RU2282210C1

RU2282210C1 - Clutch for fixing outboard hydroacoustic systems at calibration

Info

Publication number: RU2282210C1
Application number: RU2004138199/09A
Authority: RU
Inventors: Михаил Александрович Ерин (RU); Михаил Александрович Ерин; Виктор Иванович Бутенко (RU); Виктор Иванович Бутенко; Игорь Алексеевич Кириченко (RU); Игорь Алексеевич Кириченко; Дмитрий Иванович Диденко (RU); Дмитрий Иванович Диденко
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-08-20
Also published as: RU2004138199A

Abstract

FIELD: hydroacoustics; measurement engineering.

SUBSTANCE: clutch can be used when measuring parameters of receiving-transmitting aerials of vertical depth sounding hydroacoustic systems as well as for metrological inspection of working hydroacoustic measuring aids under location pond's conditions. Clutch for fixing outboard hydroacoustic systems when calibrating them has hydroacoustic aerial to be calibrated, reference hydroacoustic target (calibration sphere), hydroacoustic irradiator, measuring aid; all the units are disposed onto rotary assembly. There are three clutch paws which form angle of 120° to each other. The paws are conjugate by means of bolts and insertions. Holes in insertions are made in such a manner that those holes have to be basic in the insertions disposed at ends of paws and the holes are threaded at the insertions disposed in middle part of paws. Any clutch paw has profile boom and small corner; boom and corner are connected for rotation about their own axes by means of insertions. There are marking hairlines onto small corner, which hairlines are brought into coincidence with hairlines onto measuring plank of plate. Plate is made for movement along boom and it can be mounted onto the boom. Basing corner is additionally fastened to the plate.

EFFECT: reduced cost of calibration.

7 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области гидроакустики, в частности к измерению параметров приемоизлучающих антенн гидроакустических систем вертикального зондирования (эхолоты, профилографы, параметрические излучающие антенны), установка которых осуществляется посредством штанг забортного устройства, закрепленного в носовой части или по борту судна, и может быть использовано для метрологической проверки рабочих гидроакустических средств измерений в натурных условиях натурного водоема.The present invention relates to the field of hydroacoustics, in particular to the measurement of parameters of receiving-emitting antennas of hydroacoustic systems of vertical sounding (echo sounders, profilographs, parametric emitting antennas), the installation of which is carried out by means of an outboard device mounted in the bow or on board the vessel, and can be used for metrological verification of working hydroacoustic measuring instruments in full-scale conditions of a natural reservoir.

Известна гидроакустическая антенна, содержащая цилиндрический участок с закрепленным на нем защитным кожухом, цилиндрическую обойму, установленную на цилиндрическом участке корпуса с возможностью вращения, закрепленные на обойме гидроакустические приемники и противовес, который прикреплен к обойме крепежным элементом из растворимого в морской воде сплава, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности ориентации гидроакустических приемников за счет увеличения неустойчивости противовеса, противовес со стороны цилиндрической обоймы имеет цилиндрическую поверхность и дополнительно соединен с обоймой гибкой связью, а крепежный элемент дополнительно соединен с цилиндрическим участком корпуса (см. авторское свидетельство №1571524, G 01 S 7/52, бюл. №22, 1990 г.).A hydroacoustic antenna is known, comprising a cylindrical section with a protective casing fixed to it, a cylindrical cage mounted rotatably on the cylindrical section of the housing, hydroacoustic receivers fixed to the cage and a counterweight, which is attached to the cage by a fastening element made of a soluble in sea water alloy, characterized in that, in order to increase the reliability of the orientation of hydroacoustic receivers by increasing the instability of the counterweight, the counterbalance from the cylindrical Boim has a cylindrical surface and is further connected to a flexible coupling clip and fastening element is additionally connected with the cylindrical body portion (see. copyright certificate №1571524, G 01 S 7/52, Bul. №22, 1990 YG).

Признаки, совпадающие - цилиндрический участок корпуса с возможностью вращения, закрепленный с ориентацией гидроакустический приемник, наличие соединения с гибкой связью, крепежный элемент соединен с цилиндрическим участком корпуса.Signs of coincidence - a cylindrical section of the housing with the possibility of rotation, a sonar receiver fixed with orientation, the presence of a connection with a flexible connection, a fastener connected to the cylindrical section of the housing.

Причины, препятствующие поставленной задаче - трудности, связанные с постановкой образцовых средств измерения и образцовых гидроакустических сфер на акустической оси антенны для осуществления процесса ее калибровки при сложности конструкции, малая надежность.The reasons that impede the task are the difficulties associated with the installation of exemplary measuring instruments and exemplary sonar spheres on the acoustic axis of the antenna to carry out the process of its calibration with design complexity, low reliability.

Известны устройства закрепления образцовых средств измерения (ОСИ) с известной амплитудно-частотной характеристикой в режиме приема и образцовых гидроакустических сфер (ОГС) с помощью дополнительных штанг, закрепляемых по борту судна, на котором установлена гидроакустическая антенна, либо на вспомогательном плавсредстве (см. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. Л.: Судостроение, 1981 г. - 264 с., стр.159 рис.11.4, - Поворотно-выдвижное устройство, стр.160 рис.11.5 - Подвижная каретка для снятия осевых распределений звукового давления.).Known devices for fixing exemplary measuring instruments (AIS) with a known amplitude-frequency characteristic in the reception mode and exemplary sonar spheres (OGS) using additional rods fixed on board the vessel on which the sonar antenna is installed, or on an auxiliary craft (see Novikov B .K., Rudenko O.V., Timoshenko V.I. Non-linear hydroacoustics. L .: Shipbuilding, 1981 - 264 p., P. 159 fig. 11.4, - Rotating-sliding device, p. 160 fig. 11.5 - Movable carriage for removing axial sound distributions about pressure.).

Признаки, совпадающие - содержит излучающую и приемную гидроакустические антенны, штангу.Signs matching - contains a radiating and receiving hydroacoustic antennas, a rod.

Причины, препятствующие поставленной задаче - низкая точность измерений, так как возникают значительные трудности, связанные с постановкой образцовых средств измерения (ОСИ) и образцовых гидроакустических сфер (ОГС) на акустической оси антенны. Элементы дополнительных конструкций, попадающие в акустическое поле антенны, приводят к появлению акустических сигналов, затрудняющих правильную интерпретацию результатов измерений. Наибольшие трудности установки ОСИ и ОГС возникают в случае применения забортных устройств с жестким закреплением гидроакустической антенны, не позволяющих изменять пространственного положения акустической оси антенны. Дополнительно к недостаткам рассматриваемых устройств для установки ОСИ и ОГС необходимо отнести и то, что элементы крепления дополнительных штанг необходимо дорабатывать в зависимости от типа судна, на котором закрепляется забортное устройство.The reasons that impede the task are low accuracy of measurements, since significant difficulties arise associated with the installation of exemplary measuring instruments (AIS) and exemplary sonar spheres (OGS) on the acoustic axis of the antenna. Elements of additional structures that fall into the acoustic field of the antenna lead to the appearance of acoustic signals that impede the correct interpretation of the measurement results. The greatest difficulties in installing the AIS and OGS arise in the case of using outboard devices with rigid fastening of the hydroacoustic antenna, which do not allow changing the spatial position of the acoustic axis of the antenna. In addition to the disadvantages of the devices under consideration for installing the AIS and OGS, it is necessary to attribute the fact that the fastening elements of additional rods must be further developed depending on the type of vessel on which the outboard device is fixed.

В качестве наиболее близкого аналога принято известное устройство для калибровки параметрических излучающих антенн, содержащее высокочастотные излучатели накачки, измерительный гидрофон, размещенный на поворотном устройстве антенны, которое дополнительно снабжено высокочастотным излучателем калибровочного сигнала, который совмещен с измерительным приемным гидрофоном (см. пат. №2058561, G 01 S 3/00, 7/52, бюл. №11, 1996 г.).As the closest analogue, the known device for calibrating parametric emitting antennas is adopted, containing high-frequency pump emitters, a measuring hydrophone located on the antenna rotary device, which is additionally equipped with a high-frequency emitter of a calibration signal, which is combined with a measuring receiving hydrophone (see US Pat. No. 2058561, G 01 S 3/00, 7/52, bull. No. 11, 1996).

Признаки, совпадающие - содержащее калибруемую гидроакустическую антенну, образцовую гидроакустическую мишень, гидроакустический излучатель, средство измерения, размещенные на поворотном устройстве.Signs that match - containing calibrated sonar antenna, exemplary sonar target, sonar emitter, measuring instrument, placed on the rotary device.

Причины, препятствующие поставленной задаче - сложность конструкции, малая надежность, поскольку элементы дополнительных конструкций, попадающие в акустическое поле антенны, приводят к появлению акустических сигналов, затрудняющих правильную интерпретацию результатов измерений, недостаточная точность, обусловленная трудностями постановки образцовых средств измерения (ОСИ) и образцовых гидроакустических сфер (ОГС) на акустической оси антенны, нет возможности изменять пространственного положения акустической оси антенны в случае применения забортных устройств с жестким ее закреплением, высокая стоимость в недостаточной степени обеспечивается совпадением условий калибровки с условиями эксплуатации.The reasons that impede the task are structural complexity, low reliability, since the elements of additional structures falling into the acoustic field of the antenna lead to the appearance of acoustic signals that impede the correct interpretation of the measurement results, insufficient accuracy due to difficulties in setting up standard measuring instruments (AIS) and standard hydroacoustic spheres (OGS) on the acoustic axis of the antenna, it is not possible to change the spatial position of the acoustic axis of the antenna in the case of naming of overboard devices with its rigid fixing; high cost is insufficiently ensured by the coincidence of calibration conditions with operating conditions.

Задачей предложенного изобретения является упрощение и снижение стоимости процесса калибровки за счет универсальности монтажа подводных частей при высокой точности калибровки за счет обеспечения совпадения условий калибровки с условиями эксплуатации.The objective of the proposed invention is to simplify and reduce the cost of the calibration process due to the versatility of the installation of underwater parts with high calibration accuracy by ensuring that the calibration conditions match the operating conditions.

Технический результат заключается в том, что зажимное устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке, содержащих калибруемую гидроакустическую антенну, образцовую гидроакустическую мишень (калибровочная сфера), гидроакустический излучатель, средство измерения, размещенные на поворотном устройстве, и включает три зажимные лапки, образующие угол 120° и сопряженные между собой посредством болтов и вставок, при этом отверстия во вставках выполнены таким образом, что во вставках, размещенных со стороны края лапок, отверстия базирующие, а во вставках, размещенных в средней части лапок, - резьбовые, а каждая зажимная лапка содержит соединенные, с возможностью вращения вокруг своей оси, вышеуказанными вставками, стрелу из профиля и вспомогательного уголка, на котором имеются разметочные риски, совмещенные с рисками на мерной планке пластины, которая имеет возможность перемещения и монтажа на стреле, при этом на пластине дополнительно жестко закреплен базирующий уголок. Данная конструкция позволяет упростить и удешевить процесс калибровки за счет простоты и универсальности монтажа подводных частей и повысить точность калибровки за счет обеспечения совпадения условий калибровки с условиями эксплуатации.The technical result consists in the fact that the clamping device for fastening outboard sonar systems during their calibration, containing a calibrated sonar antenna, an exemplary sonar target (calibration sphere), a sonar emitter, a measuring device placed on a rotary device, and includes three clamping legs forming an angle 120 ° and interconnected by means of bolts and inserts, while the holes in the inserts are made in such a way that in the inserts placed on the side of the edge apok, basing holes, and in the inserts located in the middle part of the legs - threaded, and each clamping foot contains connected, with the possibility of rotation around its axis, the above inserts, an arrow from the profile and auxiliary corner, on which there are marking risks, combined with risks on the measuring plate of the plate, which has the ability to move and mount on the boom, while the base corner is additionally rigidly fixed to the plate. This design allows you to simplify and reduce the cost of the calibration process due to the simplicity and versatility of the installation of underwater parts and increase the accuracy of calibration by ensuring that the calibration conditions match the operating conditions.

Предлагаемое зажимное устройство для калибровки забортных гидроакустических систем поясняется чертежами, где на фиг.1 показано устройство, смонтированное на несущей трубе поворотного устройства на фиг.2 представлено устройство в сборе, фиг.3 - элемент конструкции (зажимная лапка).The proposed clamping device for calibrating outboard sonar systems is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a device mounted on a carrier tube of a rotary device, Fig. 2 shows a complete assembly, Fig. 3 is a structural member (clamping foot).

Зажимное устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке, содержащих калибруемую гидроакустическую антенну 1, образцовую гидроакустическую мишень 2 (калибровочная сфера), гидроакустический излучатель 3, средство измерения 4, размещенные на поворотном устройстве 5, включает три зажимные лапки 6, образующие угол 120° и сопряженные между собой посредством болтов 14 и вставок 8, 9, при этом отверстия во вставках выполнены таким образом, что во вставках 8, размещенных со стороны края лапок 6, отверстия базирующие, а во вставках 9, размещенных в средней части лапок 6, - резьбовые, а каждая зажимная лапка 6 содержит соединенные, с возможностью вращения вокруг своей оси, вышеуказанными вставками 8, 9, стрелу 10 из профиля и вспомогательного уголка 11, на котором имеются разметочные риски, совмещенные с рисками на мерной планке 7 пластины 12, которая имеет возможность перемещения и монтажа на стреле 10, при этом на пластине 12 дополнительно жестко закреплен базирующий уголок 13.Clamping device for fastening outboard hydroacoustic systems during their calibration, containing calibrated hydroacoustic antenna 1, exemplary hydroacoustic target 2 (calibration sphere), hydroacoustic emitter 3, measuring instrument 4, placed on rotary device 5, includes three clamping legs 6, forming an angle of 120 ° and interconnected by means of bolts 14 and inserts 8, 9, while the holes in the inserts are made so that in the inserts 8 placed on the side of the edge of the tabs 6, the holes are based, and in tavki 9, located in the middle of the legs 6, are threaded, and each clamping foot 6 contains connected, with the possibility of rotation around its axis, the above inserts 8, 9, an arrow 10 from the profile and auxiliary corner 11, on which there are marking risks, combined with risks on the measuring bar 7 of the plate 12, which has the ability to move and mount on the boom 10, while the base corner 13 is additionally rigidly fixed to the plate 12.

Особенностью процедур измерения параметров гидроакустических антенн является применение образцовых средств измерения (ОСИ), с известной амплитудно-частотной характеристикой в режиме приема, и образцовых гидроакустических сфер (ОГС), с известной силой цели, пространственно расположенных на известном расстоянии на акустической оси антенны.A feature of the procedures for measuring the parameters of hydroacoustic antennas is the use of exemplary measuring instruments (AIS), with a known amplitude-frequency characteristic in reception mode, and exemplary hydroacoustic spheres (OGS), with a known target force, spatially located at a known distance on the acoustic axis of the antenna.

Подготовка к работе фиг.3 осуществляется в такой последовательности: сначала совмещаются риски с внешней стороны зажимных лапок 6, на вспомогательном уголке 11, с рисками, нанесенными, на мерной планке 7 пластины 12, и стягиваются болтами. В результате чего лапка 6 приобретает дополнительную жесткость, а базирующий уголок 13, который жестко закреплен на пластине 12, надежно фиксируется в заданном положении.Preparation for operation of FIG. 3 is carried out in the following sequence: first, risks from the outside of the clamping legs 6, at the auxiliary angle 11, are combined with the risks incurred on the measuring bar 7 of the plate 12, and are pulled together with bolts. As a result, the foot 6 acquires additional rigidity, and the base corner 13, which is rigidly fixed to the plate 12, is securely fixed in a predetermined position.

Затем две зажимные лапки 6 подводятся друг к другу таким образом, чтобы вставка 8 зажимной лапки с отверстием базирующим, встала напротив вставки 9 зажимной лапки с резьбовым отверстием, и сопрягаются между собой посредством болта 14. Аналогичная операция повторяется для всех трех зажимных лапок. По окончании сборки устройство приобретает вид, показанный на фиг.2. Особенность конструкции и крепления вставок 8, 9 состоит в том, что они легко вращаются вокруг своей оси при полностью вкрученных болтах 14, одновременно обеспечивая неподвижность стрелы 10 и вспомогательного уголка 11.Then, the two clamping tabs 6 are brought together so that the clamping tab insert 8 with the bore hole stands opposite the clamping tab insert 9 with a threaded hole and mates with the bolt 14. A similar operation is repeated for all three clamping tabs. At the end of the assembly, the device takes on the form shown in figure 2. A feature of the design and mounting of the inserts 8, 9 is that they easily rotate around their axis with bolts 14 fully screwed in, while simultaneously ensuring the immobility of the boom 10 and the auxiliary angle 11.

Окончательная установка осуществляется уже непосредственно на несущей трубе поворотного устройства фиг.1. Обхватив трубу двумя зажимными лапками 6, «закрываем» третью зажимную лапку и затягиваем болтом 14. Равномерно подтянув все три болта 14, обеспечиваем надежное закрепление зажимного устройства для калибровки забортных гидроакустических систем на несущей трубе поворотного устройства, при этом угол между стрелами составляет 120°.The final installation is carried out directly on the carrier tube of the rotary device of figure 1. Grasping the pipe with two clamping tabs 6, “close” the third clamping tab and tighten with the bolt 14. Evenly tightening all three bolts 14, we provide reliable fastening of the clamping device for calibrating outboard sonar systems on the carrier tube of the rotary device, while the angle between the booms is 120 °.

Использование данной конструкции зажимного устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке обеспечивает зажим на несущих трубах различного диаметра поворотного устройства. При этом осуществляется подвешивание гидроакустической мишени (калибровочной сферы) 2 на трех нитях во избежание смещения от оси подвеса, с возможностью регулировки расстояния от акустической системы до последней. Предложенное зажимное устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке состоит из трех одинаковых зажимных лапок 6, с внешней стороны которых, на вспомогательном уголке 11, имеются разметочные риски, которые совмещаются с рисками, нанесенными на мерной планке 7 пластины 12, при перемещении ее по лапке 6. Нумерация рисок соответствует диаметру несущей трубы поворотного устройства 5. Это обеспечивает удобство монтажа устройства на несущей трубе поворотного устройства 5. При совмещении соответствующих рисок на всех зажимных лапках 6 и значений мерных планок 7 обеспечивается точное значение углового разноса 120° зажимных лапок 6, соответственно и стрелы их разместятся под таким же углом. Таким образом, просто и надежно осуществляется сборка конструкции, обеспечивая при этом гарантированный угол 120°. При необходимости, дополнительно имеется возможность установить разновеликий разнос зажимных лапок 6, при этом две мерные планки 7 пластин 12 смещаются по рискам в требуемую сторону (это осуществляется при бортовых креплениях устройства).Using this design, the clamping device for fastening outboard hydroacoustic systems during their calibration provides clamping on the supporting pipes of various diameters of the rotary device. In this case, the hydroacoustic target (calibration sphere) 2 is suspended on three threads in order to avoid displacement from the suspension axis, with the possibility of adjusting the distance from the speaker system to the last. The proposed clamping device for fastening outboard hydroacoustic systems during their calibration consists of three identical clamping legs 6, on the outside of which, on the auxiliary corner 11, there are marking risks that are combined with the risks incurred on the measuring bar 7 of the plate 12, when moving it along foot 6. The numbering of the marks corresponds to the diameter of the carrier pipe of the rotary device 5. This provides the convenience of mounting the device on the carrier pipe of the rotary device 5. When combining the corresponding pictures on the whole x clamping legs 6 and 7 bars dimensional values is provided current value of the angular spacing of 120 ° clamping tongues 6 respectively and arrow accommodate them at the same angle. Thus, assembly of the structure is simple and reliable, while ensuring a guaranteed angle of 120 °. If necessary, it is additionally possible to establish a different-sized spacing of the clamping legs 6, while two measuring bars 7 of the plates 12 are shifted by risks in the required direction (this is done with the device's side mounts).

Далее через систему заводных колец (не показано), установленных на свободных концах стрел 10, продевается и укладывается на пропускные блоки леска (не показано), после чего прикрепляется гидроакустическая мишень (калибровочная сфера) 2. Изменение расстояния от акустической системы до гидроакустической мишени (калибровочной сферы) 2 проводится изменением длины крепежной нити, проходящей через систему блоков (не показано). Нанесенные на нить маркеры соответствуют требуемым расстояниям (не показано).Then, through a system of clockwork rings (not shown) installed on the free ends of arrows 10, it is threaded and laid on the through blocks of the fishing line (not shown), after which a sonar target (calibration sphere) is attached 2. Change the distance from the speaker system to the sonar target (calibration sphere) 2 is carried out by changing the length of the fixing thread passing through a system of blocks (not shown). Markers applied to the thread correspond to the required distances (not shown).

Предлагаемая конструкция позволяет повысить точность измерений, решить задачу, связанную с постановкой образцовых средств измерения (ОСИ) и образцовых гидроакустических сфер (ОГС) на акустической оси антенны; избавиться от дополнительных конструкций, попадающих в акустическое поле антенны, приводящих к появлению акустических сигналов, затрудняющих правильную интерпретацию результатов измерений; применять забортные устройства с жестким закреплением гидроакустической антенны. Дополнительно обеспечивается универсальность зажимного устройства для различного типа судна, на котором закрепляется забортное устройство.The proposed design allows to increase the accuracy of measurements, to solve the problem associated with the setting of exemplary measuring instruments (OSI) and exemplary sonar spheres (OGS) on the acoustic axis of the antenna; get rid of additional structures that fall into the acoustic field of the antenna, leading to the appearance of acoustic signals that impede the correct interpretation of the measurement results; apply overboard devices with rigid fastening of the hydroacoustic antenna. Additionally, the versatility of the clamping device for the various type of vessel on which the outboard device is fixed is ensured.

Claims

Clamping device for fastening outboard hydroacoustic systems during their calibration, containing a calibrated hydroacoustic antenna, an exemplary hydroacoustic target (calibration sphere), a hydroacoustic transmitter, a measuring instrument placed on a rotary device, characterized in that it includes three clamping legs forming an angle of 120 ° and paired between each other by means of bolts and inserts, while the holes in the inserts are made in such a way that in the inserts placed on the side of the edge of the legs, the holes are based e, and in the inserts located in the middle part of the legs, are threaded, and each clamping foot contains an arrow from the profile connected with the possibility of rotation around its axis by the above inserts and an auxiliary corner on which there are marking risks combined with risks on the measuring plate of the plate, which has the ability to move and mount on the boom, while the base corner is additionally rigidly fixed to the plate.