennom ledende, magnetiserbare plater, uavhengig av platenes tykkelse, og tillater videre at et skip meget enkelt kan utstyres med et akustisk fjernedeteksjons-system uten at det er nødvendig med modifikasjoner av skroget.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er nøyaktig definert i

de vedføyde patentkravene.

Fremgangsmåten innbefatter at det på den ene side av den ledende veggen påtrykkes en elektrisk strøm som er avhengig av signalet som skal overføres og at det på den andre siden av veggen foretas deteksjon av det magnetiske feltet som genereres av strømmen og som er proporsjonalt med strømmens amplityde.

I én spesiell utførelse blir den genererte strømmen påtrykket mellom adskilte punkter på skipsskroget på den ene siden av dette og deteksjonen av det magnetiske feltet blir utført på den andre siden, for eksempel på utsiden.

Siden overføringen av signalet blir gjennomført uten fysisk forbindelse blir kontrollen av apparatene, som for eksempel er plassert på utsiden av skipsskroget, lettere å utføre. Dersom de eksterne apparater dessuten er magnetisk festet, kan et hvilket som helst system som benytter disse apparater og spesielt et hvilket som helst system for fjerndeteksjon med ultralyd-pulser installeres midlertidig på et skipsskrog.

Andre momenter og fordeler med fremgangsmåten og med apparatet for å virkeliggjøre fremgangsmåten vil fremkomme ved lesing av beskrivelsen av en spesiell utførelse beskrevet ved hjelp av ikke-begrensende eksempel med henvisning til vedlagte tegninger hvor:

Figur 1 viser skjematisk overføringsenheten, og

Figur 2 viser skjematisk en vekselstrømforsterker som produserer den elektriske strømmen som skal benyttes for å gå

i den ledende veggen.

Med henvisning til figur 1 ser man at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i det vesentlige består i at det frem-skaffes en vekselstrøm i som går mellom to adskilte steder A

og B i båtens metallskrog 1, og at vekselstrømmen blir produ-sert av en strømgenerator 2 og at denne vekselstrømmen til enhver tid er proporsjonal med et signal v som blir tilført

generatoren. En elektrisk krets F forbinder påtrykkingspunktene A og B til tilkoblingsklemmene på generator 2. Siden den elektriske resistans i vann er meget større enn resistansen i skroget og siden skroget er forholdsvis godt isolert fra vannet på grunn av beskyttende belegg, oksydasjon og/eller avsetninger av sedimenter, går størstedelen av den elektriske strømmen i metallplatene i skroget mellom påtrykkingspunktene A og B og genererer et magnetisk felt H.

På utsiden av skroget er det anbrakt et bruker-apparat. Fortrinnsvis er dette apparatet plassert i et profilformet deksel 3 som er festet til skroget ved for eksempel magnetiske anordninger slik at det raskt .er mulig å anbringe det og å fjerne det. Apparatet er for eksempel en elektro-akustisk transduser 4 forbundet til sender-enhet 6 som blir matet med elektrisitet av en elektrisk strømkilde 14.

Det magnetiske feltet H som genereres av strømmen som går i skroget blir detektert av en magnetisk sensor 5 som kan være en spole eller en Hall-effekt sonde eller en magneto-resistiv sonde og som påtrykkes senderenhet 6 som forsterker signalet før det overføres til transduser 4.

Signalet v som påtrykkes strømgeneratoren er, i denne utførelse, en elektrisk vekselspenning med gitt frekvens f og varighet At.

Strømgenerator 2 som er vist i figur 2, innbefatter to forsterkere 7, 8 hvis utganger henholdsvis er forbundet både med påtrykkingspunktene A og B på skipsskroget og med de to brytere 9, 10 som i lukket tilstand er tilpasset til å sette punktene A og B i forbindelse med den positive spenningen V+ som leveres av en elektrisk strømkilde 13.

Disse brytere er fortrinnsvis av den elektroniske type som lukker når et signal med logikknivå 1 blir påtrykket styre-inngangen.

Inngangssignalet v blir påtrykt inngangen til inverter-enheten til forsterker 7 og til inngangen til et formings-element 11 av typen Schmitt-trigger. Logikksignalet som er tilgjengelig ved utgangen av dette elementet blir påtrykt kontrollinngangen C på bryter 10 og inngangen av en logisk inverter-enhet 12, utgangen av denne inverter-enheten er

forbundet til kontrollinngangen C på bryter 9, utgangen fra forsterker 7 er også forbundet til inngangen på inverter-enheten til forsterker 8.

Strømgenerator 2 fungerer på følgende måte: med et periodisk signal påtrykket inngangen til inverter-enheten til forsterker 7, - den positive halvperioden blir omformet av triggerenhet 11 til en elektrisk spenning med logikknivå 1 som bevirker at bryter 10 sluttes og, invertert av logikk-inverter 12, bevirker at bryter 9 åpnes. Siden den elektriske spennings-kilde 13 ved dette tidspunkt er forbundet til utgangen på forsterker 7 og siden den indre resistans i denne varierer som en funksjon av v, går det en strøm som er proporsjonal med denne spenningen mellom punkt B og punkt A gjennom skipsskroget , - den negative halvperiode som følger etter blir omformet av triggerenhet 11 til et signal av logikknivå 0, som bevirker at bryter 10 åpnes og, invertert av logikk-inverter 12, bevirker at bryter 9 sluttes. Siden den elektriske strøm-kilde 13 på dette tidspunkt er forbundet til utgangen av forsterker 8 og siden den indre resistans i denne varierer som en funksjon av v, vil det gå en strøm som er proporsjonal med denne spenningen fra punkt A til punkt B i en retning motsatt retningen til strømmen som går gjennom skroget under den

foregående halvperiode av signalet.

Det variable magnetfeltet H, som er proporsjonalt med øyeblikks-amplityden til den oscillerende strømmen som går mellom punktene A og B i skroget, blir oppfanget av den mangetiske sensor 5 (figur 1) og, etter passende forsterkning av senderenhet 6, påtrykket den elektro-akustiske transduser 4 .

Apparatet som er beskrevet kan for eksempel benyttes for å få gjennomført fremgangsmåten med akustisk fjernmåling beskrevet i publisert fransk patentsøknad nr. 2 519 424 som innbefatter den suksessive overføring fra tre elektro-akustiske transdusere, som er plassert i profil-formede deksler festet til tre forskjellige steder på skipsskroget, av tre akustiske pulser som mottas av en transduser-mottager plassert på en nedsenket fiskeformet enhet på slep i enden på en kabel, og overføring til skipet gjennom denne kabelen av de telemetrerte målingene forårsaket av disse impulser. I dette tilfelle blir strømmene som er proporsjonale med signalene som overføres, påtrykket suksessivt mellom tre par A,' B på bestemte steder på skroget, i nærheten av de profil-formede dekslene som inneholder de tre elektro-akustiske transudere.

Det beskrevne apparat kan også benyttes i kombinasjon med et ekko-lydsystem eller et navigasjonsapparat av Doppler-effekttypen hvor ekko av pulsene som blir overført fra en transduser slik som 4 og reflektert tilbake av sjøen eller vannmassene, blir mottatt av den samme transduser. I dette tilfelle blir signalene som blir oppfanget, passende for-sterket og en strømgenerator lik generator 2 er også plassert i det profil-formede deksel 1 og er tilpasset for å kunne påtrykke skipssiden en proporsjonal elektrisk strøm som genererer et variabelt magnetisk felt som oppfanges på innsiden av skroget.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan også benyttes for overføring av en bevegelse uten fysisk forbindelse ved å gjøre punktene A og B, hvor strømmen blir påtrykket, bevegelige. De magnetiske felt-variasjonene som er et resultat av bevegelsen av strømlinjene A-B blir detektert på den andre siden av skroget og benyttet for å reprodusere en bevegelse i bevegelsen som var årsak til de magnetiske felt-variasjonene .

Ved å bevege punktene A og B over i en overflatedel av veggen langs en omkrets, kan for eksempel en motor bli satt til å rotere for å påvirke forskjellige deler.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for overføring av et signal med variabel amplitude uten elektrisk forbindelse gjennom en tykk, ledende vegg, fortrinnsvis av magnetiserbart materiale, eksempelvis et skipsskrog, hvor det frembringes et magnetisk felt som er proporsjonalt med den variable amplituden av signalet som skal overføres, hvor det magnetiske feltet detekteres på den andre siden av veggen, og hvor et signal som er proporsjonalt med det detekterte magnetiske feltet, genereres på den andre siden av veggen, karakterisert ved at det magnetiske feltet frembringes på den første siden av veggen ved å påtrykke en elektrisk strøm mellom adskilte steder på denne.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den elektriske strømmen blir påtrykket den ledende veggen mellom to påtrykkingspunkter på veggen og at disse punktene er bevegelige i forhold til hverandre.

3. Apparat for å utføre fremgangsmåten ifølge krav 1 eller 2, omfattende en elektromagnetisk enhet anbrakt på en første side av veggen for å generere et magnetisk felt som er proporsjonalt med det variable signalet som skal overføres, og minst en mottakerenhet anbrakt på den andre siden av veggen, hvilken mottakerenhet innbefatter en magnetfelt-detektoranordning for avføling av det genererte magnetfeltet og for å tilveiebringe en indusert strøm, karakterisert ved at apparatet også innbefatter en strømgenerator og elektriske kretsdeler innrettet for å forbinde terminaler på strømgeneratoren med minst to adskilte punkter på veggen, idet mottakerenheten er innrettet for å avføle magnetfeltet som genereres av den elektriske strømmen som flyter mellom de to punktene på veggen.

4. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at det ytterligere innbefatter minst ett forstérker-element innrettet for å forsterke det signal som genereres av mottakerenhetens magnetfelt-detektoranordning, samt en elektro-akustisk transduser forbundet til utgangen av hvert forsterker-element.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at strømgeneratoren produserer en vekselstrøm og innbefatter to forsterkere tilpasset for å generere strømmer som er proporsjonale med spenningene som påtrykkes forsterkernes inngangsklemmer, idet utgangsklemmene til disse to forsterkere er, på den ene side forbundet til en elektrisk strømkilde gjennom to brytere og på den andre side til de to steder på skrogveggen, ved en anordning for å påtrykke nevnte signal og et signal i motfase til dette til de respektive innganger av de to forsterkere, og ved en anordning styrt av nevnte signal for å aktivisere nevnte to brytere.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at anordningen for aktivi-sering av de to brytere innbefatter et element for å omforme nevnte signal til et rektangulært signal, idet utgangen på nevnte element er forbundet direkte til en kontrollinngang på en av bryterne og gjennom et inverter-element til en kontrollinngang på den andre bryteren.

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at de to forsterkere og de to brytere er utformet av felteffekt-transistorer.

8. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at forsterker-elementet og tilknyttet elektro-akustisk transduser er anbrakt på innsiden av et prof Uformet deksel på skipsskroget.