RU126475U1

RU126475U1 - DEVICE FOR DETERMINING THE PARAMETERS OF HYDROACOUSTIC RECEIVERS

Info

Publication number: RU126475U1
Application number: RU2012150622/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Ковалев
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2013-03-27

Abstract

Устройство для определения параметров гидроакустических приемников, содержащее установленную в подшипнике горизонтальную ось, электронный блок, поворотный узел, состоящий из приводного двигателя, снабженного датчиком угла поворота, и держатель, выполненный в виде установленной на горизонтальной оси несущей трубы, к нижней части которой жестко прикреплена рамка для установки исследуемого приемника, снабженная излучателем, выполненным с возможностью орбитального вращения вокруг исследуемого приемника, при этом поворотный узел жестко прикреплен к верхней части несущей трубы, внутри которой проходит полый вал, соединенный с приводным двигателем и излучателем, а приводной двигатель, датчик угла поворота и излучатель соединены с электронным блоком. A device for determining the parameters of hydroacoustic receivers containing a horizontal axis installed in the bearing, an electronic unit, a rotary assembly consisting of a drive motor equipped with a rotation angle sensor, and a holder made in the form of a carrier pipe mounted on the horizontal axis, to the bottom of which a frame is rigidly attached for installing the studied receiver, equipped with a radiator made with the possibility of orbital rotation around the studied receiver, while the rotary node is rigid attached to the upper portion of the support tube, inside which passes a hollow shaft coupled with the drive motor and the transducer, and a drive motor rotation angle sensor and an emitter connected to the electronic unit.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для определения параметров приемников гидроакустических сигналов, в частности амплитудно-частотных характеристик и характеристик направленности. Данное устройство может быть использовано, например, для снятия характеристик направленности векторно-фазовых приемников и может быть использовано для проведения векторно-скалярных измерений параметров гидроакустических измерений полей в морях и океанах.The utility model relates to measuring equipment, namely, devices for determining the parameters of receivers of hydroacoustic signals, in particular, amplitude-frequency characteristics and directional characteristics. This device can be used, for example, to take the directivity characteristics of vector-phase receivers and can be used to carry out vector-scalar measurements of parameters of hydroacoustic measurements of fields in the seas and oceans.

Известна измерительная установка для определения направления максимума основного лепестка характеристики направленности узконаправленной гидроакустической антенны (п. РФ №43655 U1, опубл. 27.01.2005). Измерительная установка относится к области гидроакустики и используется при измерениях основных параметров гидроакустических антенн, однако известное устройство имеет сложную структуру, требует применения испытательного бассейна и может быть использовано для измерения параметров антенн с узкой характеристикой направленности.A known measuring device for determining the direction of the maximum of the main lobe of the directivity of a narrowly directed hydroacoustic antenna (p. RF No. 43655 U1, publ. 01.27.2005). The measuring installation belongs to the field of hydroacoustic and is used to measure the main parameters of hydroacoustic antennas, however, the known device has a complex structure, requires the use of a test pool and can be used to measure the parameters of antennas with a narrow directivity.

Наиболее близким по назначению к заявляемой полезной модели является опорно-поворотное устройство для автоматического измерения диаграммы направленности антенн (п. РФ №28792, опубл. 10.04.2003), содержащее приводной двигатель, связанный посредством механической передачи с механизмом перемещения антенны, датчик угловых положений, блок электроники, а также усилитель мощности, при этом датчик угловых положений выполнен фотоэлектрическим.The closest in purpose to the claimed utility model is a rotary support device for automatically measuring the antenna pattern (p. RF No. 28792, publ. 10.04.2003), containing a drive motor connected via a mechanical transmission to the antenna movement mechanism, an angle sensor, an electronics unit, as well as a power amplifier, while the angle sensor is made photoelectric.

К сожалению, заявляемое устройство имеет сложную электронную систему, что связано с необходимостью построения системы управления угловым положением антенны.Unfortunately, the claimed device has a complex electronic system, which is associated with the need to build a control system for the angular position of the antenna.

Задачей заявляемой полезной модели является расширение ассортимента устройств для определения параметров гидроакустических приемниковThe objective of the claimed utility model is to expand the range of devices for determining the parameters of hydroacoustic receivers

Технический результат заявляемого устройства - конструктивное упрощение, расширение возможностей и ускорение процедуры получения характеристик направленности для гидроакустических приемников - достигается за счет вращения излучателя вокруг исследуемого приемника гидроакустических сигналов.The technical result of the claimed device is structural simplification, expansion of capabilities and acceleration of the procedure for obtaining directivity characteristics for sonar receivers - is achieved by rotating the emitter around the studied receiver of sonar signals.

Поставленная задача решается устройством для определения параметров гидроакустических приемников, содержащим установленную в подшипнике горизонтальную ось, электронный блок, поворотный узел, состоящий из приводного двигателя, снабженного датчиком угла поворота, и держатель, выполненный в виде установленной на горизонтальной оси несущей трубы, к нижней части которой жестко прикреплена рамка для установки исследуемого приемника, снабженная излучателем, выполненным с возможностью орбитального вращения вокруг исследуемого приемника, при этом поворотный узел жестко прикреплен к верхней части несущей трубы, внутри которой проходит полый вал, соединенный с приводным двигателем и излучателем, а приводной двигатель, датчик угла поворота и излучатель соединены с электронным блоком.The problem is solved by a device for determining the parameters of hydroacoustic receivers containing a horizontal axis installed in the bearing, an electronic unit, a rotary assembly consisting of a drive motor equipped with a rotation angle sensor, and a holder made in the form of a carrier pipe mounted on the horizontal axis, to the lower part of which a frame for mounting the test receiver is rigidly attached, provided with a radiator configured to orbitally rotate around the test receiver, while the rotary assembly is rigidly attached to the upper part of the carrier pipe, inside of which a hollow shaft passes connected to the drive motor and the radiator, and the drive motor, the rotation angle sensor and the radiator are connected to the electronic unit.

Схема заявляемого устройства приведена на фиг., гдеThe scheme of the claimed device is shown in Fig., Where

1 - рамка, 2 - излучатель гидроакустических сигналов, 3 - исследуемый приемник, 4 - вращающийся кронштейн излучателя, 5 - кабель для подключения исследуемого приемника, 6 - основание, 7 - электронный блок 8 - горизонтальная ось, 9 - кабель излучателя, 10 - кабель датчика угла поворота, 11 - подшипник горизонтальной оси, 12 - датчик угла поворота, 13 - приводной двигатель, 14 - несущая труба, 15 - полый вал.1 - frame, 2 - emitter of hydroacoustic signals, 3 - studied receiver, 4 - rotating emitter bracket, 5 - cable for connecting the studied receiver, 6 - base, 7 - electronic unit 8 - horizontal axis, 9 - emitter cable, 10 - cable rotation angle sensor, 11 - horizontal axis bearing, 12 - rotation angle sensor, 13 - drive motor, 14 - support pipe, 15 - hollow shaft.

Принцип работы заявляемого устройства основан на возбуждении излучателем (2) акустических колебаний водной среды при вращении излучателя (2) вокруг исследуемого приемника (3). При этом, за счет размещения излучателя (2) в непосредственной близости от приемника (3), возможно создавать необходимое акустическое давление при малой подводимой мощности. Угол поворота излучателя (2), закрепленного на полом валу (15), определяется датчиком угла поворота (12). Сигнал датчика угла поворота (12) поступает синхронно с сигналами исследуемого приемника (3) в электронный блок (7), где происходит оцифровывание сигналов и передача их на ПК для дальнейшей обработки. В результате обработки получают характеристику направленности исследуемого приемника и, зная уровень акустического давления, создаваемого излучателем, получают амплитудно-частотную характеристику исследуемого приемника.The principle of operation of the inventive device is based on the excitation by the emitter (2) of acoustic vibrations of the aquatic environment when the emitter (2) rotates around the receiver under study (3). In this case, due to the placement of the emitter (2) in the immediate vicinity of the receiver (3), it is possible to create the necessary acoustic pressure at a low input power. The rotation angle of the emitter (2), mounted on the hollow shaft (15), is determined by the rotation angle sensor (12). The signal of the rotation angle sensor (12) arrives synchronously with the signals of the studied receiver (3) in the electronic unit (7), where the signals are digitized and transferred to a PC for further processing. As a result of processing, the directivity characteristic of the studied receiver is obtained and, knowing the level of acoustic pressure generated by the emitter, the amplitude-frequency characteristic of the studied receiver is obtained.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Устройство устанавливается в исследуемой акватории путем прикрепления подшипника (11) горизонтальной оси (8) к свободной части консоли, закрепленной например, на пирсе. В рамку (1) устройства устанавливают исследуемый приемник (3). За счет установки горизонтальной оси (8) в подшипник (11) держатель устройства может поворачиваться вокруг горизонтальной оси (8), что позволяет легко погрузить в воду (и поднять из воды) рамку (1) с установленным в ней исследуемым приемником (3) с целью, например, изменения ориентации исследуемого приемника (3). После погружения в воду рамки (1) на блок электроники (7), содержащий микропроцессор со встроенным АЦП, подается команда, и приводной двигатель (13) начинает вращать полый вал (15), на нижнем конце которого, с помощью кронштейна (4), закреплен излучатель (2). При этом рамка (1) удерживается от вращения несущей трубой (14), за счет чего обеспечивается орбитальное вращательное движение излучателя (2) вокруг неподвижного приемника (3). Питание излучателя осуществляется по кабелю. Блок электроники (7) циклически переключает направление вращения двигателя по достижении излучателем угла поворота, равного 4π. Сигнал датчика угла поворота (12) совместно с сигналами исследуемого приемника передается в ПК, где производится вычисление характеристики направленности исследуемого приемника (3). Последовательно излучая различные по частоте сигналы, при известной производительности излучателя, получают амплитудно-частотную характеристику исследуемого приемника (3) в плоской волне путем введения расчетных коэффициентов, учитывающих сферический закон распространения акустических волн.The device is installed in the studied area by attaching the bearing (11) of the horizontal axis (8) to the free part of the console, mounted for example on a pier. In the frame (1) of the device install the studied receiver (3). Due to the installation of the horizontal axis (8) in the bearing (11), the device holder can rotate around the horizontal axis (8), which makes it easy to immerse the frame (1) with the studied receiver (3) installed in it (1) into the water The goal, for example, is to change the orientation of the receiver under study (3). After the frame (1) is immersed in water, a command is sent to the electronics unit (7) containing the microprocessor with integrated ADC, and the drive motor (13) starts to rotate the hollow shaft (15), at the lower end of which, using the bracket (4), fixed emitter (2). In this case, the frame (1) is kept from rotation by the carrier tube (14), which ensures the orbital rotational movement of the emitter (2) around the stationary receiver (3). The emitter is powered by cable. The electronics unit (7) cyclically switches the direction of rotation of the engine when the emitter reaches a rotation angle of 4π. The signal of the rotation angle sensor (12), together with the signals of the studied receiver, is transmitted to the PC, where the directivity characteristics of the studied receiver are calculated (3). Consistently emitting signals of different frequencies, with a known emitter performance, they obtain the amplitude-frequency characteristic of the receiver under study (3) in a plane wave by introducing calculated coefficients that take into account the spherical law of propagation of acoustic waves.

Приводной двигатель выполнен, например, в виде редуктора частоты вращения с электроприводом.The drive motor is made, for example, in the form of an electric speed reducer.

Вращение излучателя вокруг исследуемого приемника обеспечивается за счет его соединения с полым валом посредством кронштейна.The rotation of the emitter around the receiver under study is ensured by its connection with the hollow shaft through the bracket.

В качестве датчика угла поворота может быть использован любой подходящий для этой цели, например, потенциометрический.Any suitable sensor for this purpose, for example, potentiometric, can be used as a rotation angle sensor.

Конкретное аппаратурное наполнение заявляемого устройства, включая размеры, тип датчика поворота и элементы электронного блока зависит от конкретной задачи исследований, исходя из требуемой точности измеряемых параметров.The specific hardware of the claimed device, including dimensions, type of rotation sensor and elements of the electronic unit depends on the specific research task, based on the required accuracy of the measured parameters.

Таким образом, конструктивное выполнение заявляемого устройства, позволяет выполнять гидроакустические исследования, получать в реальном времени как амплитудно-частотные характеристики приемников, так и их характеристики направленности. Устройство обладает конструктивной простотой, низкой стоимостью, а также удобно в эксплуатации. Кроме того, расширены функциональные возможности устройства, т.к. его также можно успешно использовать при проведении калибровочных работ по измерению амплитудно-частотных характеристик и характеристик направленности гидроакустических приемников.Thus, the constructive implementation of the inventive device allows you to perform sonar research, to receive in real time both the amplitude-frequency characteristics of the receivers, and their directivity. The device has structural simplicity, low cost, and is also convenient to operate. In addition, the expanded functionality of the device, because it can also be successfully used in carrying out calibration work to measure the amplitude-frequency characteristics and directivity characteristics of hydroacoustic receivers.

Claims

A device for determining the parameters of hydroacoustic receivers containing a horizontal axis installed in the bearing, an electronic unit, a rotary assembly consisting of a drive motor equipped with a rotation angle sensor, and a holder made in the form of a carrier pipe mounted on the horizontal axis, to the bottom of which a frame is rigidly attached for installing the studied receiver, equipped with a radiator made with the possibility of orbital rotation around the studied receiver, while the rotary node is rigid attached to the upper portion of the support tube, inside which passes a hollow shaft coupled with the drive motor and the transducer, and a drive motor rotation angle sensor and an emitter connected to the electronic unit.