NO760658L - - Google Patents

Description

Anordning for bestemmelse av et fartøys stilling

i forhold til et punkt på sjøbunnen.

Foreliggende oppfinnelse angår en måleanordning som muliggjor beregning av stillingen av et fartoy som kan bevege seg på vannoverflaten, i forhold til et fast punkt 0 på esjobunnen,

å hvorfra, det utsendes lydbolger, idet anordningen omfatter minst tre detektorer Dl, D2, D3 festet til fartoyets bunn og anordnet ved hvert sitt hjorne av en rettvinklet trekant, liksom utstyr for beregning av vanndybden under fartoyet, samt forskjellen i en lydbolges forplantningstid fra punktet 0 til henhv. detektoren D2 og detektoren Dl, og forskjellen i forplantnings tid fra punktet 0 til henhv. detektoren D3 og detektoren D2.

I kjente anordninger av denne art finner beregningen av

avstandene x og y fra punktet 0 til henhv. midtplanet mellom

D2 og Dl og midtplanet mellom D2 og D3 ved hjelp av en digital regneenhet som benytter seg av tilnærmede beregningsformler.

Videre tilfores denne kjente regneenhet andre målestdrrelser, nærmere bestemt fasevinklene mellom de lydbolger som mottas av de forskjellige detektorer.

Sådanne anordninger for stillingsberegninger anvendes ombord

i forskjellige slags fartoyer, f.eks. boreplattformer, og benyttes for bestemmelse av fartoyets stilling i forhold til et nedsenket senderfyr på sjobunnen. Dette fyr avgir lydbolger som mottas av tre detektorer montert på fartoyets bunn.

Oppfinnelsens måleanordning for stillingsberegning er meget enkel

å gjor det mulig å utfore beregning av storrelsene x og y ved

enkle analoge kretser, som bare utforer sine beregninger på grunnlag av de målte storrelser At2^/At.^°<3 H uten at det benyttes noen som helst tilnærmelser under beregningene.

Måleanordningen i henhold til oppfinnelsen har som særtrekk

at den videre omfatter folgende komponenter:

En forste signalinnretning som på grunnlag av den beregnede forskjell A t 21 i forplantningstid samt ved multiplikasjons med en koeffisient som avhenger av lydbolgenes forplantningshastighet i vann, frembringer et signal xo tilsvarende forskjellen mellom d2og d^, samt på grunnlag av den beregnede forskjell Za t 32 i forplantningstid samt ved multiplikasjon med en koeffisient som avhenger av lydbolgenes forplantningstid i vann, frembringer et signal yo tilsvarende forskjellen mellom d^ og<d>2;

En annen signalinnretning som ved algebraisk multiplikasjon og addisjon samt på basis av signalene xo og d^ frembringe et signal som tilsvarer en verdi kx, hvor x er avstanden av punktet 0 fra midtplanet mellom punktene D.^og D^ ; en tredje signalinnretning som ved algebraisk multiplikasjon og addisjon, samt på basis av signalene xo, yo og d^ frembringer et signal som tilsvarer en verdi ky, hvor y er avstanden av punktet 0 fra midtplanet mellom punktene D 2 og D^;

En fjerde signalinnretning som ved algebraisk multiplikasjon og

på grunnlag av signalenene tilsvarende kx, ky og H frembringes et signal tilsvarende k 2 d^ 2, som etter gjennomgang gjennom et regneorgan for kvadratrotuttrekning, påtrykkes annen og tredje signalinnretning.

Det er således opprettet et servosystem, som ved hjelp av signalet kd^styrer den annen og tredje signalinnretning, som i sin tur frembringer signaler tilsvarende verdiene kx og ky.

I henhold til en forste utforelse av oppfinnelsen, hvorved k antas å være lik 1, omfatter nevnte annen signalinnretning folgende komponenter: En forsterker som på sin inngangsside mottar signalet xo og på sin utgangsside avgir et signal -<XO>p (hvor a = 2 1

2

og en algebraisk summeringsinnretning som tilfores signalene xo og d^samt avgir et signal 2d^+ xo;

En multiplikator med to innganger, hvorav den ene er tilsluttet utgangen for nevnte forsterker og den annen er forbundet med utgangen fra nevnte summeringsinnretning, idet multiplikatoren avgir signalet x.

Mens nevnte tredje signalinnretning omfatter folgende kompon enter:

En forsterker som på sin inngangsside mottar signalet yo og

på sin utgangsside avgir signalet ^— , (hvor b =<D>3<P>2 );

2

en algebraisk summeringsinnretning som mottar signalene xo, yo og d^samt på.sin utgangsside avgir signalet d2^ + 2xo + yo;

En multiplikator med to innganer, hvorav den ene er forbundet med utgangen fra nevnte forsterker og den annen er forbundet med utgangen fra nevnte summeringsinnretning, mens multiplikatoren på sin utgangsside avgir signalet y.

Videre omfatter nevnte fjerde signalinnretning folgende komponenter: En forste summeringsinnretning som tilfores det signal x som kommer fra nevnte annen signalinnretning samt et konstant signal, og avgir på sin utgangsside et signal x + a; r

En annen summeringsinnretning som tilfores det signal y som kommer fra nevnte trdje signalinnretning samt'et konstant signal, og avgir på sin utgangsside et signal y + d;

Eh forste multiplikator med to innganger som begge er tilsluttet utgangen for nevnte forste summeringsinnretning;

En annen multiplikator med to innganger som begge er tilsluttet utgangen for nevnte annen summeringsinnretning;

En tredje summeringsinnretning med en forste inngang tilsluttet utgangen for den forste multiplikator og en annen inngang tilsluttet utgangen for den annen multiplikator, samt en tredje inngang som mottar signalet H 2, mens summeringsinnretningens utgang avgir signalet d^ 2, som påtrykkes et regneorgan for kvadratuttrekning, og hvis utgang er forbundet med de algebraiske summeringsinnretninger i nevnte annen og tredje signalinnretning.

I henhold til en forste forbedring av denne utforelse av oppfinnelsens anordning, og som gjor det mulig å oppnå en meget enkel korreksjon for stampe- og rullebevegelser i sjoen, omfatter måleanordningen ved utgangen av den annen signalinnretning et addisjonsledd innrettet for addisjon av utgangssignalet x fra nevnte annen signalinnretning med et signal lik T . H, hvor T er fartoyets stampevinkel, samt ved utgangen av nevnte tredje signalinnretning, et addisjonsledd innrettet for addisjon av utgangssignalet y fra nevnte tredje signalinnretning med et signal lik R . H, hvor R er fartoyets rullevinkel.

I henhold til en tredje forbedring av den ovenfor angitte utforelse, og som gjor det mulig å utfore en annen korreksjon av stampe- og rullebevegelse, mottar nevnte tredje summeringsinnretning i den fjerde signalinnretning gjennom en fjerde inngang et signal lik TH, samt gjennom en femte inngang, et signal RH.

I henhold til én tredje forbedring av sistnevnte utforelse, og

som gjor det mulig å' oppnå en tredje korreksjon av stampe- og rullebevegelse, frembringer nevnte forste signalinnretning xo ved multiplikasjon av At., med en koeffisient som hovedsakelig er lik •

2

c (1 + — ) , samt yo ved multiplikasjon av A t__ med en

2 2

R

koeffisient som hovedsakelig er likccd + ^ ) •

Ved en annen utforelse av oppfinnelsens måleanordning antas

k lii og den annen signalinnretning omfatter da folgende komponenter: En inngangsforsterker som på sin inngangsside mottar signalet xo og på sin utgangsside avgir signalet - ^ ;

En forste multiplikator med to innganger som henhv. mottar signalet xo og signalet =j— ;

ri

En algebraisk summeringsinnretning med to innganger som

xo

henhv. mottar signalet itrj- fra den forste multiplikator "og signalet cl 1 , samt på sin utgangsside avgir et signal

H

tilsvarende 2c^ l+ xo ; En annen multiplikator med to innganger

H\

xo

som henhv. mottar signalet - 4a fra inngangsforsterkeren og det signal som kommer fra nevnte algebraiske summeringsinnretning, idet multiplikatoren avgir signalet — ri på sin utgangsside. Nevnte tredje signalinnretning omfatter i denne utforelse folgende komponenter: En inngangsforsterker som på sin inngangsside mottar signalet yo og på sin utgangsside avgir signalet - ^ ;

En forste multiplikator med to innganger som henhv. mottar signalet yo og signalet g , samt over sin utgang avgir et signal yo

H '

En algebraisk summeringsinnretning med tre innganger,, hvorav den forste mottar signalet fra den forste multiplikator, den annen inngang mottar signalet — ri fra den forste multiplikator i nevnte forste signalinnretning, og den tredje inngang mottar et signal<cl>1, mens summeringsinnretningen på sin utgangsside avgir

H

i . 2d- + 2xo + yo

sxgnalet 1<2>xo<+><f>_;

H

En annen multiplikator med to innganger, hvorav den ene er forbundet med utgangen fra inngangsforsterkeren og den annen er forbundet med utgangen fra nevnte algebraiske summeringsinnretning, således at denne multiplikator på sin utgangsside avgir signalet

^. Videre omfatter nevnte fjerde signalinnretning folgende komponenter:

En forste Summeringsinnretning med to innganger som henhv.

mottar signalet ^ fra nevnteaannen signalinnretning og signalet

|j, samt på sin utgangsside avgir et signal x H<;>

En annen summeringsinnretning med to innganger som henhv. mottar signalet ^ fra nevnte tredje signalinnretning og signalet ^,

samt på sin utgangsside avgir et signal- ^—;

En forste multiplikator med to innganger som begge er tilsluttet utgangen fra den forste summeringsinnretning;

En annen multiplikator med to innganger som begge er tilsluttet utgangen fra den annen summeringsinnretning;

En tredje summeringsinnretning, hvis ene inngang er forbundet med utgangen fra den forste multiplikator, og annen inngang er forbundet med utgangen for den annen multiplikator, og tredje inngang påtrykkes et enhetssignal, hvorved denne summeringsinnretninc på sin utgangsside avgir et signal dl lik summen av singhale

b2H 2

1/(—pj—9") og ——) og som påtrykkes inngangssiden av et regneorgan for kvadratrotuttrekning, hvis utgangsside er tilsluttet innganger for summeringsinnretningene i nevnte annen og tredje signalinnretning.

I denne utforelse for k er satt lik ^ , vil storrelse av tilbakekoblingssignalet — drliligge nær enhetsverdien, således at de komponenter som utforer multiplisering og kvadratrotuttrekning, arbeider med et" meget lavt dynamisk forhold hvorved stor noyaktighet kan oppnås. I henhold til /jen forste forbedring av nevnte annen utforelse av oppfinnelsen, og som muliggjor en korreksjon av ruller- og stampebevegeIser på meget enkel måte, omfatter måleanordningen ved utgangen av nevnte annencsignal-innretning et addisjonsledd innrettet for addisjon av utgangssignalet i ^ fra den annen signalinnretning med et signal lik T, hvor T er fartoyets stampevinkel, samt ved utgangen av nevnte tredje signalinnretning et addisjonsledd innrettet for beregning av summen av utgangssignalet y fra den tredje signalinnretning og et signal lik R hvor R er fartoyets rullevinkel.

I henhold til en annen forbedring av den ovenfor angitte annen utforelse av oppfinnelsen, og som muliggjor en annen korreksjon av stampe- og rullebevegelser, er nevnte tredje summeringsinnretning i fjerde signalinnretning utstyrt med en fjerde inngang som

T R

mottar signalet tj samt en femte inngang som mottar signalet

ri ri

I henhold til en tredje forbedring av nevnte annen utforelse

av oppfinnelsen, og som muliggjor en tredje korreksjon av stampe- og rullebevegelser, frembringer nevnte forste signalinnretning xo ved multiplikasjon av med en koeffisient som hovedsakelig er lik rm2 samt yo ved multiplikasjon av

c( 1 + §— ) ,

A R2

/\ t^2 med en koeffisient som hovedsakelig er lik c(l+ — ) •

Foreliggende oppfinnelse vil nå bli nærmere forklart ved beskrivelse av utforelseseksempler under henvisning til de vedfoyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser anordning av tre hydrofoner i tilslutning til oppfinnelsens måleanordning ombord i et fartoy; Fig. 2 er et blokkskjema av måleanordningen i henhold til oppfinnelsen; Fig. 3 viser på et skjematisk diagram de forskjellige storrelser som anvendes ved beregninger i oppfinnelsens måleanordning; Fig. 4 viser en forste utforelse av regneverket i måleanordningen i henhold til oppfinnelsen; Fig. 5 viser en variant av regneverket i fig. 4; Fig. 6 viser en annen utforelsesvariant av regneverket i oppfinnelsens måleanordning, og Fig. 7 viser en forbedring av den utforelsesvariant av regneverket som er angitt i fig. 6.

Oppfinnelsens måleanordning er særlig beregnet på å innstalleres

i et fartoy eller på en plattform for undersokelse av sjobunnen eller utforelse av bunnarbeidet, særlig i forbindelse med pelagisk oljeboring. Ved hjelp av denne anordning kan det med stor noyaktighet oppnås angivelse av fartoyets stilling i forhold til en fyranordning på sjobunnen, således at f.eks. stillingen.av en ekkoloddinnretning i forhold til bronnåpningen kan bestemmes for korrekt innstilling av boreutrustningen. Fig. 1 viser skjematisk et fartoy på viss bunn det er plassert tre detektorer, som utgjores av hydrofoner Dl, D2, D3, anordnet ved hvert sitt hjorne av en rettvinklet trekant i et horisontalt plan. Hydrofonene Dl og D2 befinner seg i innbyrdes avstand 2a parallelt med fartoyets lengdeakse. Hydrof onener,D2 og D3 befinner seg i innbyrdes avstand 2:b parallelt med fartoyets tverrakse.

Fig. 2 viser et generelt blokkdiagramm for oppfinnelsens måleanordning.

Denne måleanordning omfatter tre hydrofoner Dl, D2, .og D3 anordnet på et fartoy 1 og utstyrt for å motta lydbolger som kommer fra

et akustisk fyr 2 på sj obunnen i punktet 2 idet ODI = d^, 0D2 =<^2' ODSéd^. Hver hydrofon er tilkoblet en mottager 11, 12 eller 13, som sikrer hensiktsmessig signalbehandling av de signaler som avgis fra den tilsvarende hydrofon.

Mottagerne 11, 12 og 13 etterfolges av en krets 14, som sender

ut et kontinuerlig signal som angir forskjellen Z\ t^-^mellom lydbolgens forplantningstider mellom punktet- 0 og hydrofonen D2

på den ene side og nellom punktet 2 og hydrofonen Dl på den annen side, liksom et kontinuerlig signal som angir forskjellen t - ? mellom forplantningstiden for lydbolgene mellom punktet 0 og hydrofonen D3 på den ene side og mellom punktet 0 og hydrofonen D2

på den annen side.

Fartoyet 1 er også utstyrt med en innretning 15 som kontinuerlig angir vanndybden H under hydrofonene, samt en innretning 16 som måler rullevinklene R og stampevinklen T for fartoyet 1.

De kontinuerlige signaler som representerer storrelséne t 91

og liksom H og eventuelt R og T, tilfores en regneverkt 17 som er nærmere vist i fig. 4-7, og- som frembringer signaler som er lik eller proporsjonale med xy, idet x er avstanden fra punktet 0 til midtplanet mellom Dl og D2, og y er avstanden fra punktet 0 til midtplanet mellom D.2 og D3.

Av fig. 3 vil det fremgå at i planet for de tre hydrofoner representerer x og y koordinatene for projeksjonen 0' av punktet 0 på dette plan med hensyn på de to koordinatakser hvis origo er I, idet midt-perpendikulæren på linjen Dl D2 utgjor y-aksen og midt-perpendikulæren på linjen D2 D3 utgjor x-aksen.

På dette grunnlag er det mulig å beregne avstandene d^,<d>^,og

d^uttrykt ved verdiene x, y og H ved hjelp av folgende formler:

I det det antas at xo = d^-d^og yo = d^- d^ kan folgende formeler utledes:

Fig. 4 viser en forste utforelse av regneverket 17 i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Storrelséne xo og yo tilsvarer forskjellene i forplantnings^ strekningen mellom henhv. ^"^i°9^3"^ 2'°^°PPn^s ve<^ at konstantensc, som er lydhastigheten i vann, multipliseres med forskjellene i forplantningstid, henhv. A09^t32*D^sse multiplikasjoner utfores av en forste forsterkerinnretning 18

og en annen forsterkerinnretning 19, hvorav den ene tilfores verdien At., og den annen tilfores verdien A t. således at forsterkerinnretningen 18 kan avgi signalet xo= c . A^-^/ og forsterkerinnretningen 19 kan avgi signalet yo = c

Regneverket 17 omfatter organer 20 som på grunnlag av signalene

xo og d^/frembringer verdien x.

Organene 20 omfatter en forsterker 21 som tilfores et signalet xo

XO

fra forsterkerinnretningen 18 og avgir et signal - -^ g ; en summeringsinnretning 22 hvis ene inngang mottar det signal xo som kommer fra forsterkerinnretningen 18, og hvis annen inngang mottar et signal d1fra en kvadratrot-enhet 60, som fra et organ 40 mottar signalet d^ 2, og oppbygningen av dette organ vil bla nærmere beskfeevet i det folgende.

Summeringsinnretningen 22 avgir på sin utgangsside et signal tilsvarende verdien 2d^+ xo.

Endelig omfatter organene 20 en multiplikator 22 med to innganger, hvorav den ene er tilsluttet utgangen for forsterkeren 21?. og den annen er tilsluttet utgangen for summeringsinnretningen 22, således

XO

at multiplikatoren ved multiplikasjon av signalene -4^°92d^+ xo ved anvendelse av formelen (1) frembringer signalet x.

Regneverket 17 omfatter videre organer 30, som på grunnlag av signalene xo, yo og d^ frembringer signalet y.

Organene 30 omfatter en forsterker 31 som tilfores det signal yo som kommer fra forsterkerinnretningen 19dg avgir et signal - ^fc ; en summeringsinnretning med tre innganger, hvorav den ene mottar signalet xo, den annen mottar signalet yo og den tredje inngang mottar det signal d^som kommer fra kvadratrotenhéten 60, således at denne summeringsinnretning på sin utgangsside kan avgi signalet 2d^+ 2xo + yo. Organene 30 omfatter videre en multiplikator med to innganger, som henhv. er forbundet med utgangen for forsterkeren 31 og med utgangen fra summeringsinnretningen 32, samt ved anvendelse av formlen (2) frembringer signalet y.

Regneverket 17 omfatter også organer 40, som på grunnlag av signalene x, y og H gjor det mulig å frembringe et signal d^<2>, samt omfatter en forste summeringsinnretning som mottar et konstant signal samt signalet x, og på sin utgangsside avgir et signal, x + a, liksom en annen summeringsinnretning 42 som mottar et konstant signal samt signalet y og avgir på sin utgangsside et signal y + b.

Signalet x + a påtrykkes de to innganger for en multiplikator

43, som således avgir et signal (x + - a) 2.

Signalet y + b påtrykkes de to innganger for en multiplikator

44/som således avgir et signal (y + b) 2.

Signalet H påtrykkes begge innganger for en multiplikator 45,

som således frembringer et utgangssignal H 2.

Utgangssignalene fra de respektive multiplikatorer 43, 44 og '45 tilføres inngangene for en summeringsinnretning 46, som således frembringer utgangssignalet d^ 2.

Utgangssignalet fra summeringsinnretningen 46 tilføres inngangen til kvadratrot-enheten 60.

Ved den ovenfor angitte beregning av størrelsene xy er stampe- og rullevinklene (T og R) ikke blitt tatt i betraktning. Når disse vinkler er små, kan de korreksjoner som må benyttes i formlene (1), (2) og (3) uttrykkes på følgende måte:

(1) 1 x<1>= x + TH

(2) « y' = y + RH

(3) ' d'a2="da<2>- 2H (bR + a T)

Videre er det mulig å innføre en korreksjon for sjøgangen ved å sette verdien xo = A t„.<=>C = A t c(l + T2 ), og .(Li. COS X4-\ .

verdien av yo -At^ = At32-c(l<+>).

Fig. 5 viserr et fullstendig regneverk som gjør det mulig å

ta disse korreksjoner i betrakning. Dette regneverk omfatter foruten de elementer som iringåri regneverket i fig. 4, følgende komponenter: Et addisjonsledd 51. som frembringer summen av signalet x som kommer fra organene 20, og et signal lik T . H som kommer fra en multiplikator 52, som på sin inngangsside tilføres signalet T og signalet Hj

Et ytterligere addisjonsledd 53 som frembringer summen av

det signal y som kommer fra organene 30, og et signal lik RH

som kommer fra en multiplikator 54 ,. som på sin inngangsside tilføres signalet H og signalet R.

For å oppnå en plattformkorreksjon av signalet d^ 2, benyttes

også ovenfor nevnte multiplikator 52 for frembringelse av produktet av signalene T og H, mens multiplikatoren 54 benyttes for frembringelse av produktet av signalene R og H.

Vedkommende utganger fra multiplikatorene 52 og 54 er forbundet med en fjerde og en femte inngang til summeringsinnretningen 46, som således frembringer utgangssignalet (x + a) 2 + (y + b) 2 + H 2-2bHR - 2a HT.

For å oppnå korreksjon for sjøgangen korrigeres forsterknings/ faktoren i forsterkningen 18 kontinuerlig, idet denne faktor foreligger i formen c+Z 2 nåens forsterkningsfaktoren for

R2

forsterkeren 19 foreligger i formen c ( + ).

2

Fig. 6 viser en annen utførelse 17' av regneverket 17 i henhold til oppfinnelsen: Regneverket 17' frembringer signalene x og ^ ved anvendelse av

H H

formlene (l), (2) og (3), som etter tilsvarende transformasjon gir uttrykkene:

Liksom i regneverket 17 i fig. 4, oppnås størrelsene xo og yo tilsvarende forskjellene i forplantningsbanene d^ - d^ og d^-d^ved at c, som er lydhastigheten i vann, med forskjellene i forplantningstid, henhv. A tg^ og A Disse multiplikasjoner utføres av henhv. en første forsterkerinnretning 18 og en annen forsterkerinnretning 19, som henhv. tilføres verdien At.; og verdien Den første forsterkerinnretning 18 avgir da pa sin utgangsside signalet' xo = c^tg^, mens<<:>den annen forsterkerinnretning 19 avgir utgangssignalet yo =

Forsterkeren 17' omfatter også organer 20", som på grunnlag av' signalene xo, — r og H, frembringer signalet H x . Organene 20' omfatter en forsterker 21' som tilføres signalet xo fra forsterkerinnretningen 18 og på o sin utgangangsside avgir et signal - ^ XO j en første multiplikator 24' med to innganger som henhv. mottar signalet xo og signalet. — 1 , som er oppnådd ved reversering av signalet H, samt på sin utgangsside avgir et signal -ttjt j en

XO

summeringsinnretning 22' hvis ene inngang mottar signalet —rr og

dl

annen inngang mottar et signal77- fra en kvadratrot-enhet 60', som på sin inngangsside mottar signalet ( dH l ) 2 fra organene 40',

og hvis konstruksjon vil bli nærmere beskrevet i•det følgende.

Summeringsinnretningen 22' avgir på sin utgangsside et signal tilsvarende 2 ^ +77— . Organene 22' omfatter endelig en annen multiplikator 23' med to innganger som henhv. er forbundet med utgangssiden av forsterkeren 21' og utgangen fra summeringsinn,-retningen 22, således at denne multiplikator ved multiplikasjon

av signalene - —■ og 2 77^ + -~ , kan frembringe signalet 77.

'ia MM H

Regneverket 17' omfatter også organer 30', som på grunnlag av signalene xo, yo, 77— og H frembringer signalet -j^ .

Disse organer 30' omfatter en forsterker 31' som tilføres det signal som kommer fra forsterkerinnretningen 19, og avgir et signal - } en første multiplikator 34' med to innganger som'"" henhv. mottar signalet yo og signalet , samt på sin utgangsside avgir signalet $ siamt en' summeringsinnretning 32<*>med tre innganger som henhv. mottar signalet77°- og signalet 77°- samt

dl

signalet 77- fra kvadratrot-enheten 60', således at denne summeringsinnretning på sin utgangsside kan avgi signalet

^H<+>^ H H

Organene 30' omfatter videre en annen multiplikator 33 med to innganger som henhv. er forbundet med utgangen for forsterkeren 31 og med utgangen for summeringsinnretningen 32', samt en inngang som avgir signalet ^ .

dl 2

Organene 40' gjør det mulig å frembringe et signal (—77) på grunnlag av signalene ^ , ^ og H, og omfatter en første summerings/ innretning 41' som tilføres det signal som oppnå.^ved reversering av signalet .H, samt signalet 7X 7 , og avgir på o sin utgangsside et signal (Xj!ja) j samt en annen summeringsinnretning 42', som på sin inngangsside tilføres signalet ^ og signalet ^ og på sin utgangsside avgir et signal (.-^~ n )<*>

Signalet (x ^ a ) påtrykkes begge innganger for en multiplikator 43', som således på sin utgangsside avgir signalet ( H 1 )

Signalet ( ,7- ) påtrykkes begge innganger for en multiplikator 44' , som således på sin utgangsside frembringer et signal (jT~) . Utgangssignalene fra de respektive multiplikatorer 43' og 44' tilføres.sammen med et enhetssignal på inngangssiden til en summeringsinnretning 46', som derved på sin utgangsside frembringer

dl 2

signalet (—rr ) . Utgangen for summeringsinnretningen 46' er forbundet med inngangen for kvadratrot-enheten 60<*>.

x v

Ved den ovenfor angitte beregning av signalene — og y- er

stampe- og rullevinklene (T og R) ikke blitt tatt i betrakning.

Hvis disse vinkler er små, kan de nødvendige korreksjoner av formlene (4), (5) og (6) utføres ved hjelp av følgende uttrykk:

Det er videre mulig å utføre en korreksjon for sjøgangen ved å sette verdien xo? —n,*55LXt^s, c(l + T_), og verdien

AC- X COS ■ ■ Xr\ ■C- \-

t "AtC(l+-Rf_).

cosR 2

Fig. 7 viser det fullstendige regneverk som gjør det mulig å

ta i betrakning sådanne korreksjoner. Dette regneverk omfatter i tillegg til de viste komponenter i fig. 6, et addisjonsledd 51' som frembringer summen av det signal som kommer fra organene 20',' og et signal tilsvarende T, samt et addisjonsledd 53' som frembringer summen av det signal -*j_ som kommer fra organene 30', og et signal tilsvarende R.

For å utføre en plattform, -korreksjon av verdien ( dl ); 2, omfatter også o den modifiserte utførelse av regneverket en muHlti<p>likato<r>52' s5o4m ' fsrom embfrriemnbgrer inpgrer oduprkotedut katv et saigv nasligenne aleT ne og R 77o, g s— a1mt . en multiplikator

.Utgangene for multiplikatorene 52' og 54" er henhv. tilsluttet en fjerde og en femte inngang for summeringsinnretningen 46', som såledessettes i stand til å frembringe utgangssignalet :

d' 1 2

Som er lik verdien (—^ ) , som etter behandling i

kvadratrot-enheten 60' påtrykkes organene 20' og 30' .

Som korreksjon for sjøgangen innstilles forsterkningsfaktoren for forsterkeren 18 kontinuerlig til verdien

T<2>

c (l + —Tj ), mens forsterkningsfaktoren for forsterkeren 19 innstilles til verdien

De forskjellige summeringsinnretninger som anvendes i oppfinnelsens måleanordning utgjøres av 1ikestrømsforsterkere og potensiometer-motstander, som gjør det mulig å frembringe summeringsfunksjoner av formen ai, si, idet de forskjellige verdier ai innstilles ved

i

hjelp av potensiometer-motstandene og de forskjellige verdier av si utgjøres av de signaler som påtrykkes summeringsinnretningenes innganger.

Vanndybden H kan enten angis ved hjelp av et lydsignal eller fremvises manuelt.'"

Skjønt de utførelsesformer av oppfinnelsens måleanordning som nettopp beskrevet, synes å gi de største fordeler, vil det forstås at forskjellige modifiksjoner kan utføres uten at oppfinnelsens ramme overskrides, idet det vil være mulig å erstatte visse av de anvendte komponenter med andre komponenter som er i stand til å utføre samme eller en likeartet arbeidsfunksjon.

Claims (11)

1. Måleanordning for beregning av stillingen av et fartøy som kan bevege seg på vannoverflaten, iforhold til et fast punkt 0 på ' sjøbunnen og hvorfra det utsendes lydbølger, idet anordningen omfatter minst tre detektorer Dl-, D2, D3 festet til fartøyets bunn og anordnet ved hvert sitt hjørne av en rettvinklet trekant, hvorunder avstanden mellom detektoren Dl,og D2 betegnes med 2a, avstanden mellom detektoren D2 og D3 betegnes med 2b, og'' avstanden mellom punktet 0 og detektorene D1,.^ D;2 og D3 er henhv. d^ , d^ og d^J en første regneenhet for beregning av vanndybden H under fartøyetj en annen regneenhet for beregning av fnrskjpl 1pn /\t i en lydbølges forplantningstid fra punktet 0 til henhv. detektoren D2 og detektoren Dl; en tredje regneenhet for beregning av forskjellen A t^o i en lydbølges forplantningstid fra punktet 0 til henhv. D3 og D:2j karakterisert ved at anordningen videre omfatter: en første signalinnretning (18, 19)' som på grunnlag av den beregnede forskjell Ai forplantningstid samt ved multiplikasjon med en koeffisient som avhenger av lydbølgenes forplantningshastighet i vann, frembringer et signal xo tilsvarende forskjellen mellom d^ og d^ , samt på grunnlag av den beregnede forskjell A i forplantningstid samt ved multiplikasjon med en koeffisient som avhenger av lydbølgenes forplantingshastighet i vann, frembringer et signal yo tilsvarende forskjellen mellom D3 og D2j En annen signalinnretning (20,^ 20') som ved algebraisk multiplikasjon og addisjon samt på basis av signalene xo og d^ frembringer et signal som tilsvarer en verdi kx, hvor x er.avstanden åv punktet 0 fra midtplanet mellom punktene Dl og D2j en tredje signalinnretning (30, 30') som ved algebraisk multiplikasjon og addisjon samt på basis av signalene xo, yo og d^ , frembringer et signal som tilsvarer ky, hvor y er avstanden av punktet 0 fra midtplanet mellom punktene Dl og D3j En fjerde signalinnretning (40, 40') som ved algebraisk multiplikasjon og på grunnlag av signalene kx, ky og H frembringer et signal tilsvarende k 2 d^ 2 , som etter gjennomgang gjennom et regneorgan (60, 60') for kvadratrotuttrekning , påtrykkes annen og tredje signalinnretning (20, 20') (30, 30').

2. Måleanordning som angitt i krav 1, . karakterisert ved atker lik 1.

3. Måleanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte annen signalinnretning (20) omfatter følgende komponenter: En forsterker (21) som på sin inngangsside mottar signalet xo x0 og på sin utgangsside avgir et signal —^ } En algebraisk summeringsinnretning (22) som tilføres signalene xo og d^ samt avgir et signal 2d^ + xoj En multiplikator (23) med to innganger som henhv. er forbundet med utgangen for nevnte forsterker (21) og utgangen for 'nevnte summeringsinnretning (22), samt en 'utgang som avgir signalet x; mens tievnte tredje signalinnretning (30) omfatter følgende komponenterj En forsterker (31) som på sin inngangsside mottar signalet yo og på sin utgangsside avgir signalet - ^rr- En algebraisk summeringsinnretning (32) som mottar signalene xo, yo og d^ , samt på sin utgangsside avgir signalene 2d^ + 2xo + yoj En multiplikator (33) med to innganger som herh/. er forbundet med utgangen for nevnte forsterker (31) og utgangen fra nevnte summeringsinnretning (32), samt en utgang som avgir signalet yj Og nevnte fjerde signalinnretning (40) omfatter en første summeringsinnretning (41) som tilføres signalet x fra nevnte annen signalinnretning (20) samt en konstant signal, og avgir signalet x + aj En annen summeringsinnretning (42) som påtrykkes et signal y fra nevnte tredje signalinnretning (30) samt en konstant signal, og avgir et signal y + bf En første mutliplikator (43) med to innganger som begge er forbundet med utgangen fra nevnte første summeringsinnretning (41)j i En annen multiplikator (44) med to innganger som begge er forbundet med utgangen for nevnte annen summeringsinnretning (42)} En tredje summeringsinnretning (46) hvis ene inngang- er forbundet med utgangen for den første multiplikator (43), og annen inngang er forbundet med utgangen for den annen multiplikator (44), mens innretningens tredje inngang mottar signalet H 2 , 'således at innretningen på sin utgangsside avgir signalet d^ 2, som påtrykkes' "' en kvadratrot-enhet (60) hvis utganggside er forbundet med den algebraiske summeringsinnretning (22, 32) i nevnte annen og tred je signal innretning (20, 30).

4. Måleanordning som angitt i krav 1,' karakterisert ved at k er lik —1. M ■

5. Måleanordning som angitt i krav 4," ' karakterisert ved at nevnte annen signalinnretning (20') omfatter følgende komponenter: En inngangsf orsterker (21') som p'å' sin inngangsside mottar signalet o XO xo og på sin utgangsside avgir signalet —^ j En første multiplikator (24') med to innganger som henhv. mottar signalet xo og signalet — j En algebraisk summeringsinnretning (22') med to innganger som henhv. mottar signaletX£ fra den første multiplikator (24') og . signalet d. , samt en utgang som avgir et signal —1 j 4 H En annen multiplikator (23') med to innganger-som henhv. mottar XO signalet —^ fra inngangsforsterkeren (21') og det signal som kommer fra nevnte algebraiske summeringsinnretning (22'), samt en utgang som avgir signalet j- j Mens tredjesignalinnretning (30 <*> ) omfatter følgende komponenter: En inngangsforsterker (31 <1> ) som på sin inngangsside mottar signalet yo og på sin utgangsside avgir signalet j En første multiplikator (34') med to innganger som henhv. mottar signalet yo og signalet — , samt en utgang som avgir signalet j En algebraisk H summeringsinnretning (42') med tre innganger som henhv. mottar signalet fra den første multiplikator (-34' ) signalet ^ fra den første multiplikator (24') i nevnte første signalinnretning (20'), og et signal J/ l , samt en utgang som avgir signalet 2å1 + 2xo + yo H H En annen multiplikator (33') med to innganger som henhv. er forbundet med utgangen for inngangsforsterkeren (31') og utgangssiden av nevnte algebraiske summeringsinnretning (32'), samt en utgang som avgir signalet og nevnte fjerde signalinnretning (40') omfatter følgende komponenter: En første summeringsinnretning (ai') med to innganger som henhv. mottar signalet fra nevnte annen signalinnretning 1 x+a (20') og signalet77 samt en utgang som avgir et signal (—rr^J En annen summeringsinnretning ('42') med to innganger som henhv." mottar signalet ^ fra nevnte tredje signalinnretning (30') og signalet yj , samt en utgang som avgir et signal (^j*jb ) J En første mul tiplikator• (43')•med to innganger som begge er • tilkoblet utgangen for den første summeringsinnretning (ål'")} En annen multiplikator (44') med to innganger som begge er forbundet med utgangen fra den annen summeringsinnretning (42')} En tredje summeringsinnretnin g (46') med en første inngang som er forbundet med utgangen for den første multiplikator (43'), en annen inngang som er forbundet med utgangen for den annen multiplikator (44') samt en- tredje inngang som tilføres et enhetssignalj Idet nevnte tredje summeringsinnretning (46') på sin utgangsside avgir et signal d. 2lik summen av signalene 1, ( x+ a) 2o q , <%2> H H som påtrykkes inngangssiden av en kvadratrot-enhet (60*), .hvis utgang er tilsluttet en inngang for summeringsinnretningen (22'!}32') i henholdsvis annen og tredje signalinnretning (20', 30').

6. Måleanordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at den ved utgangen av nevnte annen signalinnretning (20) omfatter et addisjonsledd (51) innrettet for addisjon av det signal x som kommer fra nevrte annen signalinnretning (20), ved et signal tilsvarende T. H, hvor T er fartøyets stampevinkel, samt ved utgangen av nevnte ■ tredje signalinnretning (30) et ytterligere addisjonsledd (53) innrettet for addisjon av det signal y somkkommer fra nevnte tredje signalinnretning (30) med et signal tilsvarende R. H, hvor R er fartøyets rullevinkel.

7. Måleanordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at nevnte tredje summeringsinnretning (46) i den fjerde signalinnretning (40) over en fjerde inngang mottar et signal lik T H, samt over en femte inngang mottar et signal lik R.H.

8. Måleanordning som angitt i krav 7, k a r a k t e rii sert ved at nevnte første signalinnretning (18, 19) frembringer ågnalverdien xo ved å multiplisere med en koeffisient som hovedsakelig er lik c (l + TTj— 2 ), samt frembringer signal verdien yo ved å multiplisere Z\ - t^ 2 med en koeffisient lik R2 c (1 + -2-). 2

9. Måleanordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at den ved utgangen av nevnte annen .signalinnretning (20') omfatter et addisjonsledd (51') innrettet for addisjonsav det signal ^ som kommer fra den annen signalinnretning (20'), med et signal tilsvarende T, hvor T er fartøyets stampevinkel samt ved utgangen av nevnte tredje signalinnretning (30') et ytterligere addisjonsledd (53 <1> ) innrettet for addisjon av det signal y som kommer fra nevnte tredje signal innretning (30'), med et signal lik R, hvor R er fartø ye ts rullevinkel..

10. Måleanordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at nevnte tredje summeringsinnretning (46 <1> ) i den fjerde signalinnretdng over en fjerde inngang mottar signalet _T og over en femte inngang mottar signalet _R H

11. Måleanordning som angitt i krav 10, karakterisert ved at nevnte første signalinnretning (18, 19) frembringer signalverdien xo ved å multiplisere /\ tg^ med en koeffisient som hovedsakelig er lik c (l + TT5— 2 ), samt frembringer signal verdien yo ved å multiplisere med en koeffisient som hovedsakelig er lik