PL31355B1 - Atlas-Werke Aktiengesellschaft, Brema (~ 04 c " /£ Magnetostrykcyjny podwodny namiernik ultraakustyczny do wyznaczania kierunku zródla szumu - Google Patents

Description

Znane przyrzady dio wyznaczania kie¬ runku zródla szumu w wodzie sa wykona¬ ne najczescie tak, ze chwytaja one odpo¬ wiednim narzadem odbiorczym wychodza¬ ce ze zródla szumu drgania slyszalne i do¬ prowadzaja je bezposrednio do ucha ob¬ serwatora. Proponowano wprawdzie juz takze wyznaczac kierunek zródla szumu, nj. sruby okretowej lub smigla samolotu, za pomoca drgajacej membrany, nastrojo¬ nej na czestotliwosc bliska górnej granicy zakresu slyszalnosci lub wyzsza od tej granicy. Przyrzady takie nie nadaja sie jednak do uzytku pod woda.Znane tez jest stosowanie do wysyla¬ nia i odbioru dzwieków pod woda narza¬ dów drgajacych podluznie, np. oscylato¬ rów magnetoistrykcyjnych. Jednakze takie oscylatory podluzne byly dotychczas zaw¬ sze strojone na czestotliwosc slyszalna. Ze wzgledu na opory ruchu pojazdu nie moz¬ na bylo nadawac oscylatorowi rozmiarów takich, aby liniowe wymiaty ich po¬ wierzchni odbiorczej byly, jak to potrzeba do dokladnego wyznaczania kierunku, wielokrotnie wieksze od dlugosci fali na¬ miarowej.Wynalazek dotyczy ultraakustycznego namiernika magnetostrykcyjnego, zanu¬ rzonego w wodzie, sluzacego do wyzna¬ czaniu kierunku zródla szumu i zaopatrzo¬ nego w oscylator, zlozony z pewnej liczby elementów, ulozonych wzdluz jego po¬ wierzchni odbiorczej, pobudzanych wza¬ jemnie i wspóldzialajacych elektrycznie, jezeli drgaja z fazami zgodnymi, a prze-ciwdzialajacych, jezeli drgaja z fazami pizeciwnymi, przy czym oscylator jest po¬ laczony za posrednictwem prostownika t przyrzadem wskaznikowym, np. z telefo¬ nem. Wedlug wynalazku poziomy wymiar powierzchni odbiorczej takiego oscylato¬ ra jest co najmniej dwa razy wiekszy od dlugosci fali namiarowej, fali odpowiada¬ jacej rezonansowej czestotliwosci oscyla¬ tora.Namiernik wedlug wynalazku ma bu¬ dowe prosta i zwiezla, tak iz namierzac mozna przez jego obracanie w wodzie, przy czym osiaga sie duza dokladnosc na¬ miarowa mimo stosunkowo malych roz¬ miarów urzadzenia, i ma czulosc znacznie wieksza niz znane przyrzady z drgajaca membrana, poniewaz do namiaru wyko¬ rzystuje sie rezonans przy czestotliwosci podstawowej, nie zas — jak dotychczas — przy jednej z jej harmonicznych.W 'kierunku pionowym duzy wymiar oscylatora nie jest potrzebny, poniewaz jego kierunkowosc w plaszczyznie piono¬ wej nie gra roli, najczesciej bowiem wia¬ domo z góry, ze zródlo szumu znajduje sie na poziomie obserwatora.Okolicznosc te wyzyskuje sie do dal¬ szego zmniejszenia rozmiarów przyrzadu wedlug wynalazku; wysokosci powierzch¬ ni odbiorczej oscylatora nadaje sie miano¬ wicie wartosc nie wieksza od dlugosci fali namiarowej.Oscylator moze byc zaopatrzony w oslone akustyczna, umieszczona po stro¬ nie przeciwleglej powierzchni odbiorczej.Stosunkowo' plaski ustrój oscylatora namieriuka wedlug wynalazku nadaje sie szczególnie dobrze do jego wysuwania i chowania, poniewaz potrzebny do tego skok jest maly dzieki niewielkiej wysoko¬ sci oscylatora. Namiernik magnetostryk- cyjny wedlug wynalazku moze wiec miec na zewnatrz kadluba statku loze o ksztal¬ tach oplywowych, w którym umiesz¬ cza si eoscylator, gdy nie jest w uzyciu.Rysunek przedstawia dwa przyklady namiernika wedlug wynalazku. Fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny jed¬ nej odmiany oscylatora magnetostrykcyj- nego, fig. 2 — jedna z blach, z których jest utworzony oscylator wedlug fig. 1, fig. 3 :— widok perspektywiczny drugiej odmiany oscylatora magnetostrykcyjnego, fig. 4 — jedna z blach, z których utworzony jest oscylator wedlug fig. 3, fig. 5 — calkowity namiernik z narzadami do wysuwania i obracania oscylatora, fig. 6 i 7 przedsta¬ wiaja w przekroju poprzecznym i podluz¬ nym umieszczenie oscylatora na sciance zewnetrznej statiku.Oscylator wedlug fig. 1 sklada sie ze znacznej liczby blach 1 wedlug fig. 2, zlo¬ zonych tak, iz tworza one poziomy pakiet o dwóch wasikich prostokatnych po¬ wierzchniach czolowych, z których przed¬ nia powierzchnia 3 sluzy za powierzchnie odbiorcza, tylna zas powierzchnia 4 nie podlega dzialaniu drgan osrodka, gdyz jest oslonieta nie przedstawiona na rysunku oslona np. z gabczastej gumy. Na pakiecie blach nawiniete jest uzwojenie 5 z izolo¬ wanego drutu miedzianego. Pakiet jest osadzony W nie przedstawionej na rysun¬ ku oprawie, np. w postaci koncowych plyt naciskowych, polaczonych srubami. Ca¬ losc jest wpuszczona w oslone zeliwna, tak iz tylko powierzchnia odbiorcza 3 jest odslonieta. Czestotliwosc wlasna drgan podluznych blach 1 zalezy od ich mate¬ rialu i dlugosci, dobranej tak by czestotli¬ wosc ta lezala w poblizu lub powyzej gór¬ nej granicy zakresu slyszalnosci.W pewnym konkretnym przypadku za¬ stosowano blachy, majace rezonowac przy czestotliwosci 35000 Hz, której w wodzie odpowiada fala dlugosci okolo 40 mm.Utworzony z nich rezonator do namierni¬ ka wedlug wynalazku ma dlugosc 250 mm, tj. wiecej niz dwukrotna dlugosc fali na¬ miarowej, a wysokosc 20 mm, tj. mniejsza od dlugosci tej fali. — 2 -Gdy drgania wody o czestotliwosci ró¬ wnej lub bliskiej rezonansowej czestotli¬ wosci blach 1 padaja na powierzchnie od¬ biorcza 3, blachy 1 zostaja pobudzone do drgan mechanicznych i dzieki magneto- stryikcji wzbudzaja w uzwojeniu zmienne napiecie odpowiedniej czestotliwosci mo¬ dulowane w takt szumu. Napiecie to do¬ prowadza sie do nieprzedstawionego na rysunku wzmacniacza i po odpowiednim wzmocnieniu prostuje je lub czyni slyszal¬ nym przez wytworzenie dudnien.Napiecie to ma wartosc najwieksza, je¬ zeli fala pada na powierzchnie odbiorcza 3 prostopadle, tak iz wszystkie blachy 1 drgaja w fazie zgodnej i sumuja wzbudzo¬ ne przez siebie w uzwojeniu napiecia ele¬ mentarne. Jezeli natomiast fala pada na powierzchnie odbiorcza 3 ukosnie, to po¬ szczególne blachy 1 drgaja w fazie niezgo¬ dnej i wzbudzone przez nie w uzwojeniu napiecia elementarne znosza sie, zaleznie od kata padania czesciowo lub calkowicie, tak iz napiecie wypadkowe jest mniejsze, niz gdy fala pada prostopadle.Oscylator wedlug fig. 3 jest zlozony z blach 6 wedlug fig. 4, uwarstwionych, w przeciwienstwie do oscylatora wedlug fig. 1, poziomo, a nie pionowo. Blachy 6 maja poprzeczne szczeliny 7, wyciete w równych odleglosciach i dzielace oscyla¬ tor na poszczególne zebra, drgajace w fa¬ zie zgodnej lub niezgodnej, zaleznie od ka¬ ta padania fali na powierzchnie odbior¬ cza 9. Przez szczeliny 7 pakietu przycia¬ gniete sa przewody uzwojenia 10, otacza¬ jacego poszczególne zebra.Namiernik wedlug fig. 5 ma oscylator //, zbudowany na wzór oscylatora wedlug iig. 1 lub fig. 3, umieszczony w oslonie 12 np. z brazu i za pomoca nasadki 13 przy¬ mocowany do pionowego walka 14, wysta¬ jacego z dna statku 15 i osadzonego obro¬ towo w lozyskach 16, 17. W dnie statku 15 znajduje sie wglebienie 18, w którym mozna po odpowiednim obróceniu skryc oscylator 11, gdy nie jest w uzyciu, i to po¬ lozenie spoczynkowe oscylatora przedsta¬ wiaja linie kropkowane 19, Na górnym koncu walka 14 osadzone jest stozkowe kolo zebate 20, obracane pokretlem 23 za posrednictwem stozkowych kól zebatych 22, 21, i stozkowe kolo zebate 24, zazebio¬ ne z kolem stozkowym 25, polaczonym ze wskazówka 26, która pozwala na nieru¬ chomej podzialce 27 odczytywac kierunek powierzchni odbiorczej oscylatora 11 wzgledem osi statku. Do wsuwania i wy¬ suwania oscylatora 11 z dna statku 15 slu¬ zy polaczona z walkiem 14 zebatka. 28, przesuwana kólkiem 29 i korba 30, przy czym glowica przyrzadu przesuwa sie w góre do polozenia przedstawionego linia¬ mi kreskowanymi 31. W glowicy przy¬ rzadu znajduja sie nie przedstawione na rysunku pierscienie slizgowe, do których zalaczone sa obydwie koncówki uzwoje¬ nia oscylatora 11, które sa przepuszczone przez równiez nie przedstawione wydra¬ zenie walka 14 i które sluza do polacze¬ nia oscylatora 11 ze wzmacniaczem.Zamiast wciagania oscylatora 11 we wglebienie 18 dna statku 15 mozna go wciagnac wedlug fig. 6 i 7 do oslony 33 ksztaltu oplywowego, przymocowanej do zewnetrznej scianki 32 statku.Namiernik przygotowuje sie do namia¬ ru opuszczajac oscylator 11 z polozenia spoczynkowego korba 30 tak, by znalazl sie ponizej poziomu kilu statku. Pokret¬ lem 23 mozna wtedy nadac powierzchni odbiorczej oscylatora 11 kazdy dowolny kierunek. Gdy powierzchnia odbiorcza jest prostopadla do kierunku padania fali, pochodzacej ze zródla szumu, wówczas slyszy sie ten szum w sluchawce. Obraca¬ jac oscylator powoli dalej zauwaza sie, ze natezenie szumu maleje bardzo szybko i zanika zupelnie. Wielkosc kata, w któ¬ rym szum slychac, zalezy od stosunku po¬ ziomego wymiaru powierzchni odbiorczej do dlugosci fali namiarowej. Im oscylator - 3 —dluzszy, tym mniejszy jest ten Itat i tym wieksza dokladnosc namiaru. Jednakze nie nalezy przekraczac pewnej okreslonej dokladnosci np, 5—10°, gdyz w przeciw¬ nym razie istnfeje niebezpieczenstwo, ze obracajac oscylator przejdzie sie za szyb¬ ko przez kierunek zródla szumu nie zau¬ wazywszy go. Obracajac oscylator 11 w jedna i w druga strone okolo znalezione¬ go kierunku mozna bardzo ostro znalezc maximum natezenia dzwieku i tym samym bardzo dokladnie wyznaczyc kierunek zródla szumu.Na statku podwodnym mozna umie¬ scic nami&rnik na pokladzie, W tym przy¬ padku nie potrzebuje on byc wsuwany i wysuwany.Stosujac dwa namierniki, jeden umie¬ szczony z przodu statku, drugi z tylu mo¬ zna wyznaczyc odleglosc zródla szumu namiarem krzyzowym. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe, 1, Magnetostrykcyjny podwójny na- miernik ultraakustyczny do wyznaczania kierunku zródla szumu z obrotowym oscy¬ latorem, utworzonym z pewnej liczby ele¬ mentów, ulozonych wzdluz jego po¬ wierzchni odbiorczej i wspóldzialajacych ze soba elektrycznie, jezeli drgaja one z fazami wzajemnie zgodnymi, a przeciw¬ dzialajacych sobie, gdy drgaja z lazami przeciwnymi, przy czym oscylator jest po¬ laczony za posrednictwem prostownika z przyrzadem wskaznikowym, w szczegól¬ nosci ze sluchawka, znamienny tym, ze po¬ ziomy wymiar powierzchni odbiorczej oscylatora jest co najmniej dwa razy wiekszy od dlugosci fali namiarowej, 2. Magnetostrykcyjny podwodny na- miernik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wysokosc powierzchni odbiorczej oscy¬ latora jest nie wieksza miarowej, 3. Magnetostrykcyjny podwodny na- miernik wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze oscylator ma oslone akustyczna na po¬ wierzchni przeciwleglej powierzchni od¬ biorczej. 4. Magnetostrykcyjny podwodny na- miernik wedlug zastrz, 1—3, znamienny tym, ze ma loze ksztaltu oplywowego, osadzone z zewnatrz na kadlubie statku i mieszczace w sobie oscylator, gdy ten ostatni nie jest w uzyciu, Atlas-Werke Aktiengesellschaft Zastepca: M, Skrzypkowski rzecznik patentowy 40248Do opisu patentowego Nr 31355 f/6.7. t r/o.j. t // "V yc 7 8 ¦25 r/6.3. -2£ r/6.6. r/G.7. PL