RU125350U1 - HYDROACOUSTIC STATION DIVER - Google Patents

HYDROACOUSTIC STATION DIVER Download PDF

Info

Publication number
RU125350U1
RU125350U1 RU2012144088/28U RU2012144088U RU125350U1 RU 125350 U1 RU125350 U1 RU 125350U1 RU 2012144088/28 U RU2012144088/28 U RU 2012144088/28U RU 2012144088 U RU2012144088 U RU 2012144088U RU 125350 U1 RU125350 U1 RU 125350U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
diver
provider
mode
Prior art date
Application number
RU2012144088/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Залманович Кранц
Алексей Владимирович Морозов
Дмитрий Борисович Островский
Original Assignee
ОАО "Концерн "Океанприбор"
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Концерн "Океанприбор" filed Critical ОАО "Концерн "Океанприбор"
Application granted granted Critical
Publication of RU125350U1 publication Critical patent/RU125350U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к средствам управления и обеспечения безопасности погружений водолазов-любителей (дайверов). Управление дайвером и контроль его местоположения осуществляется с судна-обеспечителя. Дайвер с помощью предлагаемого устройства принимает команды и другие сигналы, устройство в автоматическом режиме излучает сигналы, пеленгуемые судном-обеспечителем, дайвер с помощью устройства определяет направление на обеспечитель. При необходимости дайвер может подавать аварийные сигналы (в том числе типа азбуки Морзе). Устройство состоит из аналоговой и цифровой аппаратуры и входит в состав снаряжения дайвера. Устройство может работать в следующих режимах: - режим приема и прослушивания речевых сообщений и команд управления с судна-обеспечителя; - режим ручной выдачи квитанции о получении речевых команд; - режим маяка-автоответчика (автоматический, без участия дайвера); - режим навигации (с определением стороны движения к судну-обеспечителя); - режим аварийной сигнализации. Режимы приема речевых команд, маяка-автоответчика и навигации функционируют совместно и одновременно. Полезная модель может быть использована не только дайверами, но и при выполнении подводно-технических работ профессиональными водолазами, когда не используются полнолицевые маски и можно ограничиться только передачей сообщений (команд) водолазу. Технические результаты использования предлагаемого устройства: - возможность определения направления на судно-обеспечитель по посылаемым обеспечителем сигналам, а также определение стороны движения (вперед-назад) в направлении на обеспечитель; - обеспечение автоматической выдачи маяком дайвера ответных сигналов на запросы судна-обеспечителя, что позволяет построить траекторию движения дайвера; - реализация ручной посылки сигналов тревоги. The utility model relates to the management and safety of diving amateur divers (divers). Control of the diver and control of its location is carried out from the providing vessel. A diver receives commands and other signals using the proposed device, the device automatically emits signals that are received by the ship-provider, the diver determines the direction to the provider using the device. If necessary, the diver can give alarms (including the type of Morse code). The device consists of analog and digital equipment and is part of the diver equipment. The device can operate in the following modes: - mode of receiving and listening to voice messages and control commands from the provisioning vessel; - the mode of manual issuance of a receipt for receiving speech commands; - the mode of the beacon-answering machine (automatic, without the participation of the diver); - navigation mode (with the definition of the movement to the support vessel); - alarm mode. The modes of voice commands, beacon-answering machine and navigation function together and simultaneously. The utility model can be used not only by divers, but also when performing underwater-technical work by professional divers, when full face masks are not used and it can be limited only to sending messages (commands) to the diver. Technical results of the use of the proposed device: - the ability to determine the direction to the ship-provider on the signals sent by the provider, as well as the definition of the movement side (back and forth) in the direction to the provider; - ensuring the automatic issuance by the diver’s beacon of response signals to the requests of the providing vessel, which allows the diver’s trajectory to be constructed; - implementation of the manual sending of alarms.

Description

Полезная модель относится к снаряжению водолаза и может быть использована в составе средств связи, управления и контроля при погружениях аквалангистов-любителей, а также профессиональных водолазов.The utility model relates to the equipment of a diver and can be used as part of communications, management and control when diving amateur scuba divers, as well as professional divers.

В соответствии с нормативными документами, при погружении водолазов - профессиональных или любителей (в отечественной литературе водолазов-любителей принято называть дайверами) - для обеспечения их безопасности должно осуществляться наблюдение и контроль с обеспечивающего судна, оборудованного соответствующей аппаратурой связи с водолазами. При нахождении водолаза в водной среде на дистанциях в десятки и сотни метров от обеспечивающего судна единственным средством связи между ними является связь по гидроакустическому каналу.In accordance with regulatory documents, when divers are professional or amateur divers (in the domestic literature, amateur divers are called divers), to ensure their safety, monitoring and control should be carried out from a supporting vessel equipped with appropriate communication equipment with divers. When a diver is in the aquatic environment at distances of tens and hundreds of meters from the supporting vessel, the only means of communication between them is the communication through the hydroacoustic channel.

Для дайверов, которые во многих случаях не обладают таким опытом погружений, как профессиональные водолазы, задачи обеспечения безопасности являются особенно актуальными. При этом следует учитывать, что в состав снаряжения дайвера обычно входят не полнолицевые маски, как у профессиональных водолазов, а более дешевые полумаски с загубником [1], что, практически, не дает возможности дайверу передавать на судно-обеспечитель речевые сообщения.For divers, who in many cases do not have the same diving experience as professional divers, safety concerns are particularly relevant. It should be borne in mind that the diver’s equipment usually does not include full-face masks, like professional divers, but cheaper half-masks with a mouthpiece [1], which, in practice, does not allow the diver to send voice messages to the providing vessel.

Задачи безопасности погружений решаются при наличии технических средств связи, обеспечивающих:The tasks of safety of dives are solved in the presence of technical means of communication, providing:

- прием дайвером речевых команд управления с судна-обеспечителя;- Reception by the diver of voice control commands from the supply vessel;

- контроль на судне-обеспечителе местоположения дайвера по сигналам маяка, имеющегося в снаряжении дайвера;- control on the vessel providing the diver’s location by beacon signals present in the diver’s equipment;

- возможность пространственной ориентации дайвера при возвращении на судно-обеспечитель;- the possibility of spatial orientation of the diver when returning to the vessel-provider;

- возможность передачи дайвером на судно-обеспечитель сигнала тревоги.- the possibility of transfer by the diver to the vessel providing the alarm.

Известны способы и устройства, которые частично решают указанные задачи, в основном для профессиональных водолазов.Known methods and devices that partially solve these problems, mainly for professional divers.

В патенте [2] предложен приемо-передатчик тревоги, который не дает возможности передавать дайверу сигналы управления. В патенте [3] в гарнитуру водолаза введен ЖК-мошпор, но отсутствует возможность пеленгования судна-обеспечителя и передачи на него аварийного сигнала. По патенту [5] предлагается использовать оптические гидроакустические приемники, которые принципиально не могут работать в режиме излучения. В свидетельстве на полезную модель [7] и в патенте [4] рассматриваются только устройства пеленгования, но отсутствуют другие средства связи между дайвером и обеспечителем по гидроакустическому каналу. В соответствии со свидетельством на полезную модель [6] может осуществляться телефонная связь между водолазом и обеспечителем, но для этого гарнитура водолаза должна включать полнолицевую маску.In the patent [2] proposed alarm transceiver, which makes it impossible to transmit control signals to the diver. In the patent [3] LCD moshpor is introduced into the diver's headset, but there is no possibility of direction finding of the security vessel and transmission of an alarm signal to it. According to the patent [5], it is proposed to use optical hydroacoustic receivers, which in principle cannot operate in the radiation mode. The utility model certificate [7] and the patent [4] deal only with direction finding devices, but there are no other means of communication between the diver and the provider through the hydroacoustic channel. In accordance with the certificate for a utility model [6], a telephone connection can be made between the diver and the provider, but for this, the diver’s headset must include a full-face mask.

Каждое из предлагаемых устройств [2-7] обеспечивает только частичное решение задач обеспечения безопасности и связи при погружении дайверов.Each of the proposed devices [2-7] provides only a partial solution to the problems of security and communication when diving divers.

Наиболее близким к предлагаемому устройству техническим решением по техническим и функциональным характеристикам является «Приемно-передающая станция гидроакустической телефонной связи водолаза» по свидетельству на полезную модель [6]. Это техническое решение принято за прототип.Closest to the proposed device, the technical solution for technical and functional characteristics is the Receiver Transmitting Station of a Hydroacoustic Telephone Communication of a Diver, according to a utility model certificate [6]. This technical solution is taken as a prototype.

Устройство-прототип состоит из приемно-излучающей антенны, которая через коммутатор прием/передача в режиме приема соединена с предварительным усилителем и головным телефоном, а в режиме излучения - с усилителем мощности. В устройстве-прототипе также имеются телефонный усилитель и два генератора. Устройство-прототип позволяет водолазу принимать и передавать речевую информацию по гидроакустическому каналу.The prototype device consists of a receiving-emitting antenna, which, through a switch, receives / transmits in reception mode to a pre-amplifier and a headset, and in emission mode - to a power amplifier. The device prototype also has a telephone amplifier and two generators. The prototype device allows the diver to receive and transmit speech information through the sonar channel.

Устройство-прототип [6] имеет ряд недостатков:The device prototype [6] has several disadvantages:

- устройство не обеспечивает собственную навигацию водолаза, для чего требуются две акустические антенны [4, 7]; при необходимости движения в каком-либо направлении, в том числе к судну-обеспечителю, водолаз может руководствоваться только командами с судна-обеспечителя, на котором, в свою очередь, должны приниматься речевые сообщения от водолаза и по ним корректироваться его движение;- the device does not provide its own navigation diver, which requires two acoustic antennas [4, 7]; if it is necessary to move in any direction, including to the providing vessel, the diver may be guided only by commands from the providing vessel, which, in turn, must receive voice messages from the diver and adjust its movement;

- в устройстве-прототипе отсутствует средство автоматической передачи информации на судно-обеспечитель о положении водолаза, что снижает безопасность погружения с таким устройством.- in the device prototype there is no means of automatically transmitting information to the vessel providing the position of the diver, which reduces the safety of the dive with such a device.

Техническими результатами предлагаемого устройства являются:The technical results of the proposed device are:

- возможность определения направления на судно-обеспечитель по посылаемым обеспечителем сигналам, а также определение стороны движения (вперед-назад) в направлении на обеспечитель;- the ability to determine the direction to the ship-provider on the signals sent by the provider, as well as the definition of the direction of movement (back and forth) in the direction to the provider;

- обеспечение автоматической выдачи маяком дайвера ответных сигналов на запросы судна-обеспечителя, что позволяет построить траекторию движения дайвера;- ensuring the automatic issuance by the diver’s beacon of response signals to the requests of the providing vessel, which allows the diver’s trajectory to be constructed;

- реализация ручной посылки сигналов тревоги.- implementation of the manual sending of alarms.

Для достижения заявляемого технического результата в гидроакустическую станцию дайвера, содержащую первую приемно-излучающую гидроакустическую антенну (А1), соединенную с входом/выходом первого коммутатора прием/передача (КПП1), выход которого соединен с входом первого предварительного усилителя (ПУ1), усилитель мощности (УМ), вход которого соединен с выходом первого генератора (Г1), а выход - с входом КПП1, а также второй генератор (Г2), телефонный усилитель (ТУ), первый головной телефон (Т1) и блок электропитания, введены новые признаки:To achieve the claimed technical result in hydroacoustic station diver, containing the first receiving-emitting sonar antenna (A1) connected to the input / output of the first switch receiving / transmitting (KPP1), the output of which is connected to the input of the first pre-amplifier (PU1), power amplifier ( UM), whose input is connected to the output of the first generator (G1), and the output to the input of the KPP1, as well as the second generator (G2), telephone amplifier (TU), first head phone (T1) and power supply unit, introduced new features:

дополнительно введеныadditionally introduced

- вторая приемно-излучающая гидроакустическая антенна (А2), при этом антенны А1 и А2 размещены симметрично - справа и слева относительно головы водолаза, а каждая из них формирует диаграмму направленности в одной полусфере - правой и левой относительно головы водолаза;- the second receiving-emitting hydroacoustic antenna (A2), while the antennas A1 and A2 are placed symmetrically - right and left relative to the diver's head, and each of them forms a radiation pattern in one hemisphere - right and left relative to the diver's head;

- вторые коммутатор прием/передача (КПП2), предварительный усилитель (ПУ2), головной телефон (Т2), причем вход/выход КПП2 соединен с входом А2, выход КПП2 - с входом ПУ2, а первый вход КПП2 - с выходом УМ;- the second switch reception / transmission (KPP2), pre-amplifier (PU2), head phone (T2), the input / output of KPP2 is connected to the input A2, the output of KPP2 - to the input of PU2, and the first input of the KPP2 - with the output of the MIND;

- первый, второй и третий сумматоры (С1, С2, С3), причем первый вход С1 соединен с первым выходом ПУ1, второй вход С1 - с первым выходом ПУ2, выход С2 соединен с входом Т1, выход С3 - с входом Т2, а первые входы С2 и С3 соединены с выходом ТУ;- the first, second and third adders (C1, C2, C3), the first input C1 is connected to the first output PU1, the second input C1 is connected to the first output PU2, the output C2 is connected to the input T1, the output C3 to the input T2, and the first inputs C2 and C3 are connected to the output of the technical conditions;

- первый и второй ключи (К1, К2), причем первые входы К1 и К2 соединены с выходом Г2, выход К1 соединен со вторым входом С2, выход К2 - со вторым входом С3;- the first and second keys (K1, K2), with the first inputs K1 and K2 connected to the output G2, the output K1 connected to the second input C2, the output K2 to the second input C3;

- кнопку управления (КУ), первый выход которой соединен с первым входом Г1, а второй выход - с третьими входами КПП1 и КПП2;- control button (CU), the first output of which is connected to the first input of G1, and the second output - to the third inputs of KPP1 and KPP2;

- блок обработки и управления (БОУ), содержащий дешифратор сигналов (Д), измеритель уровня сигналов (ИУС), первый и второй фильтры (Ф1, Ф2), модуль автоматического выбора канала (АВК), первую и вторую пороговые схемы (ПС1, ПС2), схему «ИЛИ» (ИЛИ).- a processing and control unit (BOU) containing a signal decoder (D), a signal level meter (IUS), first and second filters (F1, F2), an automatic channel selection module (AVK), first and second threshold circuits (PS1, PS2 ) scheme "OR" (OR).

При этом выход С1 через ИУС последовательно соединен с первым входом Г2, второй вход которого соединен с выходом ИЛИ; второй выход ПУ1 соединен со входом Ф1, второй выход ПУ2 - со входом Ф2, первые выходы Ф1 и Ф2 соединены с первым и вторым входами АВК, соответственно, первый выход АВК соединен со вторым входом К1, а второй выход АВК - со вторым входом К2; второй выход Ф1 через ПС1 соединен с первым входом схемы ИЛИ, второй выход Ф2 - через ПС2 со вторым входом схемы ИЛИ; выход С1 дополнительно соединен с первым входом ТУ и входом Д, причем выход Д соединен с первым входом Г1 и вторыми входами КПП1 и КПП2, а выход Г1 дополнительно соединен со вторым входом ТУ.At the same time, the output C1 through the IUS is serially connected to the first input G2, the second input of which is connected to the output OR; the second output PU1 is connected to the input F1, the second output PU2 is connected to the input F2, the first outputs F1 and F2 are connected to the first and second AVK inputs, respectively, the first AVK output is connected to the second input K1, and the second AVK output to the second input K2; the second output F1 through PS1 is connected to the first input of the OR circuit, the second output F2 is connected via PS2 to the second input of the OR circuit; output C1 is additionally connected to the first input of the DUT and input D, and output D is connected to the first input of D1 and the second inputs of KPP1 and KPP2, and output G1 is additionally connected to the second input of DUT.

Введение новых блоков и связей обеспечивает заявленные технические результаты.The introduction of new blocks and links provides the stated technical results.

Сущность полезной модели поясняется фиг.1, на которой представлена обобщенная функциональная заявляемого устройства.The essence of the utility model is illustrated by figure 1, which presents a generalized functional of the claimed device.

Предлагаемое устройство состоит из известных по конструкции принципу работы аналоговых аппаратно-программных (цифровых) средств. К аналоговым относятся приемно-излучающие акустические антенны 1 и 9 (на фиг.1 обозначены А1, А2), усилитель мощности 4 (УМ), головные телефоны 8 и 12 (T1, T2), кнопка управления 27 (КУ). Блоки и модули, относящиеся к цифровым средствам, входят состав блока обработки и управления 18 (БОУ); в состав БОУ входят телефонный усилитель 5 (ТУ), дешифратор 19 (Д), измеритель уровня сигналов 20 (ИУС), фильтры 21 и 22 (Ф1, Ф2), модуль автоматического выбора канала 23 (АВК), пороговые схемы 24 и 25 (ПС1, ПС2), схема «ИЛИ» 26 (ИЛИ). Остальные блоки устройства-коммутаторы прием/передача 2 и 10 (КПП1, КПП2), предварительные усилители 3 и 11(ПУ1, ПУ2), сумматоры 13, 14 и 15 (С1, С2, С3), генераторы 6 и 7 (Г1, Г2), ключи 16 и 17 (К1, К2) - в зависимости от конструктивного исполнения могут быть аналоговыми или цифровыми. Необходимые для преобразования аналоговой информации в цифровую аналого-цифровые преобразователи (АЦП), а также преобразователи цифровой информации в аналоговую (цифро-аналоговые преобразователи - ЦАП входят в состав соответствующих блоков и на схеме фиг.1 не показаны. Блок питания на фиг.1 также опущен.The proposed device consists of well-known analogue hardware-software (digital) means of operation. The analogue includes receiving-emitting acoustic antennas 1 and 9 (A1, A2 are shown in figure 1), power amplifier 4 (PA), headphones 8 and 12 (T1, T2), control button 27 (CU). Blocks and modules related to digital tools include the composition of the processing and control unit 18 (BOU); BOU includes a telephone amplifier 5 (TU), a decoder 19 (D), a signal level meter 20 (IUS), filters 21 and 22 (F1, F2), an automatic channel selection module 23 (AVK), threshold circuits 24 and 25 ( PS1, PS2), the scheme "OR" 26 (OR). The remaining blocks of the device switches receive / transmit 2 and 10 (KPP1, KPP2), preamplifiers 3 and 11 (PU1, PU2), adders 13, 14 and 15 (C1, C2, C3), generators 6 and 7 (G1, G2 ), keys 16 and 17 (К1, К2) - depending on the design, can be analog or digital. Necessary for converting analog information into digital analog-to-digital converters (ADC), as well as converters of digital information into analog (digital-analog converters - DACs are part of the corresponding blocks and not shown in the diagram of Fig. 1. The power supply in Fig.1 also omitted

Приемно-передающие акустические антенны 1, 9 предназначены для преобразования акустической энергии в электрическую и обратно и служат для приема сигналов из водной среды или для передачи сигналов водную среду. Назначение телефонов 8, 12 является общепринятым - это преобразование электрических сигналов в акустические. Антенны и телефоны являются оконечными частями устройства. Коммутаторы прием/передача 2, 10 предназначены для переключения устройства из режима прием на передачу (и наоборот). Генераторы 6, 7 предназначены для формирования сигналов, которые усиливаются усилителем мощности 4. Предварительные усилители 3, 11 предназначены для усиления и первичной фильтрации принимаемых сигналов. В сумматорах 13, 14, 15 выполняется суммирование сигналов, приходящих с различных входов сумматора. Ключи 16, 17 открываются, если на них поступает управляющий сигнал из модуля автоматического выбора канала 23. В блоке обработки и управления 18 обрабатывается информация, поступающая от внешних, по отношению к блоку 18, систем устройства, а также вырабатываются сигналы управления внешними системами.Receiving and transmitting acoustic antennas 1, 9 are designed to convert acoustic energy into electrical energy and back and are used to receive signals from the aquatic environment or to transmit signals to the aquatic environment. The purpose of the phones 8, 12 is generally accepted - this is the conversion of electrical signals into acoustic. Antennas and telephones are the terminal parts of the device. Switches receive / transmit 2, 10 are designed to switch the device from receive to transmit mode (and vice versa). The generators 6, 7 are designed to generate signals that are amplified by power amplifier 4. Pre-amplifiers 3, 11 are designed to amplify and primary filter the received signals. In the adders 13, 14, 15 is the summation of the signals coming from different inputs of the adder. The keys 16, 17 are opened if they receive a control signal from the automatic channel selection module 23. In the processing and control unit 18, information from the external, in relation to block 18, device systems is processed, and control signals from external systems are generated.

Устройство может работать в следующих режимах:The device can operate in the following modes:

- режим приема и прослушивания речевых сообщений и команд управления с судна-обеспечителя;- the mode of receiving and listening to voice messages and control commands from the providing vessel;

- режим ручной выдачи квитанции о получении речевых команд;- the mode of manual issuance of a receipt for receiving speech commands;

- режим маяка-автоответчика;- mode beacon answering machine;

- режим навигации;- navigation mode;

- режим аварийной сигнализации.- alarm mode.

Режимы приема речевых команд, маяка-автоответчика и навигации функционируют совместно и одновременно. В режиме приема речевых команд дайвер воспринимает голосовые команды с судна-обеспечителя и должен передавать на судно-обеспечитель квитанцию - сообщать о приеме или неприеме принятого сообщения. В режиме маяка-автоответчика аппаратура дайвера автоматически излучает ответные сигналы на запросы судна-обеспечителя, чтобы по этим сигналам можно было контролировать местонахождение дайвера. В режиме навигации дайвер по соотношению уровней сигналов в головных телефонах ориентируется в направлении на сигналы с судна-обеспечителя. В режиме аварийной сигнализации дайвер вручную передает сигналы тревоги.The modes of voice commands, beacon-answering machine and navigation function together and simultaneously. In the mode of receiving voice commands, the diver perceives voice commands from the supply vessel and must transmit a receipt to the support vessel — to report the receipt or rejection of the received message. In the answering machine beacon mode, the diver’s equipment automatically emits response signals to requests from the providing vessel so that the diver’s location can be monitored using these signals. In the navigation mode, the diver is oriented in the direction of the signals from the providing vessel according to the ratio of signal levels in the headphones. In alarm mode, the diver manually sends alarms.

Рассмотрим работу устройства в каждом из перечисленных режимов.Consider the operation of the device in each of the listed modes.

В режиме приема речевых сигналов с судна-обеспечителя передаются амплитудно-модулированные сигналы - одна боковая полоса с подавленной несущей. Сигналы принимается акустическими антеннами 1,9, через коммутаторы 2 и 10 прием/передача, включенные по умолчанию в режим приема, поступают на предварительные усилители 3 и 11, где усиливаются и ограничиваются по полосе для снижения уровня помех. Далее сигналы суммируются на сумматоре 13, что, с учетом диаграмм направленности антенн 1 и 9, обеспечивает возможность приема с любого направления. Суммарный сигнал поступает на телефонный усилитель 5, работающий как приемник одной боковой полосы с подавленной несущей, в котором выделяется низкочастотная (НЧ) информационная составляющая речевого сигнала, и через сумматоры 14 и 15 речевой сигнал поступает на головные телефоны 8 и 12. Если дайвер считает, что речевой сигнал принят, он выдает квитанцию, для чего нажимает, например, один раз кнопку управления 27. В нажатом состоянии кнопка 27 формирует сигналы управления для запуска первого генератора 6 и перевода коммутаторов 2 и 10 в режим передачи. Первый генератор 6 формирует тональный сигнал на частоте, отстоящей от несущей, например, на 1000 Гц. Сформированный в первом генераторе 7 сигнал усиливается в усилителе мощности 4, через коммутаторы прием/передача 2 и 10 подается в приемно-излучающие антенны 1, 9 и излучается в водную среду. Если дайвер считает, что речевой сигнал им не понят, он нажимает кнопку управления 27, например, дважды, и два тональных сигнала передаются на судно-обеспечитель. После чего с судна-обеспечителя речевая команда может быть повторена. Сформированный первым генератором 6 сигнал, кроме усилителя мощности 4 поступает на телефонный усилитель 5, в котором формируются сигналы на частоте 1000 Гц - разностной частоте между частотой сигнала от первого генератора 6 и несущей, и далее на телефоны 8 и 12 для информирования дайвера, что «квитанция» отправлена.In the mode of receiving speech signals, amplitude modulated signals are transmitted from the providing vessel — one sideband with suppressed carrier. Signals are received by acoustic antennas 1.9, through switches 2 and 10, transmit / receive, included by default in receive mode, arrive at preamplifiers 3 and 11, where they are amplified and limited in band to reduce the level of interference. Next, the signals are summed at the adder 13, which, taking into account the radiation patterns of antennas 1 and 9, provides the ability to receive from any direction. The total signal is fed to the telephone amplifier 5, which operates as a receiver of a single sideband with suppressed carrier, in which the low-frequency (LF) information component of the speech signal is allocated, and through the adders 14 and 15, the speech signal goes to the headphones 8 and 12. If the diver thinks that the speech signal is received, it issues a receipt, for which it presses, for example, once the control button 27. In the depressed state, the button 27 generates control signals for starting the first generator 6 and switching switches 2 and 10 to the mode before achi The first generator 6 generates a tone signal at a frequency separated from the carrier, for example, at 1000 Hz. Formed in the first generator 7, the signal is amplified in the power amplifier 4, through the switches receive / transmit 2 and 10 is fed into the receiving-emitting antennas 1, 9 and is radiated into the aquatic environment. If the diver believes that they do not understand the speech signal, he presses the control button 27, for example, twice, and two tones are transmitted to the vessel-provider. After that, the speech command can be repeated from the providing vessel. The signal generated by the first generator 6, in addition to the power amplifier 4, is fed to a telephone amplifier 5, in which signals are generated at a frequency of 1000 Hz - the difference frequency between the signal frequency from the first generator 6 and the carrier, and further to phones 8 and 12 to inform the diver that “ receipt ”sent.

В соответствии с Правилами Российского морского регистра судоходства [8] суда, обеспечивающие водолазные работы, должны быть оснащены маяковыми системами для контроля местоположения водолазов. Характеристики запросного сигнала маяковых систем судов-обеспечителей регламентированы «Правилами…» [8]. Запросный сигнал маяка, представляющий собой радиоимпульс с монохроматическим заполнением ненесущей частоте, принимается дайвером также, как и речевой сигнал, и после предварительных усилителей 3 и 11 поступает на сумматор 13. После сумматора 13 запросный сигнал поступает дешифратор 19, телефонный усилитель 5 измеритель уровня сигнала 20. Поскольку в запросном сигнале отсутствует НЧ-составляющая, в телефонном усилителе 5 такой сигнал не обрабатывается и на телефоны 8 и 12 не поступает, а распознается в дешифраторе 19 как запросный сигнал. Речевой сигнал, также поступающий на вход дешифратора 19, не содержит спектральной составляющей на несущей частоте и в дешифраторе 19 не обрабатывается. Дешифратор 19 вырабатывает управляющий сигнал, аналогичный сигналу, формируемому кнопкой управления 27 при ее нажатии, в результате чего запускается первый генератор 6 и переводятся в режим передачи коммутаторы 2 и 10. Таким образом, сформированный первым генератором 6 ответный сигнал через усилитель мощности 4, коммутаторы 2, 10, антенны 1, 9 автоматически излучается в воду, что позволяет имеющимся на судне-обеспечителе средствами определять дальность до драйвера и направление на него, т.е. иметь информацию о местоположении драйвера и отслеживать его перемещение.In accordance with the Rules of the Russian Maritime Register of Shipping [8], vessels that provide diving operations must be equipped with beacon systems to control the location of divers. The characteristics of the request signal of the beacon systems of providing vessels are regulated by the “Rules ...” [8]. The request signal of the beacon, which is a radio pulse with monochromatic filling of the non-carrier frequency, is received by the diver as well as the speech signal, and after the preamplifiers 3 and 11 goes to the adder 13. After the adder 13, the request signal comes in a decoder 19, the telephone amplifier 5 measures the signal level 20 Since there is no low-frequency component in the request signal, such a signal is not processed in the telephone amplifier 5 and is not received by phones 8 and 12, but is recognized in the decoder 19 as a request signal. The speech signal, also arriving at the input of the decoder 19, does not contain a spectral component at the carrier frequency and is not processed in the decoder 19. The decoder 19 generates a control signal similar to the signal generated by the control button 27 when it is pressed, which starts the first generator 6 and switches 2 and 10 are transferred to the transfer mode. Thus, the response signal generated by the first generator 6 through the power amplifier 4, switches 2 , 10, antennas 1, 9 are automatically radiated into the water, which allows the means available on the support vessel to determine the distance to the driver and the direction to it, i.e. have information about the location of the driver and track its movement.

Сигналы с выхода измерителя уровня сигнала 20, на вход которого поступают как речевые, так и запросные сигналы, используются в режиме навигации. В этом режиме решаются две задачи: определение направления на судно-обеспечитель, а при движении дайвера - задача удаления/приближения к судну-обеспечителю. При решении задачи определения направления сигнал маяка с судна-обеспечителя поступает на два идентичных канала приема: антенна 1, коммутатор прием/передача 2, предварительный усилитель 3, фильтр 21, пороговая схема 24 - канал 1; антенна 9, коммутатор прием/передача 10, предварительный усилитель 11, фильтр 22, пороговая схема 25 - канал 2. При превышении порога пороговые схемы 24, 25 вырабатывают управляющий сигнал, который через схему «ИЛИ» 26 запускает второй генератор 7. Благодаря схеме «ИЛИ» 26 запуск второго генератора 7 происходит при срабатывании хотя бы одной любой из пороговых схем 24, 25. Второй генератор 7 формирует сигнал звуковой частоты в диапазоне 1500-3000 Гц. Этот сигнал поступает на ключи 16 и 17 и далее, если ключи открыты, соответственно через сумматоры 14 и 15 в головные телефоны 8 и 12. Управляющие сигналы для открывания ключей 16, 17 вырабатываются в блоке автоматического выбора каналов 23, на входы которого поступают сигналы с выходов фильтров 21 и 22. Поскольку антенны 1 и 9 формируют диаграммы направленности каждая в своей полусфере относительно головы The signals from the output of the signal level meter 20, to the input of which both voice and interrogative signals are received, are used in the navigation mode. In this mode, two problems are solved: determining the direction to the vessel providing, and when the diver moves, the task of moving away / approaching the vessel providing. When solving the problem of determining the direction, the beacon signal from the provisioning vessel is fed to two identical reception channels: antenna 1, receive / transmit switch 2, preamplifier 3, filter 21, threshold circuit 24 — channel 1; antenna 9, receive / transmit switch 10, preamplifier 11, filter 22, threshold circuit 25 — channel 2. When the threshold is exceeded, threshold circuits 24, 25 generate a control signal which, via the OR circuit 26, starts the second generator 7. Thanks to the “ OR ”26 the launch of the second generator 7 occurs when at least one of the threshold circuits 24, 25 is triggered. The second generator 7 generates an audio signal in the range of 1500-3000 Hz. This signal is sent to keys 16 and 17 and further, if the keys are open, respectively via adders 14 and 15, to headphones 8 and 12. The control signals for opening keys 16, 17 are generated in the automatic channel selection block 23, to the inputs of which signals are received filter outputs 21 and 22. As antennas 1 and 9 form radiation patterns, each in its hemisphere relative to the head

дайвера, уровни сигналов с выходов фильтров 21, 22 будут одинаковы только в том случае, если направление на источник сигнала перпендикулярно линии, соединяющей фазовые центры антенн 1 и 9. В блоке автоматического выбора канала 23 сигналы с выходов фильтров 21, 22 сравниваются по уровню. Если разница уровней превышает установленное значение, что происходит при нахождении источника сигналу справа или слева от дайвера, то блок автоматического выбора канала 23 вырабатывает управляющий сигнал для того ключа 16 или 17, который соответствует фильтру с большим уровнем сигнала. Это обеспечивает подачу сформированного вторым генератором 7 сигнала только в один соответствующий телефон 8 или 12, прослушивание дайвером этого сигнала только одним - правым или левым - ухом и определение таким образом полупространства, в котором находится источник сигнала. Поворачивая голову в сторону источника, дайвер добивается ситуации, когда уровни сигналов с выходов фильтров 21, 22 выравниваются, в результате чего блок автоматического выбора канала 23 вырабатывает управляющие сигналы для обоих ключей 15 и 17, и сформированный вторым генератором 7 сигнал прослушивается в обоих телефонах 8, 12.the diver, the signal levels from the filter outputs 21, 22 will be the same only if the direction to the signal source is perpendicular to the line connecting the phase centers of the antennas 1 and 9. In the automatic channel selection unit 23, the signals from the filter outputs 21, 22 are compared in level. If the level difference exceeds the set value, which occurs when the source is located on the right or left of the diver, the automatic channel selection unit 23 generates a control signal for that key 16 or 17, which corresponds to the filter with a higher signal level. This ensures that the signal generated by the second generator 7 only feeds into one corresponding telephone 8 or 12, the diver’s listening to this signal with only one, right or left ear, and thus determines the half-space in which the signal source is located. Turning the head towards the source, the diver achieves a situation where the levels of the signals from the outputs of the filters 21, 22 are aligned, as a result of which the automatic channel selection unit 23 generates control signals for both keys 15 and 17, and the signal generated by the second generator 7 is heard in both phones 8 , 12.

Описанный принцип определения направления на источник сигнала не позволяет дайверу оценить, находится этот источник впереди него или за спиной, и в какую сторону - вперед или назад - ему следует перемещаться, чтобы приблизиться к обеспечивающему судну. Устранение этой неоднозначности достигается одним из следующих действий.The described principle of determining the direction to the signal source does not allow the diver to assess whether the source is in front of him or behind him, and in which direction - forward or backward - he should move to get closer to the supporting vessel. The elimination of this ambiguity is achieved by one of the following actions.

1) Дайвер оценивает высоту тона (частоту) сигнала, сформированного вторым генератором 7. Второй генератор 7 является управляемым по первому входу, а частота формируемого вторым генератором 7 сигнала определяется уровнем сигнала на выходе измерителя уровня сигнала 20, соединенным с управляемым входом второго генератора 7. Чем ближе дайвер к обеспечителю, тем больше уровень принимаемого сигнала (вследствие меньшего поглощения), больше уровень сигнала, подаваемого с измерителя уровня сигнала 20 на управляемый вход второго генератора 7 и тем выше частота сигнала, формируемого вторым генератором 7.1) The diver estimates the pitch (frequency) of the signal generated by the second generator 7. The second generator 7 is controlled by the first input, and the frequency of the signal generated by the second generator 7 is determined by the signal level at the output of the signal level meter 20 connected to the controlled input of the second generator 7. The closer the diver to the provider, the greater the level of the received signal (due to lower absorption), the greater the level of the signal supplied from the signal level meter 20 to the controlled input of the second generator 7 and the higher signal frequency, a second generator 7 generated.

2) При наличии сигналов в обоих телефонах 8 и 12 дайвер поворачивает голову, например, вправо. Если при этом сигнал будет прослушиваться только в левом телефоне, то источник сигнала впереди, если только в правом - сзади.2) If there are signals in both phones 8 and 12, the diver turns his head, for example, to the right. If at the same time the signal will be heard only in the left handset, then the source of the signal is in front, if only in the right phone, in the back.

3) Дайвер двигается в соответствии с речевыми командами от обеспечителя, который отслеживает его перемещение.3) The diver moves in accordance with the voice commands from the provider who tracks his movement.

Все эти варианты предусмотрены в предлагаемом устройстве.All of these options are provided in the proposed device.

Режим аварийной сигнализации реализуется аналогично передаче сигнала «квитанции» с помощью, например, многократных коротких нажатий вручную кнопки управления 27. Соответственно первый генератор 6 вырабатывает идущие подряд радиоимпульсы, которые усиливаются усилителем мощности 4 и через коммутаторы 2, 10 и антенны 1, 9 излучаются.The alarm mode is implemented similarly to the transmission of a “receipt” signal using, for example, manually pressing the control buttons 27 for multiple short presses. Accordingly, the first generator 6 generates successive radio pulses that are amplified by the power amplifier 4 and are emitted through the switches 2, 10 and antennas 1, 9.

Следует отметить, что наличие в предлагаемой станции режимов работы с использованием кнопки управления 27 позволяет, в принципе, дайверу передавать на обеспечитель различные сообщения с помощью условных сигналов, в частности, кодом Морзе.It should be noted that the presence of operating modes in the proposed station using the control button 27 allows, in principle, the diver to transmit various messages to the provider using conditional signals, in particular, Morse code.

Таким образом, достигается заявленный технический эффект, заключающийся, во-первых, в обеспечении со стороны судна-обеспечителя контроля местоположения дайвера, управления его действиями и передачи дайверу сообщений, во-вторых, в возможности определения дайвером однозначного направления на маяк судна-обеспечителя и подачи аварийного сигнала.Thus, the claimed technical effect is achieved, which consists, firstly, in providing the vessel-provider to control the diver’s location, control his actions and transmit messages to the diver, secondly, to allow the diver to determine the unique direction to the beacon of the supplying vessel and alarm signal.

Полезная модель состоит из известных блоков и может быть использована не только дайверами, но и при выполнении подводно-технических работ профессиональными водолазами, когда не используются полнолицевые маски и можно ограничиться только передачей сообщений (команд) водолазу.The utility model consists of well-known blocks and can be used not only by divers, but also when performing underwater-technical work by professional divers, when full-face masks are not used and can only be limited to sending messages (commands) to the diver.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Занин В.Ю., Малюченко Н.Н., Чебыкин О.Д. Снаряжение подводного пловца. СПб: Макет, 19971. Zanin V.Yu., Malyuchenko N.N., Chebykin OD Diving gear. St. Petersburg: Layout, 1997

2. Патент Франции №2740426. Ultrasonic communication and alarm mechanism for underwater diver. Публ. 30.04.19972. Patent of France No. 2740426. Ultrasonic communication and alarm mechanism for underwater diver. Publ. 04/30/1997

3. Патент США №6272073. Underwater location and communication device. Публ. 07.08.20013. US patent No. 6,220,273. Underwater location and communication device. Publ. 08/07/2001

4. Патент РФ №2439602. Устройство и способ определения водолазом направления на источник звукового сигнала. Заявл. 24.02.2010, публ. 10.01.20124. RF patent №2439602. Device and method for determining diver direction to the sound source. Claims 02.24.2010, publ. 01/10/2012

5. Патент РФ №2233458. Портативная гидроакустическая навигационная система. Заявл. 24.10.2002, публ.27.04.20045. RF patent №2233458. Portable sonar navigation system. Claims 10/24/2002, Public 27.04.2004

6. Свидетельство РФ на полезную модель №50737. Приемно-передающая станция гидроакустической телефонной связи водолаза. Заявл. 22.04.2005, публ. 20.01.2006 - прототип6. The certificate of the Russian Federation for useful model №50737. Receiving and transmitting station hydroacoustic telephone communications diver. Claims 04/22/2005, publ. 01.20.2006 - the prototype

7. Свидетельство РФ на полезную модель №43370. Пеленгатор водолаза. Заявл. 10.09.2004, публ. 10.01.20057. Certificate of the Russian Federation for utility model №43370. Diver direction finder. Claims 09/10/2004, publ. 01/10/2005

8. Правила классификации и постройки обитаемых подводных аппаратов, судовых водолазных комплексов и пассажирских подводных аппаратов. Изд. Российского морского регистра судоходства, 20038. Rules for the classification and construction of habitable underwater vehicles, ship diving complexes and passenger underwater vehicles. Ed. Russian Maritime Register of Shipping, 2003

Claims (1)

Гидроакустическая станция дайвера, содержащая первую приемно-излучающую гидроакустическую антенну (А1), соединенную с входом/выходом первого ключа прием/передача (КПП1), выход которого соединен с входом первого предварительного усилителя (ПУ1), усилитель мощности (УМ), вход которого соединен с выходом первого генератора (Г1), а выход - с входом КПП1, а также второй генератор (Г2), телефонный усилитель (ТУ), первый головной телефон (Т1) и блок электропитания, отличающаяся тем, что дополнительно введены вторая приемно-излучающая гидроакустическая антенна (А2), при этом антенны А1 и А2 выполнены с возможностью формирования диаграммы направленности в одной полусфере; вторые коммутатор прием/передача (КПП2), предварительный усилитель (ПУ2), головной телефон (Т2), причем вход/выход КПП2 соединен с входом А2, выход КПП2 с входом ПУ2, а первый вход КПП2 - с выходом УМ; первый, второй и третий сумматоры (С1, С2, С3), причем первый вход С1 соединен с первым выходом ПУ1, а второй вход С1 - с первым выходом ПУ2, выход С2 соединен с входом Т1, выход С3 - с входом Т2, а первые входы С2 и С3 соединены с выходом ТУ; первый и второй ключи (К1, К2), причем первые входы К1 и К2 соединены с выходом Г2, выход К1 соединен со вторым входом С2, выход К2 - со вторым входом С3; блок обработки и управления (БОУ), содержащий дешифратор сигналов (Д), измеритель уровня сигналов (ИУС), первый и второй фильтры (Ф1, Ф2), модуль автоматического выбора канала (АВК), первую и вторую пороговые схемы (ПС1, ПС2), схему «ИЛИ» (ИЛИ); кнопку управления (КУ), первый выход которой соединен с первым входом Г1, а второй выход - с третьими входами КПП1 и КПП2, причем выход С1 через ИУС последовательно соединен с первым входом Г2, второй вход которого соединен с выходом ИЛИ; второй выход ПУ1 соединен со входом Ф1, второй выход ПУ2 - со входом Ф2, при этом первые выходы Ф1 и Ф2 соединены с первым и вторым входами АВК, соответственно, первый выход АВК соединен со вторым входом К1, а второй выход АВК - со вторым входом К2; второй выход Ф1 через ПС1 соединен с первым входом схемы ИЛИ, второй выход Ф2 - через ПС2 со вторым входом схемы ИЛИ; выход С1 дополнительно соединен с первым входом ТУ и входом Д, выход Д соединен с первым входом Г1 и вторыми входами КПП1 и КПП2, а выход Г1 дополнительно соединен со вторым входом ТУ.
Figure 00000001
Hydroacoustic station diver, containing the first receiving-emitting sonar antenna (A1) connected to the input / output of the first key transmit / receive (KPP1), the output of which is connected to the input of the first pre-amplifier (PU1), power amplifier (PA) which is connected with the output of the first generator (G1), and the output with the input of the KPP1, as well as the second generator (G2), telephone amplifier (TU), the first head phone (T1) and the power supply unit, characterized in that the second receiving and radiating sonar additionally introduced but antenna (A2), while the antennas A1 and A2 are made with the possibility of forming a radiation pattern in the same hemisphere; the second receive / transmit switch (КПП2), the pre-amplifier (ПУ2), the head phone (Т2), the input / output of КПП2 is connected to the input А2, the output of КПП2 to the input ПУ2, and the first input of КПП2 - to the output of the MIND; the first, second and third adders (C1, C2, C3), the first input C1 is connected to the first output PU1, and the second input C1 is connected to the first output PU2, the output C2 is connected to the input T1, the output C3 to the input T2, and the first inputs C2 and C3 are connected to the output of the technical conditions; the first and second keys (K1, K2), with the first inputs K1 and K2 connected to the output G2, the output K1 connected to the second input C2, the output K2 - to the second input C3; processing and control unit (BOW) containing a signal decoder (D), a signal level meter (ICS), first and second filters (F1, F2), automatic channel selection module (AVK), first and second threshold circuits (PS1, PS2) the scheme "OR"(OR); a control button (CU), the first output of which is connected to the first input G1, and the second output - to the third inputs of the KPP1 and KPP2, the output C1 through the IUS being connected in series with the first input G2, the second input of which is connected to the output OR; The second output PU1 is connected to the input F1, the second output PU2 is connected to the input F2, while the first outputs F1 and F2 are connected to the first and second AVK inputs, respectively, the first AVK output is connected to the second input K1, and the second AVK output to the second input K2; the second output F1 through PS1 is connected to the first input of the OR circuit, the second output F2 is connected via PS2 to the second input of the OR circuit; output C1 is additionally connected to the first input of the specifications and input D, output D is connected to the first input of G1 and the second inputs of КПП1 and КПП2, and output Г1 is additionally connected to the second input of ТУ.
Figure 00000001
RU2012144088/28U 2012-10-16 HYDROACOUSTIC STATION DIVER RU125350U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU125350U1 true RU125350U1 (en) 2013-02-27

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575045C1 (en) * 2014-10-13 2016-02-10 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" System and method of determining location of diver
RU2738385C2 (en) * 2019-05-13 2020-12-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Method for hydroacoustic telephony of divers and device for its implementation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575045C1 (en) * 2014-10-13 2016-02-10 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" System and method of determining location of diver
RU2738385C2 (en) * 2019-05-13 2020-12-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Method for hydroacoustic telephony of divers and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3130461B2 (en) Portable radio
US8456985B2 (en) Vehicle crew communications system
CN204013524U (en) A kind of hand-held VHF talk back equipment that possesses AIS SOS function
RU125350U1 (en) HYDROACOUSTIC STATION DIVER
US3268854A (en) Submarine communication system
RU2494914C1 (en) Diver direction-finder
JP2009200772A (en) Underwater communication apparatus and underwater communication system
KR20070007462A (en) Wireless underwater communication system
TWI640183B (en) A communication apparatus, a communication arrangement and a communication method
NO792998L (en) COMMUNICATION FACILITIES.
RU157731U1 (en) HYDROACOUSTIC STATION FOR COMMUNICATION AND NAVIGATION OF A DIVER
US11949451B2 (en) Optical data transmission system for swimmers
RU110887U1 (en) WIRELESS COMMUNICATION EQUIPMENT FOR DIVING WORK
US3181115A (en) Underwater telephony
RU98661U1 (en) BROADCAST RADIO Knot
WO2009127876A1 (en) Communications apparatus, system and method of supporting a personal area network
US7251453B1 (en) Mobile marine communications apparatus and method for use of same
RU50737U1 (en) RECEIVER-TRANSMISSION STATION OF A DIVER HYDROACOUSTIC TELEPHONE COMMUNICATION
KR100845098B1 (en) Multilateral digital wireless communication system
RU2738385C2 (en) Method for hydroacoustic telephony of divers and device for its implementation
CN114244945B (en) Noise-reducing and monitoring integrated dispatching special telephone
CN203661142U (en) Hand-free anti-noise interphone
Woodward Underwater telephony: past, present and future
RU69361U1 (en) SYSTEM OF INTERNAL SPEAKER SPEAKER COMMUNICATION
JP3118725U (en) Helmet with wireless communication device