RU2021163C1

RU2021163C1 - Device for sound orienting of diver

Info

Publication number: RU2021163C1
Authority: RU
Inventors: Марк Михайлович Межеричер
Original assignee: Марк Михайлович Межеричер
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: diver equipment. SUBSTANCE: device has receiving acoustic system formed by two acoustic-electric converters 1, amplification unit 2; all the units are attached to base 8; and indicator system in form of two phone sets 3, which are connected to form two channels. Each channel has amplifier 2, phone set 3 and acoustic-electric converter 1 which are connected in series. Base 8 is made in form of two holders provided with fitting means 6 to hands of diver. EFFECT: improved convenience of exploitation; improved reliability of operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к водолазному снаряжению, в частности к приборам, облегчающим выполнение водолазом поисковых работ по обнаружению под водой каких-либо объектов и более конкретно касается устройств для ориентирования водолаза по звуку, исходящему от объекта (ориентира) или отраженному от него. Оно может применяться для определения направления на звуковые ориентиры как искусственно созданные, например, акустические буи-пингеры, так и природные. The invention relates to diving equipment, in particular to instruments that facilitate the diver’s search for detecting any objects underwater, and more particularly relates to devices for orienting the diver according to the sound emanating from or reflected from the object (landmark). It can be used to determine the direction of sound landmarks as artificially created, for example, acoustic buoy pingers, as well as natural ones.

Наиболее близким к заявляемому объекту и выбранным в качестве прототипа является устройство для ориентирования по звуку, представляющее собой традиционный шумопеленгатор с акустической системой поворотного типа (см. Л.Б. Карлов Гидроакустика в военном деле. М.: Воениздат, 1963, с. 58). Он содержит электрически связанные между собой передающим трактом приемную акустическую систему (далее ПАС), образованную несколькими (возможен вариант с двумя) акустико-электрическими преобразователями (АЭП), блок усиления из двух усилителей и индикаторную систему (ИС) из двух телефонов, а также основание, на котором смонтированы указанные ПАС и блок усиления. Для того, чтобы водолаз мог пользоваться этим шумопеленгатором, основание выполняют в виде корпуса с держателями (рукоятками), за которые водолаз удерживает шумопеленгатор в воде. При таком выполнении основания оба АЭП расположены на нем неподвижно относительно один другого на заданном расстоянии друг от друга (на расстоянии линейной базы). В состав шумопеленгатора входит также привод поворота ПАС вокруг вертикальной оси. АЭПы посредством телефонов соединены раздельно с ушами водолаза. Closest to the claimed object and selected as a prototype is a device for sound orientation, which is a traditional direction finder with a rotary-type acoustic system (see LB Karlov Hydroacoustics in military affairs. M: Voenizdat, 1963, p. 58) . It contains a receiving acoustic system (hereinafter referred to as PAS) electrically interconnected by a transmitting path (hereinafter referred to as PAS), formed by several (possible with two) acoustic-electric converters (AEDs), a amplification unit of two amplifiers and an indicator system (IC) of two phones, as well as a base on which the specified PAS and amplification unit are mounted. In order for the diver to use this noise finder, the base is made in the form of a body with holders (handles), for which the diver holds the noise finder in the water. With this implementation of the base, both AEDs are located on it motionless relative to each other at a given distance from each other (at the distance of the linear base). The composition of the noise finder also includes a drive turning the PAS around a vertical axis. AEDs via telephones are connected separately to the diver's ears.

Такая схема соединения перечисленных элементов обеспечивает работу устройства-прототипа по бинауральному методу пеленгования, при котором направление на источник звука определяется по разности времени прихода сигнала к левому и правому ушам водолаза, которую водолаз посредством индикаторной системы шумопеленгатора будет ощущать до тех пор, пока при повороте ПАС вокруг вертикальной оси не отыщется положение, при котором звук будет достигать обоих ушей одновременно - в этом положении нормаль к линейной базе АЭП совпадает с направлением на цель (источник звука). Such a connection scheme of the above elements ensures the operation of the prototype device using the binaural direction finding method, in which the direction to the sound source is determined by the difference in the signal arrival time to the diver’s left and right ears, which the diver will feel until he turns the PAS through the indicator system there is no position around the vertical axis in which the sound will reach both ears simultaneously - in this position, the normal to the linear base of the AED coincides with the direction m to the target (sound source).

Устройство-прототип имеет следующие недостатки. Во-первых, из-за сравнительно больших габаритов устройства (корпуса с ПАС и блоком усиления) и из-за того, что водолаз должен постоянно удерживать его в руках, оно вызывает существенные неудобства в эксплуатации. Во-вторых, из-за сложности конструкции этот шумопеленгатор имеет невысокую эксплуатационную надежность. The prototype device has the following disadvantages. Firstly, due to the relatively large dimensions of the device (the case with PAS and amplification unit) and due to the fact that the diver must constantly hold it in his hands, it causes significant inconvenience in operation. Secondly, due to the complexity of the design, this noise finder has a low operational reliability.

Целью изобретения является повышение надежности устройства и удобства его в эксплуатации. The aim of the invention is to increase the reliability of the device and its ease of use.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем приемную акустическую систему, образованную двумя акустико-электрическими преобразователями, и два усилителя, закрепленные на основании, и индикаторную систему из двух телефонов, связанные с образованием двух каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные акустикоэлектрический преобразователь, усилитель и телефон, основание выполнено в виде двух держателей со средствами крепления на руках водолаза. This is achieved by the fact that in a device containing a receiving speaker system formed by two acoustic-electric converters, and two amplifiers mounted on the base, and an indicator system of two telephones associated with the formation of two channels, each of which includes a series-connected acoustic-electric converter, an amplifier and a telephone, the base is made in the form of two holders with means of fastening on the hands of a diver.

На фиг.1 показана структурная схема устройства для ориентирования водолаза по звуку; на фиг.2 - схема ориентирования водолаза посредством предлагаемого устройства. Figure 1 shows a structural diagram of a device for orienting a diver in sound; figure 2 - diagram of the orientation of the diver through the proposed device.

Устройство имеет два идентичных канала (левый Л и правый П), каждый из которых содержит электрически связанные между собой передающим трактом акустикоэлектрический преобразователь (АЭП) 1, усилитель 2 низкой частоты и телефон 3. Оба АЭП 1 совместно образуют приемную акустическую систему (ПАС) устройства, а оба телефона 3 - его индикаторную систему, сообщенную со слуховым аппаратом (ушами) водолаза. В устройстве имеется общий для обоих каналов Л и П источник питания 4, но каждый из них может иметь собственный источник питания. Конкретное выполнение и характеристики каждого из элементов каналов Л и П, т.е. АЭП 1, усилителя 2 и телефона 3, а также источника питания 4 определяются в зависимости от заданных условий эксплуатации. Лучше всего, особенно для приема звуковых и ультразвуковых частот, использовать применяемые в шумопеленгаторах преобразователи пьезоэлектрического и магнитострикционного типов. Могут применяться элементы аппаратов индивидуального пользования для глухих: в качестве АЭП 1 - микрофоны высокократного усиления (которые можно легко герметизировать и совместить с миниатюрным усилителем НЧ), а в качестве телефонов 3 - наушники костной проводимости. The device has two identical channels (left L and right P), each of which contains an acoustoelectric transducer (AEP) 1 electrically connected to each other by a transmitting path, a low-frequency amplifier 2 and a telephone 3. Both AEP 1 together form a receiving speaker system (PAS) of the device , and both phones 3 - its indicator system, communicated with a hearing aid (ears) diver. The device has a common power source 4 for both channels L and P, but each of them can have its own power source. The specific implementation and characteristics of each of the elements of the channels L and P, i.e. AEP 1, amplifier 2 and telephone 3, as well as power supply 4 are determined depending on the specified operating conditions. It is best, especially for receiving sound and ultrasonic frequencies, to use piezoelectric and magnetostrictive transducers used in noise finders. Elements of personal use devices for the deaf can be used: high-gain microphones (which can be easily sealed and combined with a miniature bass amplifier) as AEP 1, and bone-conduction headphones 3.

На фиг.2 показан водолаз 5 с надетым на него предлагаемым устройством. Для того, чтобы водолазу было удобно пользоваться устройством, компоновка последнего выполнена в виде двух гибких частей - левой и правой. При этом в каждой из частей устройства есть головной узел, представляющий собой телефон 3, и наручный узел 6, соединенные между собой гибким электрическим кабелем. Наручный узел 6 представляет собой конструктивно объединенные электрической связью АЭП 1 и усилитель 2, закрепленные на наручном держателе 7, застегиваемом на запястье соответствующей руки водолаза 5. Таким образом держатели 7 выполняют функцию основания устройства для его приемно-акустической и усилительной систем. Головные узлы, не имея между собой электрической связи, могут быть смонтированы на общем дугообразном держателе 8, закрепляемом на голове водолаза 5. Это повышает удобство пользования устройством, а также удобство его хранения. Источник питания 4 может представлять собой аккумуляторную батарею или гальванический элемент, размещаемый либо в корпусе наручного узла 6, либо в другом удобном месте на теле водолаза (на фиг.2 источник питания для простоты не показан). Figure 2 shows a diver 5 with the proposed device. In order for the diver to be convenient to use the device, the layout of the latter is made in the form of two flexible parts - left and right. Moreover, in each of the parts of the device there is a head unit, which is a telephone 3, and a wrist unit 6, interconnected by a flexible electric cable. The wrist unit 6 is an AEP 1 and an amplifier 2 structurally integrated by electrical connection, mounted on a wrist holder 7 fastened to the wrist of the diver's corresponding arm 5. Thus, the holders 7 serve as the base of the device for its receiving-acoustic and amplification systems. The head nodes, without having an electrical connection between each other, can be mounted on a common arc-shaped holder 8, mounted on the head of a diver 5. This increases the usability of the device, as well as the convenience of its storage. The power source 4 may be a rechargeable battery or a galvanic cell placed either in the case of the wrist unit 6 or in another convenient place on the diver’s body (the power source is not shown in FIG. 2).

Водолаз 5 с помощью устройства ориентируется следующим образом. При поступлении на АЭП 1 правого и левого каналов звуковых сигналов от пингера или другого источника (не показан) они преобразуются указанными преобразователями в электрические сигналы, которые усиливаются усилителями 2 и по тракту передаются в телефоны 3, где преобразуются в звуковые колебания, поступающие в слуховой аппарат головы водолаза 5. Благодаря двухканальной схеме соединения элементов устройства звуковые колебания воспринимаются левой и правой сторонами головы раздельно. Чтобы определить направление, откуда исходит звук - слева или справа, водолаз 5 раздвигает руки в стороны, как показано на фиг.2. При этом расстояние от АЭП одного канала до АЭП другого канала (линейная база) увеличивается в среднем до 1,3-1,4 м и становится достаточным для того, чтобы появилась ощутимая разница во времени прихода сигналов к левой и правой сторонам головы водолаза 5. Величина этой разницы во времени зависит от того, насколько ближе источник звука к одной руке водолаза, чем к другой. Если водолаз желает сориентироваться более точно, он, не опуская раздвинутых рук, поворачивается в сторону прихода звука и по увеличению силы звука и улучшению его ясности уточняет направление на звуковой ориентир. Diver 5 using the device is oriented as follows. When the right and left channels of sound signals from a pinger or other source (not shown) arrive at AEP 1, they are converted by the indicated converters into electrical signals, which are amplified by amplifiers 2 and transmitted along the path to telephones 3, where they are converted into sound vibrations received by the hearing aid the diver’s head 5. Due to the two-channel connection scheme of the device elements, sound vibrations are perceived by the left and right sides of the head separately. To determine the direction from which the sound comes - left or right, the diver 5 spreads his arms to the sides, as shown in figure 2. At the same time, the distance from the AED of one channel to the AED of the other channel (linear base) increases on average to 1.3-1.4 m and becomes sufficient so that there is a noticeable difference in the time of arrival of signals to the left and right sides of the diver’s head 5. The magnitude of this time difference depends on how much closer the sound source is to one diver's arm than to the other. If the diver wants to orientate more precisely, he does not lower his spread arms and turns towards the arrival of sound and, by increasing the strength of the sound and improving its clarity, specifies the direction to the sound reference.

Claims

A device for orienting a diver by sound, comprising a receiving acoustic system formed by two acoustic-electric converters, and two amplifiers mounted on the base, and an indicator system in the form of two telephones connected with the formation of two channels, each of which includes a series-connected acoustic-electric converter, amplifier and telephone, characterized in that the base is made in the form of two holders with means for fastening on the hands of a diver.