PL103370B1 - Uklad do ciaglego pomiaru podwodnego wielkosci fizycznych okreslajacych parametry narzedzi polowow i srodowiska dla kompleksowego badania tych narzedzi,zwlaszcza holowanych,przesylajacy ciagle dane pomiarowe na statek - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 30.08.1979 103370 Int. Cl1. G08C 19/00 A01K 73/02 [Cir : LLNIAJ" Uf -^du Pokerowego 1 Mi !l] l«!«mE.-^j»-.s! l»"*ov-2» I Twórcywynalazku: Zbigniew Ziembo, Krystyn Kolodziejski, Michal Kaczmarek Uprawniony z patentu:Morski Instytut Rybacki, Gdynia (Polska) Uklad do ciaglego pomiaru podwodnego wielkosci fizycznych, okreslajacych parametry narzedzi polowów i srodowiska dla kompleksowego badania tych narzedzi, zwlaszcza holowanych, przesylajacy ciagle dane pomiarowe na statek Dziedzina techniki. Wynalazek dotyczy ukladu do ciaglego pomiaru podwodnego wielkosci fizycznych, okreslajacych parametry narzedzi polowów i srodowiska dla kompleksowego badania tych narzedzi, zwlaszcza holowanych, przesylajacy ciagle dane pomiarowe na statek. Wynalazek dotyczy metrologii, w szczególnosci metrologii podwodnej, przeznaczonej dla rybolówstwa, do badan narzedzi polowowych.

Stan techniki. Nie sa znane uklady do ciaglego pomiaru podwodnych wielkosci fizycznych, okreslajacych parametry narzedzi polowów i srodowiska, przesylajace ciagle dane pomiarowe na statek.

Nie sa znane uklady do ciaglego pomiaru wiekszej liczby podwodnych wielkosci fizycznych, okreslajacych parametry narzedzi polowów i srodowiska, przesylajace ciagle dane pomiarowe na statek.

W telemetrii i metrologii znane sa sposoby ciaglych pomiarów szeregu parametrów jednoczesnie i ciaglego przysylania na odleglosc danych pomiarowych. W ksiazce W.S. Malowa i W.F.Dimitrijewa „Kodo-impulsnyje teleizmieritielnyje sistemy" Energia, Moskwa 1969 opisany jest system 1A3 firmy Serek Control (Anglia). Jest to kompleksowy system telemetryczny, przewidzany do obslugi grupy kontrolowanych punktów, powiazanych wspólnym dwukierunkowym kanalem transmisyjnym. Informacja jest wysylana do punktu sterujacego w odpowiedzi na wywolanie, posylane w postaci zakodowanego adresu. Kazdemu adresowi jest jednoznacznie przyporzadkowany obiekt i charakter wiadomosci.

Urzadzenie odbiorczo-nadawczego punktu sterujacego zawiera generator impulsów taktujacych, pracujacy w sposób ciagly. Te impulsy sa doprowadzane do ukladu fromowania przerw, majacego trzy wejscia sterujace: przy doprowadzeniu sygnalu do pierwszego wejscia — przepuszcza do linii wszystkie impulsy z generatora, przy doprowadzeniu sygnalu do drugiego wejscia — zatrzymuje cztery kolejne impulsy, dzieki czemu powstaje wydluzona przerwa, trzecie wejscie sluzy do wprowadzania sygnalu blokujacego. Przy generacji adresu rejestr2 103 370 pracuje jako rozdzielacz impulsów. Rozdzielacz taktów przelacza sie dwukrotnie przy kazdej wydluzonej przerwie, wykrywanej przez uklad wykrywania przerw. Do kodowania adresu kazdego obiektu zastosowano trzy bramki iloczynu. Do jednego z wejsc kazdej bramki jest doprowadzony sygnal z ukladu zadawania adresu, do pierwszej - z kodera liczby setek, do drugiej - z kodera liczby dziesiatek, do trzeciej - z kodera liczby jednostek w adresie obiektu. Przy koncu cyklu wywolania poprzedniego obiektu do pierwszego wejscia ukladu do formowania jest doprowadzony sygnal zezwalajacy, dzieki czemu impulsy z generatora przechodza przez uklad formowania przerw i sa doprowadzone do kanalu lacznosci, do rejestru i ukladu wykrywania przerw.

Urzadzenie odbiorczo-nadawcze punktu kontrolnego zawiera trzy dekady pamieci adresu oraz dekoder sluzace do Identyfikacji adresu obiektu. Do kazdej dekady przylaczonej do wyjsc 0...9 rejestru, przy odpowiednich polozeniach rozdzielacza taktów - w czasie wydluzonych przerw — sa doprowadzone sygnaly j -zapisu, powodujace wpisanie kodu adresu do pamieci. Po zakonczeniu odbioru tego kodu rozdzielacz taktów 1 * przechodzi na pozycje otwarcia bramki iloczynu dekadora. Jedna z bramek bedzie miala sygnal 1 na wszystkich wejsciach, co oznacza, ze jest wywolywany okreslony obiekt. Sygnal wlacza przelacznik, który przelacza wyjscie czujnika mierzonego parametru do przetwornika analogowo-cyfrowecjo. Dzialanie przetwornika jest ] oparte na zasadzie wielokrotnej kompensacji. Stan dekad przetwornika jest sprawdzany przez rejestr kolejno, zaczynajac od najwyzszej, przy czym odbywa sie to w okresach gdy rozdzielacz kanalów znajduje sie w zadanych pozycjach.

Przetwornik analogowo-cyfrowy, za posrednictwem ukladu formowania przerw powoduje wydluzenie przerw. Przetwornik wspólpracuje z czujnikami dajacymi na wyjsciu sygnaly pradu stalego. Po przekazaniu ciagu kodowego odpowiedzi rozdzielacz taktów przechodzi w polozenie 0, przy czym dekady pamieci adresu sa równiez zerowe.

Przy wywolaniu telesygnalizacji wciagu kodowym odpowiedzi moga byc przekazywane stany trzech obiektów dwu- lub trójpolozeniowych.

Do cyfrowej rejestrami wskazan sa uzywane dwie elektryczne maszyny do pisania.

Ten znany uklad telemetryczny nie nadaje sie jednak do bezposredniego zastosowrnia do pomiarów w srodowisku morskim, a to z nastepujacych powodów: linia kablowa nie jest dostosowana do jednoczesnego przesylania przez nia adresów, informacji pomiarowych oraz energi zasilania; bloki nadawczo-odbiorcze czesci podwodnej i statkowej musza byc chronione przed ujemnymi skutkami wszelkiego rodzaju przepiec, mogacych zaistniec przy zerwaniu sie kabla, czego oczywiscie opisane urzadzenie nie ma; podobnie w znanym rozwiazaniu nie jest wymagane zdalne zasilanie urzadzen punktów kontrolowanych, nie sa wiec wyposazone w specjalne zasilacze (petli pradowej); struktura kodowa adresów i informaqi pomiarowej jest zbyt malo odporna na specyficzne zaklócenia elektromagnetyczne jakie wystepuja w najblizszym sasiedztwie holowanego zestawu tralowego oraz na statku, czestotliwosc próbkowania znanego urzadzenia jest mala, urzadzenie dziala zbyt wolno; uklad i konstrukcja znanego urzadzenia nie zapewnia wymaganej miniaturyzacji, a takze nie spelnia tak zwanej klasy klimatycznej srodowiska morskiego.

Tak wiec zarówno znany i opisany wyzej uklad jak i inne rozwiazania, nadajace sie do stosowania na ziemi lub nad ziemia, nie nadaja sie do stosowania w srodowisku morskim. Takze ich bezposrednia adaptacja do pomiarów podwodnych, w szczególnosci do pomiarów w srodowisku morskim, napotykala i napotyka na szereg dotychczas nie przezwyciezonych trudnosci, wynikajacych ze specyfiki tego srodowiska.

Istota wynalazku. Celem wynalazku jest uklad pozwalajacy na ciagle pomiary podwodne w srodowisku morskim szeregu wielkosci fizycznych, takze tego srodowiska, z ciaglym przesylaniem danych na statek. Uklad do ciaglego pomiaru wielkosci fizycznych, okreslajacych parametry narzedzi polowów i srodowiska, dla kompleksowego badania tych narzedzi, zwlaszcza holowanych, przesylajacy ciagle dane pomiarowe na statek winien byc wolny od wskazanych braków technicznych, w stosunku do opisanego znanego, nowoczesnego urzadzenia.

Istota wynalazku jest polaczenie czujników, central i urzadzenia odczytowego liniami kablowymi, stanowiacymi zarówno doprowadzenie energii elektrycznej zasilajacej, jak i przewody przekazujace sygnaly telemetryczne. Centrala telemetryczna jest wyposazona w elektroniczny komutator, analogowo-cyfrowy przetwornik, równoleglo-szeregowy przetwornik oraz nadawczo-odbiorczy btok wraz z zabezpieczeniem linii i równoleglo-szeregowy przetwornik. Urzadzenie odczytowe na statku jest wyposazone równiez w nadawczo-dbiorczy blok, zabezpieczenie linii zasilacz odbiornik linii i przetwornik równoleglo-szeregowy.

Wieloczujnikowy uklad telemetryczny, wedlug wynalazku nie pracuje w sposób ciagly, cykliczny, jak znany uklad. Podwodna centrala telemetryczna jest sterowana poprzez maszyne cyfrowa. Uklad pomiarowy posiada tak zwany zwrotny kanal transmisyjny, którym przesylane sa od maszyny cyfrowej do obiektu kontrolowanego, to jest do centrali podwodnej, rozkazy adresowe, zadajace przekazania informacji pomiarowej od konkretnego czujnika. Dlatego tez nie ma w urzadzeniu generatora impulsów taktujacych. Uklad wedlug103 370 3 wynalazku ma inny, niz w znanym -ozwiazaniu, kod adresu i informacji. Wedlug projektu adres i informacja sa przesylane w postaci szeregu impulsów w kodzie binarnym i fazowym, to znaczy zastosowano tu modulacje impulsowofazowa, bardzo odporna na wszelkie zaklócenia. Odpowiednio role koderów i dekoderów sygnalów adresów i informacji spelniaja bloki nadawczo-odbiorcze, realizujace równiez swe zasadnicze funkcje nadawania i odbierania sygnalów, oraz pozwalaja na dopasowanie ich do impedencji falowej toru kablowego.

Poniewaz funkcje zadawania adresów realizuje maszyna cyfrowa, zbedne sa specjalne uklady zadawania adresów. Wystarcza zastosowanie przetwornika równoleglo-szeregowego, wlaczonego pomiedzy odbiornik linii i blok nadawczo-odbiorczy. Przesylanie adresów w kodzie binarnym, anie w kodzie „1 z 10", umozliwia eliminacje dekady pamieci.

Przyklad wykonania wynalazku. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania, którego uklad blokowy jest uwidoczniony na rysunku.

W czesci podwodnej systemu telemetrycznego, to jest w podwodnej centrali telemetryczne A znajduje sie elektroniczny komputator 2, do którego dolaczone sa kablami czujnik71\,.1n, analogowo-cyfrowy przetwornik 3 i szeregowo-równolegly przetwornik 6. Nadawczo-odbiorczy blok 7 jest polaczony z równoleglo-szeregowym przetwornikiem 4, który z kolei laczy sie z analogowo-cyfrowym przetwornikiem 3. Nadawczo-odbiorczy blok 7 jest dolaczony równiez do szeregowo-równoleglego przetwornika 6. Blok sterujacy 5 jest polaczony bezposrednio z szeregowo-równoleglym przetwornikiem 6 równoleglo-szeregowym przetwornikiem 4, analogowo-cyfrowym przetwornikiem 3 oraz nadawczo-odbiorczym blokiem 7. Kabel sygnalowy polaczony jest porzez blok zabezpieczenia linii 8 ze stabilizatorem napiecia linii 10 oraz z nadawczo-odbiorczym blokiem 7.

Wyjscia stabilizatora napiecia linii 10 sa dolaczone do przetwornic 9 oraz do czujników 1 '...1 n.

W urzadzeniu odczytowym B systemu telemetrycznego, umieszczonym na statku, sekwencja polaczenia poszczególnych bloków jest nastepujaca. Generator adresów 15 jest polaczony poprzez odbiornik linii 14 z równoleglo-szeregowym przetwornikiem 13, aten z kolei — z nadawczo-odbiorczym blokiem 12, gdzie z drugiej strony, poprzez blok zabezpieczenia linii 11, wlaczony jest kabel sygnalowy. Pozostale wyjscie nadawczo-odbiorcze bloku 12 dolaczone jest do szeregowo-równoleglego przetwornika 16, którego wyjscia skierowane sa do rejestru 17 i do bloku sterowania 18. Wyjscie bloku sterowania 18 sa dolaczone do rejestru 17, do równoleglo-szeregowego przetwornika 13 i do odbiornika linii 14.

Jedno wyjscie zasilacza 19 jest polaczone poprzez blok zabezpieczenia linii 11 z kablem sygnalowym, a drugie jego wyjscie jest skierowane do wszystkich bloków, (rysunek: znajdujacych sie w obramowaniu z linii przerywanej).

Sposób dzialania urzadzenia jest nastepujacy. Szesciobitowy równolegly sygnal adresowy z generatora adresów 15 lub z komputera zostaje dostarczony do nadawczo-odbiorczego bloku 12 poprzez odbiornik linii 14 i równoleglo-szeregowy przetwornik 13. Nadajnik nadawczo-odbiorczego bloku 12 wysyla kablem szeregowy sygnal adresowy do podwodnej centrali telemetrycznej A. Pomiedzy nadawczo-odbiorczymi blokami 7 i 12, a torem kablowym znajduja sie bloki zabezpieczenia linii 8 i 11, których zadaniem jest chronic zarówno czesc podwodna to jest centrale telemetryczna A, jak i statkowa, to jest odczytowe urzadzenie B, przed ujemnymi skutkami wszelkiego rodzaju przepiec i przetezen, które moga wyniknac przy zerwaniu sie kabla.

Szeregowy sygnal adresowy, po wzmocnieniu w odbiorniku nadawczo-odbiorczego bloku 7 i zamianie na postac równolegla w szeregowo-równoleglym przetworniku 6, wysterowuje elektroniczny komutator 2 tak, aby do analogowo-cyfrowego przetwornika 3 zostal podlaczony sygnal z okreslonego adresem czujnika 1'...1n. Blok sterujacy 5, po podaniu sygnalu adresowego na elektroniczny komutator 2 inicjuje proces przetwarzania w analogowo-cyfrowym przetworniku 3, a po zakonczeniu tego procesu — powoduje zadzialanie równoleglo-szeregowego przetwornika 4, aby nastepnie uruchomic nadajnik w nadawczo-odbiorczym bloku 7 i wyslac dwunastobitowy szeregowy sygnal informacji kablem na statek.

Sygnal informacji, dostarczony do czesci statkowej, to jest do urzadzen B systemu telemetrycznego w postaci szeregowej, zostaje wzmocniony w odbiorniku nadawczo-odbiorczego bloku 12, a nastepnie skierowany do szeregowo-równoleglego przetwornika 16, gdzie — po zamianie na postac równolegla — podany zostaje do dwunastobitowego rejestru 17. Równolegle dwunastobitowe wyjscie tegoz rejestru 17 moze byc dolaczone do urzadzenia rejestrujacego z zapisem magnetycznym, albo skierowane bezposrednio do urzadzenia wyjsciowego maszyny cyfrowej. Blok sterujacy 18 sluzy tutaj do wymuszania wymaganej kolejnosci dzialania pozostalych bloków. Zasilacz 19 jest zasilaczem sieciowym i dostarcza wszystkie wymagane napiecia do urzadzen czesci podwodnej — centrali telemetrycznej A — i czesci statkowej — urzadzen B — systemu.

Do przesylania energi zasilania pod woda wykorzystuje sie dwa przewody kabla sygnalowego, tworzac petle, w której znajduje sie stabilizator napiecia linii 10. Z wyjscia tego stabilizatora 10 zostaja zasilane przetwornice 9 oraz wszystkie czujniki 1'...1n napieciem +24V.4 103 370 Uklad do ciaglego pomairu podwodnego wielkosci fizycznych, okreslajacych parametry narzedzi polowów i srodowiska, dla kompleksowego badania tych narzedzi, zwlaszcza holowanych, przesylajacy ciagle dane pomiarowe na statek, wedlug wynalazku znajduje zastosowanie w gospodarce narodowej, w rybolówstwie delekomorskim. Pozwala on uzyskac bardzo duza, nigdy dotychczas nie uzyskiwana liczbe danych, praktycznie na jednej podstawie czasu. Dane te moga byc natychmiast dowolnie przetwarzane co zapewnia szerokie rozeznanie w badanym procesie. Mozna takze uzyskiwac szczególnie dokladne dane pomiarowe stanów dynamicznych zespolu polowowego statek — zestaw tralowy. Znajomosc tych ostatnich danych jest niezbedna do zaprojektowania i wdrozenia ukladów automatycznych, to jest ukladów automatyzujacych proces polowu ryb przez statek. W szczególnosci takze takie operacje jak vwdawanie zestawu tralowego, tralowanie z naprowadzaniem wloka na lawice ryb itp.

Wszystkie pomiary mozna wykorzystywac w sposób porównywalny, przy stosowaniu ukladów na szeregu statków.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad do ciaglego pomiaru podwodnego wielkosci fizycznych, okreslajacych parametry narzedzi polowów i srodowiska dla kompleksowego badania narzedzi, zwlaszcza, holowanych przesylajacych ciagle dane pomiarowe na statek, zawierajacy podwodne czujniki pomiarowe fcil w linach, cisnienia hydrostatycznego, poziomych odleglosci miedzy charakterystycznymi elementami narzedzia polowowego, temperatury wody morskiej, predkosci przeplywu wody, zamocowane na narzedziu polowowym, polaczone posrednio przewodami z urzadzeniem odczytowym, zainstalowanym na statku, przy czym czujniki pomiarowe wyposazone w przetworniki wielkosci mierzonych na wielkosci elektryczne, zaopatrzone sa we wzmacniacze napieciowe, elementy prostujace i ograniczajace, transformatory galwaniczne oddzielajace wejscia i wyjscia, i sa podlaczone do podwodnej centrali telemetrycznej, lub grupy czujników do kilku central, a te z kolei do urzadzenia odbiorczego na statku, wyposazone w zespoly elektryczna znamienny tym, ze laczace linie kablowe stanowia zarówno doprowadzenie energii elektrycznej zasilajacej, jak i przewody przekazujace sygnaly telemetryczne, a centrala telemetryczna (A) wyposazona jest w elektroniczny komutator (2), analogowo-cyfrowy przetwornik (3), równoleglo-szeregowy przetwornik (4) oraz nadawczo-odbiorczy blok (7) wraz z zabezpieczeniem linii (8) i równoleglo-szeregowy przetwornik (6), zas odczytowe urzadzenie (B) na statku wyposazone jest równiez w nadawczo-odbiorczy blok (12), zabezpieczenie linii (11), zasilacz (19), odbiornik linii (14) i przetwornik równoleglo-szeregowy (13). Cttjmkt r "^TPJ El H ' "TT" .-!._._._.. T^L h jrl- | ( | kstue i tm.t. k h msffftfwtt m t Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl