PL104567B1 - Miernik predkosci przemieszczania sie w wodzie narzedzia polowowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest miernik przemieszczania sie w wodzie narzedzia polowowego, zwlaszcza wloka do przemyslowych polowów dalekomorskich, skladajacy sie z glowicy pomiarowej, ukladu nadajnika i ukladu dwu odbiorników, pracujacy na zasadzie wykorzystywania strug wody oplywajacej glowice pomiarowa jako przewodników indukowanych pradów.

Wynalazek dotyczy techniki pomiarów podwodnych, stosowanych w rybolówstwie dalekomorskim, w szczególnosci pomiarów predkosci ruchu podwodnych narzedzi polowowych sposobem elektrycznym.

Znane sa mierniki predkosci, stosowane do podwodnych pomiarów predkosci, tak zwane logi, wsród których znane sa takze mierniki oparte na zasadzie wykorzystywania strug wody oplywajacej glowice pomiaro¬ wa, jak przewodników indukowanych tam pradów. Te ostatnie mierniki stosuje sie do pomiaru predkosci stat¬ ków, do których sa one mocowane. Nie sa znane mierniki wektora predkosci to jest kierunku i modulu predkosci ruchu podwodnych narzedzi polowowych. Takie predkosci sa mierzone na statku, holujacym ciagnione narze¬ dzia polowowe. Przyjmuje sie, iz predkosci holowanego narzedzia i statku sa takie same. Wyjatkowo sytuuje sie logi na eksperymentalnie badanych narzedziach polowowych, lecz stosuje sie logi mierzace jedynie modul predkosci. Zaklada sie iz kierunek wektora predkosci jest zgodny z kierunkiem holowania. Jest to bledne zalozenie.

Celem wynalazku jest opracowanie miernika predkosci przemieszczenia sie w wodzie narzedzia polowowe¬ go, zwlaszcza wloka do przemyslowych polowów dalekomorskich, umozliwiajacego okreslenie kierunku oraz modulu wektora predkosci. Wiadomo bowiem, iz holowane narzedzia polowowe, zwlaszcza w niekorzystnych warunkach pracy, porusza sie inaczej nil holujacy je statek. Znaczny wplyw na wystepujace róznice maja prady podwodne, których rozklad jest apriori nieznany. Warunki pracy i prady podwodne sa nie tylko rózne na róznych glebokosciach, ale takze zmieniaja sie w czasie. Wreszcie w stanach dynamicznych pracy wloka wystepuja dodatkowe rozbieznosci jego rzeczywistej predkosci w stosunku do predkosci statku. Suma podanych róznic jest znaczna i istotna dla prawidlowego prowadzenia procesu polowowego.

Postawiony cel zrealizowano projektujac dwuskladowy miernik predkosci przemieszczania sie w wodzie narzedzia polowowego, zawierajacy glowice pomiarowa, wyposazona w dwie pary prostopadle ustawionych2 104567 elektrod pomiarowych, cewki wytwarzajacej quasi staly strumien magnetyczny, w którego obwodzie pomiaro¬ wym wykorzystuje sie jako przewodniki pomiarowe strumienie oplywajacej glowice wody oraz uklad nadajnika i uklad dwu odbiorników, które sa wyposazone na wejsciu w separatory. Separator zawiera dolnoprzepustowy filtr RC oraz róznicowy, termicznie skompensowany wzmacniacz którego wyjsciowy sygnal uzyteczny podany jest przez klucze analogowe na komórki pamieci róznicowej. Sygnal z pamieci róznicowych podawany jest na róznicowy wzmacniacz calkujacy, zbudowany w oparciu o wzmacniacz operacyjny. Ukladem odniesienia po¬ tencjalu, jest pierscien ze stali austenitycznej podlaczony do potencjalu zerowego ukladów elektronicznych poprzez kondensator o bardzo duzej pojemnosci.

Miernik predkosci przemieszczenia sie w wodzie narzedzia polowowego, zwlaszcza wloka do przemyslo¬ wych polowów dalekomorskich, wedlug wynalazku, realizujac w pelni postanowione cele i zadania wykazuje korzystne skutki techniczno-uzytkowe. Wykorzystujac zasade indukowania sily elektromotorycznej na zaciskach prostopadle rozmieszczonych elektrod glowicy pomiarowej, oplywanej przez strugi wody poczas ruchu tej glowicy w wodzie oraz wykorzystujac owa wode jako przewodnik przecinajacy linie pola magnetycznego o sta¬ lym module, lecz o impulsowo zmieniajacym sie zwrocie, dokonujac pomiarów parametrów tego obwodu uzy¬ skuje sie zmiany proporcjonalne do predkosci wzglednego ruchu wody w stosunku do elektrod pomiarowych. Ze znanych rozwazan teoretycznych wynika, iz zaleznosc ta jest liniowa. Tak wiec znana metoda pozwala ha okreslenie zarówno jednej skladowej jak i drugiej skladowej predkosci, a wiec kierunku wektora predkosci, a takze i jego modulu. Techniczne zastosowanie znanej metody jest mozliwe dzieki oddzielaniu separatorami glowicy pomiarowej od ukladu elektronicznego miernika, tak iz do ukladu przenikaja jedynie potrzebne sygnaly informacyjne a nie przenikaja inne impulsy i sygnaly.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony schematycznie w przykladowym wykonaniu na rysunku, przed¬ stawiajacym schemat blokowy miernika.

Miernik sklada sie z nastepujacych bloków funkcyjnych: glowicy pomiarowej, ukladów róznicowej pamie¬ ci z synchronicznym odczytem pomiaru, bloku sterowania pradem cewki glowicy pomiarowej, separatorów i wzmacniaczy pamieci, ukladów wzmacniaczy calkujacych, stabilizatora pradu i napiec ukladu sterowania pradem cewki.

Podstawowymi czlonami miernika jest glowica G i uklad elektroniczny. Uklad elektroniczny miernika sklada sie z 14-tu zasadniczych bloków funkcyjnych, przy czym tory obróbki elektronicznej sygnalów induko¬ wanej sily elektromotorycznej w odbiornikach miernika dla wzdluznego i poprzecznego kierunku predkosci sa identyczne i zawieraja; separatory 5 lub 10, wzmacniacze 6 lub 11 klucze analogowe 7 lub 12, uklady pamieci róznicowej 8 lub 13 oraz róznicowe wzmacniacze calkujace 9 lub 14. Ponadto uklad elektroniczny miernika zawiera blok sterowania pradem cewki skladajacy sie z nadajnika 1 i generatora taktu pracy 2 oraz bloku synchronicznego odczytu pomiaru 3.

Zastosowanie w mierniku predkosci synchronicznego odczytu pomiaru zapewnia szczególnie duza stabil¬ nosc, pewnosc pracy i minimalizacje bledów pomiaru.

Sposób dzialania miernika jest nastepujacy: Niskoczestotliwosciowy sygnal napiecia prostokatnego wytwa¬ rzany w generatorze taktu pracy 2 charakteryzujacy sie duza stabilnoscia utrzymywania czasu trwania równych pólokresów, steruje pradem zasilajacym przemiennie obie sekcje cewki glowicy pomiarowej. Sygnal generatora taktu pracy 2 wykorzystywany jest ponadto do generowania opóznionych czasowo przedzialów odczytu wiel¬ kosci mierzonej obu skladowych predkosci, przy czym stalosc opóznienia i czas trwania odczytu sa odpowied¬ nio stabilne. Opóznienie odczytu pomiaru w stosunku do momentu podania pradu na sekcje cewki glowicy pomiarowej podyktowane jest stanami nieustalonymi wystepujacymi zawsze w momentach wlaczenie elementu zawierajacego indukcyjnosc. Pomiar skladowych predkosci w tych momentach bylby zaklócony, stad zastoso¬ wano jego eliminacje powyzszym sposobem.

Sygnal indukowanej na elektrodach pomiarowych sily elektromotorycznej, ilosciowo proporcjonalny do predkosci skladowej wzdluznej lub poprzecznej, oddzielony jest od ukladu wzmacniacza separatorem 5 lub 10 skompensowanym termicznie. Zapewnia to praktycznie nieskonczenie duza rezystancje wejsciowa dla zródla informacji jakim jest sygnal z elektrod pomiarowych. Zastosowany wzmacniacz 6 lub 11 jest wysokostabilnym wzmacniaczem scalonym o minimalnym dryfcie temperaturowym, pracujacym w ukladzie róznicowym. Klucz analogowy 7 lub 12 jest uzyty jako bramka analogowa zalaczana sygnalami odczytu z bloku synchronicznego odczytu pomiaru 3. Uklad róznicowej pamieci 8 lub 13 zapewnia zapamietanie próbek pomiaru na czas pólokre- su taktu pracy. Róznicowy wzmacniacz calkujacy 9 lub 14 ksztaltuje koncowy sygnal analogowy podawany na uklady odczytowe. Istota zastosowania róznicowej pamieci polega na uniezaleznieniu wskazan miernika wedlug wynalazku od wszelkich fluktuacji: temperatury, wypadkowych zaklócen oraz innych wplywów srodowiska otaczajacego glowice.104567 3 Potencjal zerowy ukladów elektronicznych miernika podlaczony jest do obudowy pierscienia stalowego, oplywanego przez struge wody poprzez kondensator C o bardzo duzej pojemnosci. Zastosowanie w uklad/Je separatora 5 lub 10 filtru dolnoprzepustowego zbudowanego z wysokostabilnych elementów RC, róznicowego wzmacniacza z bardzo silnym pradowym sprzezeniem zwrotnym 6 lub 11, z którego wyjscia sygnaly uzyteczne poprzez klucze analogowe 7 lub 12 podawane sa na uklad pamieci róznicowej 8 lub 13 uniezaleznia miernik od wplywu temperatury otoczenia oraz eliminuje calkowicie dryft (pelzanie) zera calego skladu wzmacniajacego.

Zapewniona zostala jednoczesnie wysoka stabilnosc wzmocnienia bardzo malych sygnalów uzytecznych o po¬ ziomie ksztaltujacym sie na granicy szumów.

Dla uniezaleznienia sie od zaklócen periodycznych zastosowano odczyt sygnalów uzytecznych w sposób synchroniczny z zapamietywaniem wartosci w dwóch ukladach pamieci róznicowej 8 lub 13 i wycinaniem przez blok synchronicznego odczytu czola sygnalu uzytecznego, eliminujac zaklócenia typu eksponencjalnego powsta¬ jace przy zastosowaniu przebiegu prostokatnego do zasilania uzwojen cewki glowicy pomiarowej. •

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Miernik predkosci przemieszczania sie w wodzie narzedzia polowowego, zwlaszcza wloka do przemyslo¬ wych polowów dalekomorskich, skladajacy sie z glowicy pomiarowej, wyposazonej w dwie pary prostopadle usytuowanych elektrod pomiarowych i cewki wytwarzajacej strumien magnetyczny, oraz ukladu nadajnika i ukladu dwóch odbiorników, znamienny tym, ze kazdy z dwóch odbiorników ma na wejsciu separator (5, 10) zawierajacy dolnoprzepustowy filtr RC polaczony na wyjsciu z róznicowym skompensowanym tempera¬ turowo wzmacniaczem o bardzo silnym pradowym sprzezeniu zwrotnym (6, 11), którego wyjscie polaczone jest przez klucze analogowe (7, 12) z ukladami pamieci róznicowej (8,13) natomiast klucze analogowe sterowane sa synchronicznie z sygnalem nadajnika (1) z bloku synchronicznego odczytu (2), zas zapamietany w pamieci sygnal uzyteczny podany jest na róznicowy wzmacniacz calkujacy (9, 14), z którego otrzymuje sie sygnal analogowy proporcjonalny do skladowych wektora predkosci przemieszczania narzedzia polowowego wzgledem wody, przy czym uklad odniesienia wykonany jest w postaci pierscienia ze stali austenistycznej, polaczonego do potencjalu zerowego ukladów elektronicznych poprzez kondensator C o bardzo duzej pojemnosci. 1 12 m 0 —m fi i _j Bulo