RU2475773C1 - Flexible extensive hydroacoustic antenna (versions) - Google Patents
Flexible extensive hydroacoustic antenna (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475773C1 RU2475773C1 RU2011140443/07A RU2011140443A RU2475773C1 RU 2475773 C1 RU2475773 C1 RU 2475773C1 RU 2011140443/07 A RU2011140443/07 A RU 2011140443/07A RU 2011140443 A RU2011140443 A RU 2011140443A RU 2475773 C1 RU2475773 C1 RU 2475773C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- antenna
- power
- flat
- communication
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидроакустики, а именно: к стационарным системам шумопеленгования надводных и подводных движущихся объектов.The invention relates to the field of hydroacoustics, namely: to stationary noise reduction systems of surface and underwater moving objects.
Известна гибкая протяженная гидроакустическая цифровая кабельная антенна по патенту RU №2417383, МПК: G01S 7/52 на изобретение «Гибкая протяженная гидроакустическая цифровая кабельная антенна». Она содержит силовой элемент в виде троса, кабели питания и связи, чувствительные элементы и электронные блоки, расположенные с определенным интервалом вдоль антенны, причем каждый электронный блок подключен к кабелю питания и содержит размещенные на плате последовательно соединенные малошумящий усилитель, аналогово-цифровой преобразователь и блок подготовки и передачи информации, при этом входы малошумящих усилителей соединены с соответствующими выходами чувствительных элементов, а выходы блоков подготовки и передачи информации соединены с кабелем связи. Особенностью антенны является то, что она снабжена кордовыми элементами в виде круглых жил, чувствительные элементы выполнены в виде протяженных отрезков кабеля из эластичного пьезоэлектрического материала, причем длины кордовых элементов и отрезков кабеля из эластичного пьезоэлектрического материала равны между собой. Кабели питания и связи, кордовые элементы, кабели из эластичного пьезоэлектрического материала выполнены одинакового диаметра с силовым элементом и закручены вокруг его оси, в промежутках между отрезками кордовых элементов и отрезками кабеля из эластичного пьезоэлектрического материала расположены платы электронных блоков, а все элементы антенны помещены во внешнюю герметизирующую кабельную оболочку.Known flexible extended hydroacoustic digital cable antenna according to patent RU No. 2417383, IPC: G01S 7/52 for the invention "Flexible extended hydroacoustic digital cable antenna". It contains a power element in the form of a cable, power and communication cables, sensitive elements and electronic units located at a certain interval along the antenna, and each electronic unit is connected to the power cable and contains low-noise amplifier, an analog-to-digital converter, and a unit placed in series on the board preparing and transmitting information, while the inputs of low-noise amplifiers are connected to the corresponding outputs of the sensitive elements, and the outputs of the blocks for preparing and transmitting information with unified with the cable connection. A feature of the antenna is that it is equipped with cord elements in the form of round veins, the sensitive elements are made in the form of long cable lengths of elastic piezoelectric material, and the length of the cord elements and cable lengths of elastic piezoelectric material are equal to each other. Power and communication cables, cord elements, cables made of elastic piezoelectric material are made of the same diameter with the power element and twisted around its axis, electronic components are located in the intervals between the segments of the cord elements and the cable lengths of the elastic piezoelectric material, and all antenna elements are placed in the external sealing cable sheath.
Достоинства данной системы заключаются в следующем: изготовление чувствительных элементов в виде кабеля из эластичного пьезоэлектрического материала по сравнению с пьезоэлектрическими устройствами позволяет сделать их более протяженными и на порядок и более снизить гидродинамические шумы, повысить устойчивость к механическим воздействиям, достичь существенно меньшего радиуса изгиба, а за счет расположения плат с электронными блоками в центральных частях антенны изготовить антенну без выступающих частей в виде единого кабеля.The advantages of this system are as follows: the manufacture of sensitive elements in the form of a cable from an elastic piezoelectric material compared to piezoelectric devices makes it possible to make them more extended and reduce hydrodynamic noise by an order or more, increase resistance to mechanical stress, achieve a significantly smaller bending radius, and by arranging the boards with electronic units in the central parts of the antenna, make the antenna without protruding parts in the form of a single cable.
Однако данная система имеет серьезный недостаток: за счет скрутки чувствительных элементов с другими элементами в сердечнике антенны (кабелями питания и связи, кордовыми элементами), сигнал от пеленгуемого источника шума периодически затеняется и поверхностью чувствительного элемента принимается неравномерно, что вносит дополнительные искажения и затрудняет анализ получаемой информации.However, this system has a serious drawback: due to the twisting of sensitive elements with other elements in the antenna core (power and communication cables, cord elements), the signal from the direction finding noise source is periodically obscured and the surface of the sensitive element is received unevenly, which introduces additional distortions and complicates the analysis of the resulting information.
Известен автономный гидроакустический модуль по патенту на изобретение №2427005 от 16.04.2009, МПК: G01S 15/00; G01S 3/00. Гидроакустический модуль содержит аппаратурный модуль в составе блока управления, источника питания, измерительных гидрофонов, модуля обработки данных, системы передачи информации по спутниковому каналу связи, системы определения места спутниковой навигационной системе, компасного устройства, датчиков остойчивости и давления, и цилиндрической акустической антенны, составленной из множества линейных антенн, натянутых с помощью двух колец, жестко закрепленных за модуль цифровой обработки данных. Причем каждая линейная антенна содержит восемь первичных гидрофонов, являющихся точечными приемниками звуковых колебаний.Known autonomous sonar module according to the patent for the invention No. 2427005 from 04.16.2009, IPC: G01S 15/00; G01S 3/00. The hydroacoustic module contains a hardware module consisting of a control unit, a power source, measuring hydrophones, a data processing module, an information transmission system via a satellite communication channel, a satellite navigation system location system, a compass device, stability and pressure sensors, and a cylindrical acoustic antenna composed of a plurality of linear antennas strung with two rings rigidly fixed to a digital data processing module. Moreover, each linear antenna contains eight primary hydrophones, which are point receivers of sound vibrations.
Недостатком гидроакустических антенн с точечными приемниками звуковых колебаний является техническая сложность построения длинномерных антенных полей (длиной порядка сотен метров) для систем безопасности прибрежных или шельфовых стационарных объектов, например: шельфовых нефтедобывающих станций.The disadvantage of hydroacoustic antennas with point receivers of sound vibrations is the technical complexity of constructing long antenna fields (about hundreds of meters long) for the safety systems of coastal or offshore stationary objects, for example: offshore oil producing stations.
В качестве прототипа выберем гидроакустическую антенну по патенту на изобретение RU №2417383 «Гибкая протяженная гидроакустическая цифровая кабельная антенна».As a prototype, we choose a hydroacoustic antenna according to the patent for invention RU No. 2417383 "Flexible long hydroacoustic digital cable antenna".
Сущность изобретения заключается в том, что предлагается гибкая протяженная гидроакустическая антенна, в которой каждый элементарный участок поверхности чувствительного элемента, обращенный к пеленгуемому источнику шума, находится в одинаковых условиях к воздействующему акустическому сигналу.The essence of the invention lies in the fact that it offers a flexible long hydroacoustic antenna, in which each elementary portion of the surface of the sensing element facing the direction-finding source of noise is in the same conditions to the acting acoustic signal.
Технический результат достигается тем, что предлагается гибкая протяженная гидроакустическая антенна, содержащая силовой элемент в виде троса, кабель питания и кабель связи, чувствительные элементы и электронные блоки, расположенные с определенным интервалом вдоль антенны, причем каждый чувствительный элемент выполнен в виде протяженного отрезка кабеля с изоляцией из эластичного пьезоэлектрического материала, а каждый электронный блок подключен к кабелю питания, каждая гибкая плата содержит последовательно соединенные малошумящий усилитель, аналогово-цифровой преобразователь и блок подготовки и передачи информации, при этом входы малошумящих усилителей соединены с соответствующими выходами чувствительных элементов, а выходы блоков подготовки и передачи информации соединены с кабелем связи. Антенна выполнена в виде плоского кабеля, проходящего сквозь несколько поплавков овальной формы, ориентирующих плоскую часть в вертикальном направлении и частично заполненных тяжелой жидкостью с плотностью, большей 1,0 г/смThe technical result is achieved by the fact that it offers a flexible long hydroacoustic antenna containing a power element in the form of a cable, a power cable and a communication cable, sensitive elements and electronic units located at a certain interval along the antenna, each sensitive element being made in the form of an extended length of cable with insulation made of elastic piezoelectric material, and each electronic unit is connected to a power cable, each flexible board contains low noise in series an amplifier, an analog-to-digital converter, and an information preparation and transmission unit, while the inputs of low-noise amplifiers are connected to the corresponding outputs of the sensitive elements, and the outputs of the information preparation and transmission units are connected to a communication cable. The antenna is made in the form of a flat cable passing through several oval-shaped floats orienting the flat part in the vertical direction and partially filled with a heavy liquid with a density greater than 1.0 g / cm 33 . Силовой элемент выполнен в виде двух тросов или прочных нитей, или стеклопластиковых, или арамиднопластиковых прутков, покрытых полимером, размещенных по краям плоского кабеля.. The power element is made in the form of two cables or strong threads, or fiberglass, or aramid-plastic rods coated with polymer, placed at the edges of the flat cable.
Плоский кабель выполнен в виде комбинированного устройства из чередующихся друг за другом плат с электронными блоками и набором линейных элементов, в число которых входит силовой элемент, не менее одного чувствительного элемента, кабели питания и связи, не менее одной трубки для подачи тяжелой жидкости и трубки для выведения вытесняемого воздуха, с влагозащитной полимерной оболочкой. Антенна имеет выведенный за пределы плоского кабеля насос для подачи в поплавки тяжелой жидкости.The flat cable is made in the form of a combined device of alternating circuit boards with electronic units and a set of linear elements, which include a power element, at least one sensitive element, power and communication cables, at least one tube for supplying heavy liquid and a tube for removal of displaced air, with a moisture-proof polymer shell. The antenna has a pump removed from the flat cable for supplying heavy liquid to the floats.
Чувствительные элементы в плоском кабеле проложены прямолинейно. Плоский кабель в водном пространстве сориентирован вертикально за счет овальных поплавков, основание которых утяжелено тяжелой жидкостью с плотностью более 1,0 г/мSensitive elements in a flat cable are laid rectilinearly. The flat cable in the water is oriented vertically due to oval floats, the base of which is weighted with a heavy liquid with a density of more than 1.0 g / m 33 . Изменяя уровень заполнения основания поплавков тяжелой жидкостью регулируют глубину погружения антенны в воду.. By changing the level of filling the base of the floats with a heavy liquid, the depth of immersion of the antenna in the water is regulated.
Размещения силовых элементов по краям плоского кабеля обеспечивают равномерное натяжение линейных элементов внутри кабеля (в сердечнике) и дополнительное выравнивание его поверхности. Выполнение совокупности условий обеспечивает для каждого элементарного участка поверхности чувствительного элемента на прямой распространения акустического сигнала от пеленгуемого источника шума нахождения только слоя влагозащитной оболочки плоского кабеля одинаковой толщины. Поэтому разница в принимаемых сигналах будет определяться только расстояниями от источника шума до элементарного участка поверхности чувствительного элемента, принимающей сигнал, что и подтверждает достижение технического результата.The placement of the power elements along the edges of the flat cable provides uniform tension of the linear elements inside the cable (in the core) and additional alignment of its surface. Fulfillment of the set of conditions ensures that for each elementary portion of the surface of the sensitive element on the direct propagation of the acoustic signal from the direction finding noise source, only a layer of moisture-proof sheath of a flat cable of equal thickness can be found. Therefore, the difference in the received signals will be determined only by the distances from the noise source to the elementary surface area of the sensing element receiving the signal, which confirms the achievement of the technical result.
Использование в предлагаемой гибкой протяженной гидроакустической антенне чувствительных элементов в виде протяженного отрезка кабеля с изоляцией из эластичного пьезоэлектрического материала позволяет использовать их для построения длинномерных линейных полей.The use of sensitive elements in the proposed flexible extended hydroacoustic antenna in the form of an extended length of cable with insulation made of elastic piezoelectric material allows them to be used to construct long linear fields.
В случае использования для подачи тяжелой жидкости только одной трубки поплавки снабжаются клапанами, отсекающими подачу жидкости после получения сигнала от уровнемера о достижении требуемого значения уровня. Для этого на гибкой плате дополнительно устанавливается устройство, управляющее клапаном после получения сигнала по кабелю связи.If only one tube is used for supplying heavy liquid, the floats are equipped with valves that cut off the liquid supply after receiving a signal from the level gauge to achieve the desired level value. To do this, an additional device is installed on the flexible board that controls the valve after receiving the signal via the communication cable.
Так как увеличение числа плоских кабелей добавляет новые качественные свойства, изобретение выполнено в виде вариантов.Since the increase in the number of flat cables adds new quality properties, the invention is made in the form of options.
С целью упрощения процесса подсоединения и обеспечения равномерности натяжения линейных элементов (чувствительных элементов, кабелей питания и связи, силовых элементов) целесообразно с двух сторон плат установить две группы соединителей по числу линейных элементов каждая. Для силовых элементов соединитель обеспечивает только механическое крепление. Чувствительные элементы, подключаемые только с одной стороны, в другом соединителе крепятся только механически.In order to simplify the connection process and ensure uniform tension of linear elements (sensitive elements, power and communication cables, power elements), it is advisable to install two groups of connectors on the number of linear elements on each side of the boards. For power elements, the connector provides only mechanical fastening. Sensitive elements that are connected on one side only are mechanically attached to the other connector.
Для обеспечения сквозной непрерывности кабелей питания и связи целесообразно между входными и выходными соединителями кабелей питания и связи на каждой плате проложить полосковые линии.To ensure end-to-end continuity of the power and communication cables, it is advisable to lay strip lines between the input and output connectors of the power and communication cables on each board.
Для заполнения пространства линейных элементов в сердечнике плоского кабеля целесообразно дополнительно проложить кордели, выполненные из полимера, или нити с полимерным покрытием, или металлической проволоки с полимерным покрытием. Как правило, все линейные элементы выполняют одинакового наружного диаметра.To fill the space of linear elements in the core of a flat cable, it is advisable to additionally lay the corps made of polymer, or polymer coated threads, or polymer coated metal wire. As a rule, all linear elements perform the same outer diameter.
Кабель питания целесообразно выполнить из двух однопроволочных или многопроволочных изолированных полимером токопроводящих жил, скрученных между собой. При этом одна из жил является фазной, другая - нулевой. Преимущественно применяют многопроволочную токопроводящую жилу, обеспечивающую меньший радиус изгиба. При намотке плоского кабеля на силовой элемент с большим диаметром токопроводящие жилы кабеля питания выполняют однопроволочными. Для равномерного распределения возникающих в процессе изготовления и при эксплуатации растягивающих усилий изолированные токопроводящие жилы скручивают между собой.The power cable is expediently made of two single-wire or multi-wire polymer insulated conductive conductors twisted together. In this case, one of the cores is phase, the other is zero. Mostly used multi-wire conductive core, providing a smaller bending radius. When a flat cable is wound on a power element with a large diameter, the conductive conductors of the power cable are single-wire. For a uniform distribution of tensile forces arising during the manufacturing process and during operation, insulated conductive wires are twisted together.
Для выравнивания наружных размеров линейных элементов между собой на кабель питания в виде двух скрученных между собой изолированных токопроводящих жил целесообразно дополнительно наложить полимерную оболочку, выполняющую защитную функцию в процессе изготовления плоского кабеля.To align the external dimensions of the linear elements with each other on the power cable in the form of two twisted together insulated conductive cores, it is advisable to additionally impose a polymer sheath that performs a protective function in the process of manufacturing a flat cable.
Кабель связи целесообразно выполнить в виде двух однопроволочных или многопроволочных изолированных полимером токопроводящих жил, скрученных между собой. Использование двух одинаковых токопроводящих жил позволяет создать систему симметричной связи, обеспечивающую нейтрализацию синфазных шумов. Преимущественно применяют многопроволочную токопроводящую жилу, обеспечивающую меньший радиус изгиба. При намотке плоского кабеля на приемный барабан с большим диаметром токопроводящие жилы кабеля связи выполняют однопроволочными. Для равномерного распределения возникающих в процессе изготовления и при эксплуатации растягивающих усилий изолированные токопроводящие жилы скручивают между собой. Кроме того, в кабелях связи скрутка жил является защитой от электромагнитных воздействий.It is advisable to make a communication cable in the form of two single-wire or multi-wire polymer insulated conductive wires twisted together. The use of two identical conductive cores allows you to create a symmetric communication system that provides the neutralization of common-mode noise. Mostly used multi-wire conductive core, providing a smaller bending radius. When a flat cable is wound on a receiving drum with a large diameter, the conductive conductors of the communication cable are single-wire. For a uniform distribution of tensile forces arising during the manufacturing process and during operation, insulated conductive wires are twisted together. In addition, in the communication cables, the strand twisting is a protection against electromagnetic influences.
Если скрутка жил между собой не является достаточной защитой от электромагнитного поля кабеля питания, то на скрученные между собой жилы кабеля связи целесообразно дополнительно наложить электрический экран.If the twisting of the wires between each other is not sufficient protection against the electromagnetic field of the power cable, then it is advisable to additionally impose an electric screen on the twisted wires of the communication cable.
Для выравнивания наружных размеров линейных элементов между собой на кабель связи в виде двух скрученных между собой изолированных токопроводящих жил (поверх экрана, при его наличии) целесообразно дополнительно наложить полимерную оболочку, выполняющую защитную функцию в процессе изготовления плоского кабеля.To align the external dimensions of the linear elements with each other on the communication cable in the form of two insulated conductive conductors twisted together (on top of the screen, if any), it is advisable to additionally impose a polymer sheath that performs a protective function in the process of manufacturing a flat cable.
С целью обеспечения компактности антенны целесообразно питание и информационные сигналы передавать по одному кабелю из двух изолированных токопроводящих жил, для чего на каждой плате перед входом в кабель и на его выходе должны быть установлены сплиттеры, разделяющие информационные сигналы и силовую компоненту питания.In order to ensure the compactness of the antenna, it is advisable to transmit power and information signals through one cable from two isolated conductive cores, for which splitters should be installed on each board before entering the cable and at its output, separating information signals and the power component of the power supply.
Для повышения структурной однородности при одновременной передаче информационных сигналов и питания по одному кабелю целесообразно выполнить кабель симметричным коаксиальным, имеющим одинаковые электрические сопротивления постоянному току внутреннего и внешнего проводников.To increase structural homogeneity while transmitting information signals and power over a single cable, it is advisable to perform a symmetrical coaxial cable having the same electrical resistance to direct current of the internal and external conductors.
Влагозащитную оболочку плоского кабеля целесообразно выполнить из термопластичного полиуретанового эластомера, обладающего достаточной эластичностью при необходимой влагонепроницаемости.The moisture-proof sheath of a flat cable is expediently made of a thermoplastic polyurethane elastomer, which has sufficient elasticity with the necessary moisture resistance.
С целью определения уровня погружения антенны целесообразно в поплавках установить уровнемеры для контроля заполнения поплавков тяжелой жидкостью. При установлении зависимости глубины погружения антенны от уровня заполнения поплавка тяжелой жидкостью можно регулировать глубину пролегания антенны. Для этого необходимо наличие устройства для передачи в диспетчерский пункт информации об уровне тяжелой жидкости в поплавке, подсоединенного к кабелю связи.In order to determine the level of immersion of the antenna, it is advisable to install level gauges in the floats to control the filling of the floats with heavy liquid. When establishing the dependence of the antenna immersion depth on the float filling level with a heavy liquid, you can adjust the antenna depth. This requires a device for transmitting to the control room information about the level of heavy liquid in the float, connected to a communication cable.
Во втором варианте антенна представляет собой совокупность из нескольких ординарных антенн по п.1 формулы изобретения.In the second embodiment, the antenna is a combination of several ordinary antennas according to claim 1 of the claims.
Технический результат достигается тем, что предлагается гибкая протяженная гидроакустическая антенна, содержащая силовой элемент в виде троса, кабель питания и кабель связи, чувствительные элементы и электронные блоки, расположенные с определенным интервалом вдоль антенны, причем каждый чувствительный элемент выполнен в виде протяженного отрезка кабеля с изоляцией из эластичного пьезоэлектрического материала, а каждый электронный блок подключен к кабелю питания, каждая гибкая плата содержит последовательно соединенные малошумящий усилитель, аналого-цифровой преобразователь и блок подготовки и передачи информации, при этом входы малошумящих усилителей соединены с соответствующими выходами чувствительных элементов, а выходы блоков подготовки и передачи информации соединены с кабелем связи. Антенна выполнена в виде группы из нескольких плоских кабелей, проходящих каждый сквозь несколько поплавков овальной формы, ориентирующих плоскую часть кабелей в вертикальном направлении и частично заполненных тяжелой жидкостью с плотностью, большей 1,0 г/смThe technical result is achieved by the fact that it offers a flexible long hydroacoustic antenna containing a power element in the form of a cable, a power cable and a communication cable, sensitive elements and electronic units located at a certain interval along the antenna, each sensitive element being made in the form of an extended length of cable with insulation made of elastic piezoelectric material, and each electronic unit is connected to a power cable, each flexible board contains low noise in series an amplifier, an analog-to-digital converter and a unit for preparing and transmitting information, while the inputs of low-noise amplifiers are connected to the corresponding outputs of the sensitive elements, and the outputs of the units for preparing and transmitting information are connected to a communication cable. The antenna is made in the form of a group of several flat cables, each passing through several oval-shaped floats, orienting the flat part of the cables in the vertical direction and partially filled with a heavy liquid with a density greater than 1.0 g / cm 33 , причем поплавки разных кабелей объединены в группы по вертикали и каждая группа соединена между собой жестким штоком, образуя плоскую конструкцию из нескольких кабелей. Силовой элемент каждого плоского кабеля выполнен в виде двух тросов или прочных нитей, или стеклопластиковых, или арамиднопластиковых прутков, покрытых полимером, размещенных по краям каждого плоского кабеля. Каждый плоский кабель выполнен в виде комбинированного устройства из чередующихся друг за другом плат с электронными блоками и наборов линейных элементов, в число которых входят силовой элемент, не менее одного чувствительного элемента, кабели питания и связи, не менее одной трубки для подачи тяжелой жидкости и трубка для выведения вытесняемого воздуха с влагозащитной полимерной оболочкой. Антенна имеет группу насосов по числу плоских кабелей для подачи тяжелой жидкости в поплавки.moreover, the floats of different cables are grouped vertically in groups and each group is interconnected by a rigid rod, forming a flat structure of several cables. The power element of each flat cable is made in the form of two cables or strong threads, or fiberglass, or aramid-plastic rods coated with polymer, placed at the edges of each flat cable. Each flat cable is made in the form of a combined device of alternating circuit boards with electronic units and sets of linear elements, which include a power element, at least one sensitive element, power and communication cables, at least one tube for supplying heavy liquid and a tube for removing displaced air with a moisture-proof polymer shell. The antenna has a group of pumps according to the number of flat cables for supplying heavy liquid to the floats.
Чувствительные элементы в каждом плоском кабеле проложены прямолинейно. Плоские кабели в водном пространстве сориентированы вертикально за счет овальных поплавков, основание которых утяжелено тяжелой жидкостью с плотностью более 1,0 г/смSensitive elements in each flat cable are laid in a straight line. Flat cables in the water are oriented vertically due to oval floats, the base of which is weighted with a heavy liquid with a density of more than 1.0 g / cm 33 . Кроме того, поплавки, расположенные друг над другом по вертикали, соединены между собой жестким штоком. Изменяя уровень заполнения основания поплавков, тяжелой жидкостью регулируют глубину погружения антенны в воду. Штоки позволяют расположить плоские кабели антенны единым полотном и также сориентировать его в вертикальной плоскости. Выполнение совокупности условий обеспечивает для каждого элементарного участка поверхности чувствительного элемента каждого кабеля на прямой распространения акустического сигнала от пеленгуемого источника шума нахождение только слоя влагозащитной оболочки плоского кабеля одинаковой толщины. Поэтому разница в принимаемых сигналах будет определяться только расстоянием от источника шума до элементарного участка поверхности чувствительного элемента, принимающей сигнал, что и подтверждает достижение технического результата.. In addition, the floats located one above the other vertically are interconnected by a rigid rod. By changing the level of filling of the base of the floats, the depth of immersion of the antenna in water is controlled with a heavy liquid. The rods allow you to arrange flat antenna cables with a single canvas and also orient it in a vertical plane. Fulfillment of the set of conditions ensures that for each elementary surface section of the sensitive element of each cable, on the direct propagation of the acoustic signal from the direction finding noise source, only a layer of moisture-proof sheath of a flat cable of equal thickness can be found. Therefore, the difference in the received signals will be determined only by the distance from the noise source to the elementary surface portion of the sensing element receiving the signal, which confirms the achievement of the technical result.
Использование нескольких плоских кабелей для приема сигналов позволяет достичь дополнительного преимущества. Волна, исходящая от одного источника, но проходящая разными путями, может считаться когерентной и интерферирует сама с собой (Г.А.Зисман, О.М.Тодес «Курс общей физики», т.3, М., издательство «Наука», 1968).Using multiple flat cables to receive signals provides an added benefit. A wave emanating from one source, but traveling in different ways, can be considered coherent and interferes with itself (G.A. Zisman, O.M.Todes "Course in General Physics", vol. 3, M., publishing house "Science", 1968).
В связи с этим разность фаз, взятых на одной вертикали, но в чувствительных элементах разных плоских кабелей, будет постоянной и не зависящей от начальной фазы волны. Если измерить фазу приходящих волн в чувствительных элементах разных кабелей в точках, расположенных на одной вертикали, то подобрав необходимое количество уравнений, можно вычислить месторасположение пеленгуемого источника шума по вертикали, что не удается определить с помощью ординарной антенны.In this regard, the phase difference taken on the same vertical line, but in the sensitive elements of different flat cables, will be constant and independent of the initial phase of the wave. If we measure the phase of the incoming waves in the sensitive elements of different cables at points located on the same vertical, then selecting the necessary number of equations, we can calculate the location of the directional noise source vertically, which cannot be determined using an ordinary antenna.
Использование в предлагаемой гибкой протяженной гидроакустической антенне чувствительных элементов в виде протяженного отрезка кабеля с изоляцией из эластичного пьезоэлектрического материала позволяет использовать их для построения длинномерных линейных полей.The use of sensitive elements in the proposed flexible extended hydroacoustic antenna in the form of an extended length of cable with insulation made of elastic piezoelectric material allows them to be used to construct long linear fields.
Также как и в первом варианте с целью упрощения процесса подсоединения и обеспечения равномерности натяжения линейных элементов целесообразно с двух сторон плат с электронными блоками установить на каждой плате две группы соединителей по числу линейных элементов каждая, для обеспечения сквозной непрерывности кабелей питания и связи между входными и выходными соединителями проложить на платах полосковые линии, для заполнения пространства линейных элементов в сердечнике плоского кабеля дополнительно проложить кордели, кабель питания выполнить из двух однопроволочных или многопроволочных изолированных полимером токопроводящих жил, скрученных между собой, для выравнивания наружных размеров линейных элементов между собой на кабель из двух скрученных изолированных токопроводящих жил наложить полимерную оболочку, кабель связи выполнить в виде двух однопроволочных или многопроволочных изолированных полимером токопроводящих жил, скрученных между собой, с целью дополнительной защиты от воздействия электромагнитного поля кабеля питания на скрученные между собой жилы кабеля связи наложить электрический экран, для выравнивания наружных размеров линейных элементов между собой на кабель связи в виде двух скрученных между собой изолированных токопроводящих жил или поверх экрана наложить полимерную оболочку, с целью повышения компактности экономичности конструкции целесообразно информационные сигналы и питание передавать по одному кабелю, для повышения структурной однородности выполнить кабель для одновременной передачи питания и информационных сигналов симметричным коаксиальным, влагозащитную оболочку плоского кабеля выполнить из термопластичного полиуретанового эластомера.As in the first embodiment, in order to simplify the connection process and ensure uniform tension of linear elements, it is advisable to install two groups of connectors on each board on the number of linear elements on each side of the boards with electronic blocks, to ensure end-to-end continuity of power cables and communication between input and output to lay strip lines on the boards with connectors, to fill the space of linear elements in the core of the flat cable, additionally lay the corps, power cable to make a polymer sheath from two single-wire or multi-wire polymer insulated conductive conductors twisted together to align the external dimensions of the linear elements with each other, to lay a polymer sheath on a cable of two twisted isolated conductive conductors, to make a communication cable in the form of two single-wire or multi-wire polymer conductive conductors twisted with each other, for the purpose of additional protection against the effects of the electromagnetic field of the power cable on twisted wires put the electric cable on the communication cable, to align the external dimensions of the linear elements with each other, on the communication cable in the form of two insulated conductive wires twisted together or lay a polymer sheath on top of the screen, in order to increase the compactness of the design's cost, it is advisable to transmit information signals and power via one cable to increase structural homogeneity, run a cable for simultaneous transmission of power and information signals to symmetric coaxial, moisture-proof shell flat cable made of a thermoplastic polyurethane elastomer.
Для выравнивания в вертикальной плоскости всей системы кабелей со штоками целесообразно снабдить антенну устройством для измерения угла отклонения от вертикали и передачи информации по одному из кабелей связи в любом плоском кабеле.For alignment in the vertical plane of the entire cable system with rods, it is advisable to equip the antenna with a device for measuring the angle of deviation from the vertical and transmitting information through one of the communication cables in any flat cable.
С целью экономии целесообразно применить один насос с устройством для автоматического переключения трубок для подачи тяжелой жидкости в поплавки и контроля уровня жидкости в поплавках.In order to save, it is advisable to use one pump with a device for automatically switching tubes to supply heavy liquid to the floats and to control the level of liquid in the floats.
Предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами выполнения, представленными на чертежах:The invention is illustrated by specific examples presented in the drawings:
- Фиг.1 - схематическое изображение комбинированного устройства, являющегося сердечником плоского кабеля;- Figure 1 is a schematic illustration of a combined device, which is the core of a flat cable;
- Фиг.2 - схематическое изображение отрезка антенны в виде одиночного плоского кабеля с поплавками;- Figure 2 is a schematic illustration of a piece of antenna in the form of a single flat cable with floats;
- Фиг.3 - схематическое изображение отрезка антенны в виде нескольких плоских кабелей с поплавками, соединенными по вертикали штоками.- Figure 3 is a schematic illustration of a segment of the antenna in the form of several flat cables with floats connected vertically by rods.
На Фиг.1 представлено комбинированное устройство 1, являющееся сердечником плоского кабеля, состоящее из последовательно соединенных плат с электронными блоками 2 через соединители 3 с линейными элементами, включающими силовой элемент 4 из покрытых полимером тросов или прочных нитей, или стеклопластиковых, или арамиднопластиковых прутков, кабель питания 5, чувствительный элемент 6, кабель связи 7 и трубки 8 для подачи тяжелой жидкости в поплавки и удаления вытесняемого воздуха.Figure 1 shows a combined device 1, which is the core of a flat cable, consisting of series-connected boards with electronic units 2 through connectors 3 with linear elements, including a power element 4 of polymer-coated cables or durable threads, or fiberglass, or aramid-plastic rods, cable power 5, the sensing element 6, the communication cable 7 and the tube 8 for supplying heavy liquid to the floats and remove the displaced air.
Изображенная на Фиг.2 гибкая протяженная гидроакустическая антенна 9 состоит из плоского кабеля 10, выполненного в виде комбинированного устройства 1, состоящего из последовательно соединенных плат с электронными блоками 2 через соединители 3 с линейными элементами, включающими силовой элемент 4 из покрытых полимером тросов или прочных нитей, или стеклопластиковых, или арамиднопластиковых прутков, кабель питания 5, чувствительный элемент 6, кабель связи 7 и трубок 8 для подачи тяжелой жидкости и удалении вытесняемого воздуха с влагозащитной оболочкой, и поплавками овальной формы 11.The flexible long
Изображенная на чертеже Фиг.3, гибкая протяженная гидроакустическая антенна 12 состоит из плоский кабелей 10, выполненных каждый в виде комбинированного устройства 1, состоящего из последовательно соединенных плат с электронными блоками 2 через соединители 3 с линейными элементами, включающими силовой элемент 4 из покрытых полимером тросов или прочных нитей, или стеклопластиковых, или арамиднопластиковых прутков, кабель питания 5, чувствительный элемент 6, кабель связи 7 и трубок 8 для подачи тяжелой жидкости и удалении вытесняемого воздуха с влагозащитной оболочкой, и поплавками овальной формы 11 и штоками 13.Figure 3, a flexible extended
Технология изготовления гибкой протяженной гидроакустической антенны 8 согласно заявленному изобретению включает следующие операции.The manufacturing technology of a flexible long hydroacoustic antenna 8 according to the claimed invention includes the following operations.
1. Линейные элементы.1. Linear elements.
Токопроводящие жилы кабелей питания 5 и связи 7 преимущественно изготавливают мягкими медными или медными лужеными однопроволочными или многопроволочными.Conducting cores of power cables 5 and communication 7 are mainly made of soft copper or tinned copper single-wire or multi-wire.
Медные проволоки для токопроводящих жил изготавливаются из медной проволоки «катанки», как правило, диаметром 8 мм методом волочения. В зависимости от диаметра готовой проволоки могут использоваться следующие операции: грубое и среднее волочение или грубое, среднее и тонкое волочение.Copper wires for conductive conductors are made of copper wire "wire rod", usually with a diameter of 8 mm by drawing. Depending on the diameter of the finished wire, the following operations can be used: coarse and medium drawing or coarse, medium and fine drawing.
Для обеспечения мягкости проволоку подвергают отжигу в специальных печах отжига или на проход на операции волочения. Для получения луженых проволок отжиг не требуется. Лужение производится горячим способом, в результате чего проволока становится мягкой.To ensure softness, the wire is annealed in special annealing furnaces or in a passage for drawing operations. Annealing is not required to obtain tinned wires. Tinning is done hot, making the wire soft.
Многопроволочные токопроводящие жилы скручиваются из необходимого количества проволок на крутильных машинах сигарного, рамочного или фонарного типа.Multiwire conductive strands are twisted from the required number of wires on twisting machines of cigar, frame or lantern type.
Тросы или прочные нити, или стеклопластиковые, или арамиднопластиковые прутки и чувствительные элементы 6 покупают готовыми.Cables or durable threads, or fiberglass, or aramid-plastic rods and sensitive elements 6 are bought ready-made.
Полимерную изоляцию на токопроводящие жилы кабелей питания 5 и связи 7 и покрытия тросов, прочных нитей или прутков силового элемента 4 накладывают на экструзионных линиях.Polymeric insulation on the conductive wires of the power cables 5 and connection 7 and the coating of cables, strong threads or rods of the power element 4 is imposed on the extrusion lines.
Скрутку изолированных токопроводящих жил кабелей питания 5 и связи 7 производят обычно на машинах скрутки рамочного типа.Twisting of insulated conductive cores of power cables 5 and connection 7 is usually performed on frame-type twisting machines.
Экран на токопроводящие жилы кабеля связи 7 может быть наложен в виде оплетки или обмотки из круглых медных проволок, в виде металлополимерной ленты металлом внутрь, наложенной продольно или обмоткой по спирали, с подпущенной под ним медной луженой дренажной жилой или комбинированным в виде оплетки или обмотки с проложенной под ним металлополимерной лентой металлом кверху.The screen on the conductive cores of the communication cable 7 can be applied in the form of a braid or winding from round copper wires, in the form of a metal-polymer tape with metal inward, laid longitudinally or winding in a spiral, with a tinned copper drainage conductor beneath it, or combined in the form of a braid or winding with metal-polymer tape laid under it with metal up.
Электрический экран в виде оплетки или обмотки накладывается на оплеточных или обмоточных машинах. Предварительно возможна тростка (объединение) проволок в пучки на тростильных машинах.An electric shield in the form of a braid or winding is superimposed on braiding or winding machines. Pre-possible cane (combining) of wires in bundles on reed machines.
Электрический экран из металлополимерной ленты накладывается обмоткой по спирали с перекрытием на обмоточных машинах или продольно с перекрытием на операции наложения полимерной оболочки. Экран накладывается металлом внутрь, а под него подпускают продольно медную луженую дренажную жилу. Возможно продольное наложение экрана из металлополимерной ленты металлом внутрь с подпуском медной луженой дренажной жилы при одновременном наложении полимерной оболочки.An electric screen made of metal-polymer tape is applied in a spiral winding with overlapping on winding machines or longitudinally with overlapping polymer coating operations. The screen is superimposed with metal inward, and a longitudinally tinned copper tinned drainage core is allowed under it. It is possible to longitudinally apply a screen made of metal-polymer tape with metal inward with a tinned copper drainage conductor while simultaneously applying a polymer sheath.
При изготовлении комбинированного электрического экрана металлополимерную ленту подпускают продольно с перекрытием металлическим слоем кверху под оплетку или обмотку на оплеточной или обмоточной машине соответственно. Трубки 8 изготавливают на экструзионной линии.In the manufacture of a combined electric screen, the metal-polymer tape is allowed to run longitudinally with a metal layer overlapping upwards under the braid or winding on a braid or winding machine, respectively. Tubes 8 are made on an extrusion line.
Оболочку кабелей питания 5 и связи 7 накладывают на экструзионных линиях.The sheath of the power cables 5 and communication 7 is applied on the extrusion lines.
2. Плоский кабель 10.2.
Сборку комбинированного устройства, являющегося сердечником плоского кабеля, производят на специальной установке, включающей в себя отдающие барабанные устройства с гусеничной тягой для каждого устройства, разделочного стола и приемного барабанного устройства с раскладчиком.The assembly of the combined device, which is the core of the flat cable, is carried out on a special installation, which includes the giving drum devices with caterpillar traction for each device, cutting table and receiving drum device with a pickup.
Первую плату с электронными блоками 2 закрепляют на разделочном столе, с входной стороны подсоединяют два коротких силовых элемента, проводят их через раскладчик и закрепляют на приемном барабане. Линейные элементы проводят через гусеничные тяговые устройства и подают на разделочный стол. Подсоединяют линейные элементы к соединителям платы с выходной стороны.The first board with electronic units 2 is fixed on the cutting table, two short power elements are connected from the input side, they are passed through the spreader and fixed on the receiving drum. Linear elements are drawn through caterpillar traction devices and served on a cutting table. Connect linear elements to the board connectors on the output side.
Вращение приемного барабана синхронизировано со скоростью подачи линейных элементов гусеничными тяговыми устройствами и вращением барабанов с линейными элементами на отдающих устройствах. Отдающие устройства могут быть флайерного типа.The rotation of the receiving drum is synchronized with the feed speed of the linear elements by caterpillar traction devices and the rotation of the drums with linear elements on the delivery devices. Giving devices can be flyer type.
После намотки требуемой длины линейных элементов движение прекращают, линейные элементы отрубают и устанавливают новую плату 2 с электронными блоками. Затем производят подсоединение линейных элементов с входной и выходной стороны. Далее производят перемотку и все повторяется.After winding the required length of the linear elements, the movement is stopped, the linear elements are chopped off and a new board 2 with electronic blocks is installed. Then connect the linear elements from the input and output sides. Next, rewind and everything is repeated.
Наложение полимерной оболочки на плоский кабель 10 производят по стандартной технологии на экструзионной линии.The application of the polymer sheath on the
3. Гибкая протяженная гидроакустическая антенна 9.3. Flexible
Сборка гибкой протяженной гидроакустической антенны 9 заключается в проведении плоского кабеля 10 сквозь поплавки 11, скреплении их в определенных точках и подсоединения трубок 8 для подачи тяжелой жидкости в поплавки и удаления вытесняемого воздуха с соответствующим выходными отверстиями в поплавках и их герметизации.Assembling a flexible extended
4. Гибкая протяженная гидроакустическая антенна 12.4. Flexible
Сборка гибкой протяженной гидроакустической антенны 12 заключается в сборке нескольких гибких протяженных гидроакустических антенн 9 и подсоединения штоков 13 короткими перемычками с поплавками 11 так, чтобы штоки 13 и плоские кабели 10 были взаимно перпендикулярны.Assembling a flexible extended
Был изготовлен макетный образец гибкой протяженной гидроакустической антенны 9 длиной 3 м. Макет (нижняя часть) был погружен в воду на глубину 10 м. На расстоянии 10 м установили точечный источник звука и перемещали его параллельно антенне. Снимаемые с чувствительного элемента сигналы были идентичны в пределах допустимой погрешности.A prototype of a flexible long
Был изготовлен макетный образец гибкой протяженной гидроакустической антенны 12 длиной 3 м и высотой 1,5 м из трех ординарных гибких протяженных гидроакустических антенн 9. Антенна была погружена в воду так, что верхняя грань верхнего плоского кабеля располагалась на уровне зеркала воды. На расстоянии 10 м установили точечный источник звука и перемещали его по вертикали. Произведенные на основании измеренных значений расчеты позволяли определить месторасположение источника звука в пределах допустимой погрешности.A prototype of a flexible long
Claims (28)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140443/07A RU2475773C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Flexible extensive hydroacoustic antenna (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140443/07A RU2475773C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Flexible extensive hydroacoustic antenna (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2475773C1 true RU2475773C1 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=49121105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011140443/07A RU2475773C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Flexible extensive hydroacoustic antenna (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2475773C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2568055C2 (en) * | 2014-02-06 | 2015-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Hydroacoustic trailing antenna for geophysical work |
| RU2580397C1 (en) * | 2015-03-03 | 2016-04-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Flexible extended hydroacoustic reception antenna |
| RU168078U1 (en) * | 2016-08-30 | 2017-01-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | MULTI-ELEMENT MODULE OF THE HYDROACOUSTIC ANTENNA |
| RU2611724C1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-02-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Single-channel hydroacoustic antenna with axially symmetrical beam pattern |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2166840C2 (en) * | 1998-12-29 | 2001-05-10 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Hydroacoustic antenna |
| JP2005167410A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Harada Ind Co Ltd | Antenna for circularly-polarized wave signal |
| US20090235870A1 (en) * | 2006-10-10 | 2009-09-24 | Paul James Troy | Automated positioning and submersible open ocean platform |
| RU2417383C1 (en) * | 2010-02-19 | 2011-04-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Flexible elongated hydroacoustic digital cable antenna |
| RU2426146C1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-08-10 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Flexible elongated hydro acoustic digital antenna |
-
2011
- 2011-10-06 RU RU2011140443/07A patent/RU2475773C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2166840C2 (en) * | 1998-12-29 | 2001-05-10 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Hydroacoustic antenna |
| JP2005167410A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Harada Ind Co Ltd | Antenna for circularly-polarized wave signal |
| US20090235870A1 (en) * | 2006-10-10 | 2009-09-24 | Paul James Troy | Automated positioning and submersible open ocean platform |
| RU2417383C1 (en) * | 2010-02-19 | 2011-04-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Flexible elongated hydroacoustic digital cable antenna |
| RU2426146C1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-08-10 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Flexible elongated hydro acoustic digital antenna |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2568055C2 (en) * | 2014-02-06 | 2015-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Hydroacoustic trailing antenna for geophysical work |
| RU2580397C1 (en) * | 2015-03-03 | 2016-04-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Flexible extended hydroacoustic reception antenna |
| RU2611724C1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-02-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Single-channel hydroacoustic antenna with axially symmetrical beam pattern |
| RU168078U1 (en) * | 2016-08-30 | 2017-01-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | MULTI-ELEMENT MODULE OF THE HYDROACOUSTIC ANTENNA |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2475773C1 (en) | Flexible extensive hydroacoustic antenna (versions) | |
| EP3058313B1 (en) | Optical fiber cable | |
| CN107358997B (en) | Multi-core photoelectric composite watertight cable for deep sea system | |
| CN105280286A (en) | A watertight mooring detection cable and a manufacturing process thereof | |
| JP2002515630A (en) | Electrical signal cable | |
| RU175197U1 (en) | ELECTRO-OPTICAL CABLE | |
| CN211529646U (en) | Special watertight flexible cable | |
| US20110120745A1 (en) | Quad cable | |
| CN201498244U (en) | Cable for underwater robots | |
| CN105225763B (en) | A kind of aerospace 100,000,000 netting twines and preparation method thereof | |
| CN209912547U (en) | Armored high-strength composite umbilical cable for underwater production system of strong electricity | |
| RU2475774C1 (en) | Flexible extensive hydroacoustic antenna and method of its manufacturing | |
| CN103413613A (en) | Self-supporting type mixed leading-in cable easy to branch | |
| CN105070365A (en) | Integrated cable and method for manufacturing the same | |
| RU159553U1 (en) | ELECTRICAL OPTICAL CABLE FOR AIR TRANSMISSION LINES | |
| CN210167152U (en) | High-strength mooring cable | |
| CN204463850U (en) | A kind of carrying integrated digital cable waterborne | |
| CN201667258U (en) | Compound bunched optical cable | |
| KR101736878B1 (en) | Method for the manufacture of underwater heavy-weight towing cable | |
| RU175634U1 (en) | Communication cable | |
| RU190410U1 (en) | Electro-optic cable | |
| RU127996U1 (en) | FIELD CABLE | |
| CN203839127U (en) | Low-expansion high-strength multi-core signal cable | |
| EP2947479A1 (en) | A transmission cable provided with an anchor and a method for providing a transmission cable with an anchor | |
| CN111243787A (en) | Bunched submarine cable and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20151130 |