RU2287828C1

RU2287828C1 - Increment meter

Info

Publication number: RU2287828C1
Application number: RU2005111584/28A
Authority: RU
Inventors: Сергей Григорьевич Цыганков (RU); Сергей Григорьевич Цыганков; Юрий Николаевич Власов (RU); Юрий Николаевич Власов; Валерий Константинович Маслов (RU); Валерий Константинович Маслов
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2006-11-20

Abstract

FIELD: measuring technology, possible use for estimating speed increments of self-propelled underwater and above-water objects.

SUBSTANCE: between two filament coils of fiber-optic interferometer along direction of expansion of acoustic wave hydro-acoustic emitter is mounted. Fiber-optic interferometer also contains a source of coherent light and photo-receiver, amplifier, band filter, electric signal generator, registration device. Fiber-optic interferometer also contains phase-shifting device, mounted in one of filament coils.

EFFECT: protection of increment meter from influence of electric and magnetic interferences, increased precision.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оценки приращений скорости самодвижущихся надводных и подводных объектов.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used to assess the increment of speed of self-propelled surface and underwater objects.

Известен аддиметр, принятый за прототип, содержащий задатчик гидрофизического параметра и два преобразователя гидрофизического параметра, расположенных по различные стороны от задатчика вдоль направления движения объекта, а также усилитель и регистратор. /Б.С.Тараторкин. Приборы для яхт и катеров. Л., Судостроение, 1984, стр.144-147/.Known addimeter, adopted for the prototype, containing the master hydrophysical parameter and two transducers of hydrophysical parameters located on different sides of the master along the direction of movement of the object, as well as an amplifier and a recorder. / B.S. Taratorkin. Devices for yachts and boats. L., Shipbuilding, 1984, pp. 144-147 /.

В прототипе задатчиком гидрофизического параметра является источник тепла в виде нагреваемой проволоки, а преобразователями - терморезисторы, собранные по дифференциальной схеме.In the prototype, the master of the hydrophysical parameter is a heat source in the form of a heated wire, and the transducers are thermistors assembled according to a differential circuit.

Недостатком известного аддиметра являются большие погрешности измерений приращений скорости объекта из-за отсутствия на его выходе оптического сигнала.A disadvantage of the known addimeter is the large measurement errors of the object’s velocity increments due to the absence of an optical signal at its output.

Техническим результатом, появляющимся от внедрения изобретения, является получение на выходе аддиметра оптического выходного сигнала, не подверженному влиянию электрических и магнитных помех, а также повышение за счет этого точности измерений приращений скорости объекта.The technical result arising from the implementation of the invention is to obtain an optical output signal that is not affected by electrical and magnetic interference at the output of the admixture, as well as to increase the accuracy of measurements of object velocity increments due to this.

Данный технический результат достигают за счет того, что известный аддиметр, содержащий задатчик гидрофизического параметра и два преобразователя гидрофизического параметра, расположенных по различные стороны от задатчика, а также усилитель и регистратор, дополнительно содержит полосовой фильтр и управляемый генератор электрического сигнала, при этом в качестве задатчика гидрофизического параметра применяется тональный гидроакустический излучатель звука (ГИ), а в качестве преобразователей - две волоконные катушки, оптически согласованные с источником когерентного света и фотоприемником в волоконно-оптический интерферометр (ВОИ), причем в одной из волоконных катушек установлено фазосдвигающее устройство, подключенное к выходу управляемого генератора электрического сигнала, а выход фотоприемника через последовательно соединенные усилитель и полосовой фильтр подключен к управляющему входу генератора электрического сигнала, выход которого подключен также к регистратору.This technical result is achieved due to the fact that the known addimeter comprising a hydrophysical parameter master and two hydrophysical parameter transducers located on different sides of the master, as well as an amplifier and a recorder, further comprises a band-pass filter and a controlled electric signal generator, while as a master a hydrophysical parameter, a tonal hydroacoustic sound emitter (GI) is used, and two fiber coils are used as transducers, optically connected with a coherent light source and a photodetector into a fiber optic interferometer (VOI), moreover, a phase-shifting device is installed in one of the fiber coils connected to the output of the controlled electric signal generator, and the output of the photodetector is connected through a series-connected amplifier and a bandpass filter to the control input of the electric generator signal, the output of which is also connected to the recorder.

Тональный ГИ звука выполнен перестраиваемым по частоте и с возможностью сдвига его относительно волоконных катушек ВОИ вдоль направления распространения звуковой волны.The tonal GI of sound is made tunable in frequency and with the possibility of shifting it relative to the fiber coils of VOI along the direction of propagation of the sound wave.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема аддиметра.The invention is illustrated in the drawing, which shows the diagram of the addimeter.

Аддиметр содержит тональный ГИ1 звука и ВОИ, две волоконные катушки которого 2, 3 расположены по обе стороны от ГИ1 вдоль направления распространения звуковой волны 4 вдоль и против направления движения объекта (или потока жидкости со скоростью V).The addimeter contains a tonal GI1 of sound and VOI, two fiber coils of which 2, 3 are located on both sides of the GI1 along the direction of propagation of the sound wave 4 along and against the direction of movement of the object (or fluid flow with speed V).

ВОИ содержит также источник 5 когерентного света и фотоприемник 6, а также фазосдвигающее устройство 7, расположенное в одной из волоконных катушек, например, катушке 2.VOI also contains a coherent light source 5 and a photodetector 6, as well as a phase-shifting device 7 located in one of the fiber coils, for example, coil 2.

Выход фотоприемника 6 ВОИ подключен через последовательно соединенные усилитель 8 и полосовой фильтр 9 (на частоту ГИ1) к управляемому входу генератора 10 электрического сигнала, подключенного выходами к фазосдвигающему устройству 7 и к регистратору 11.The output of the VOI photodetector 6 is connected through a series-connected amplifier 8 and a band-pass filter 9 (at the frequency ГИ1) to the controlled input of the electric signal generator 10, connected by the outputs to the phase-shifting device 7 and to the recorder 11.

ГИ1 выполнен перестраиваемым по частоте.GI1 is tunable in frequency.

Полосовой фильтр 9 также может быть выполнен перестраиваемым по частоте в соответствии с частотой ГИ1.The band-pass filter 9 can also be made tunable in frequency in accordance with the frequency of GI1.

ГИ1 может быть выполнен с возможностью сдвига его относительно волоконных катушек 2, 3 ВОИ вдоль направления распространения звуковой волны 4.GI1 can be made with the possibility of shifting it relative to the fiber coils 2, 3 VOI along the direction of propagation of the sound wave 4.

Аддиметр работает следующим образом. Устанавливают частоту излучения и положение ГИ1 относительно волоконных катушек 2, 3 такими, чтобы для заданного начального значения скорости V потока (движение объекта) звуковая волна 4 приходила на волоконные катушки 2, 3 в одной и той же фазе. В этом случае на выходе ВОИ будет нулевой сигнал.The addimeter works as follows. The radiation frequency and the position of the GI1 relative to the fiber coils 2, 3 are set such that for a given initial value of the flow velocity V (object movement), the sound wave 4 arrives at the fiber coils 2, 3 in the same phase. In this case, there will be a zero signal at the VOI output.

Начальную разность фаз интерферирующих лучей ВОТ задают с помощью фазосдвигающего устройства и генератора 10 равной 90°.The initial phase difference of the interfering BOT rays is set using a phase shifting device and a generator 10 equal to 90 °.

Любое изменение величины скорости движения объекта приводит к появлению на выходе ВОИ сигнала на частоте излучения ГИ1. Этот сигнал усиливается усилителем 8, проходит полосовой фильтр 9 и поступает на управляемый вход генератора 10, который направляет соответствующие сигналы на фазосдвигающее устройство 7 и регистратор 11.Any change in the speed of the object leads to the appearance of a signal at the output of the VOI at the radiation frequency GI1. This signal is amplified by an amplifier 8, passes a band-pass filter 9 and is fed to a controlled input of the generator 10, which directs the corresponding signals to the phase-shifting device 7 and the recorder 11.

Фазосдвигающее устройство 7 восстанавливает разность фаз между интерферирующими лучами ВОИ до нулевой для каждого приращения скорости. При этом регистратор 11, отградуированный в единицах приращения скорости, укажет оператору искомый результат.The phase shifting device 7 restores the phase difference between the interfering beams of VOI to zero for each increment of speed. In this case, the recorder 11, graduated in units of speed increment, will indicate to the operator the desired result.

Для расширения рабочего диапазона аддиметра можно изменять рабочую частоту ГИ1 и его расстояния до волоконных катушек 2, 3 ВОИ.To expand the operating range of the addimeter, it is possible to change the operating frequency of GI1 and its distance to fiber coils 2, 3 VOI.

Claims

1. An addimeter comprising a hydrophysical parameter master and two hydrophysical parameter transducers located on different sides of the master, as well as an amplifier and a recorder, characterized in that it further comprises a band-pass filter and a controlled generator of an electrical signal, while a tone filter is used as a master of the hydrophysical parameter sonar emitter of sound, and as converters - two fiber coils, optically matched with a coherent light source and photocopier the receiver into the fiber-optic interferometer, and in one of the fiber coils a phase-shifting device is installed, connected to the output of the controlled electric signal generator, and the output of the photodetector is connected through a series-connected amplifier and a bandpass filter to the controlled input of the electric signal generator, the output of which is also connected to the recorder.

2. The addimeter according to claim 1, characterized in that the tonal sonar emitter is made tunable in frequency,

3. The addimeter according to claim 1, characterized in that the tonal sonar emitter is made with the possibility of shifting it relative to the fiber coils along the direction of propagation of the sound wave.