RU2697861C1 - Способ измерения дальности на контролируемом объекте и измерительной станции - Google Patents

Abstract

Способ измерения дальности на контролируемом объекте и измерительной станции относится к области техники радиотехнических средств измерения расстояний и может быть использован, например, для измерения малых дальностей в локальных навигационных системах при управлении движением подводных объектов. Новым в способе измерения дальности является использование одновременно двух каналов передачи информации, оба из которых пригодны для передачи сигналов под водой. В первом канале используется индуктивная связь двух рамочных магнитных антенн. С помощью этого канала на обоих концах измерительной трассы формируют синфазные непрерывные колебания. Причем наличие электропроводности воды не сказывается на работе этого канала. В другом канале используются акустические волны. Собственно набег фазы акустических волн является информационным параметром определения расстояния. Последовательным изменением частоты непрерывных колебаний и сопутствующим измерением разности фаз сигналов в электромагнитном и акустическом каналах однозначно определяют дальность в локальной навигационной системе ближнего радиуса действия. Акустический канал для определения расстояния используется в обоих направлениях: как от измерительной станции до контролируемого объекта, так и наоборот, от объекта до измерительной станции. Переключение этого канала осуществляют путем введения на измерительной станции в электромагнитный сигнал амплитудной модуляции небольшой глубины с одновременной коммутацией цепей на самой измерительной станции. На контролируемом объекте распознают факт наличия или отсутствия амплитудной модуляции и соответствующим образом осуществляют коммутацию цепей, включая акустический канал в нужном направлении. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области техники радиотехнических средств измерения расстояния и может быть использовано, например, для измерения малых дальностей в локальных навигационных системах при управлении движением подводных объектов.

Известны амплитудные способы измерения дальности (см., например, кн. Справочник по основам радиолокационной техники / под ред. В. В. Дружинина. — М.: Воен. Издат, 1967.) Однако амплитудные способы измерения дальности имеют большую погрешность.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является способ измерения дальности, описанный в Патенте на изобретение № 2657016 Россия, МПК G01S 15/08, опубликованном 08.06.2018, Бюл. № 16.

По этому способу измерения дальности в измерительной станции первоначально генерируют непрерывные колебания с известной фиксированной частотой $$f_1$$

. При этом непрерывные колебания подают одновременно на вход передающей рамочной магнитной антенны и на вход передающего акустического преобразователя, оба из которых располагают на одном конце измерительной трассы. Таким образом, излучают в направлении объекта, расстояние до которого необходимо измерить, одновременно переменное магнитное поле и акустическую волну. На другом конце измерительной трассы переменное магнитное поле улавливают приемной рамочной магнитной антенной, а акустическую волну улавливают приемным акустическим преобразователем, оба из которых располагают на другом конце измерительной трассы. При этом измеряют и фиксируют разность фаз $$\Delta {\phi }_{\text{m1}}$$

между непрерывными колебаниями, формируемыми на выходе приемной рамочной магнитной антенны и на выходе приемного акустического преобразователя. После чего генерируют непрерывные колебания с известной фиксированной частотой $$f_2$$

и повторяют всю процедуру излучения, приема переменного магнитного поля и акустической волны, а также измеряют и фиксируют разность фаз $$\Delta {\phi }_{\text{m2}}$$

между непрерывными колебаниями, формируемыми на выходе приемной рамочной магнитной антенны и на выходе приемного акустического преобразователя. При этом определяют разность фаз $$\Delta \phi =\Delta {\phi }_{\text{m1}}-\Delta {\phi }_{\text{m2}}$$

, при этом расстояние между передающим акустическим преобразователем и приемным акустическим преобразователем определяют по формуле:

$$D=\frac{\Delta \phi c_a}{2\pi \left(f_1-f_2\right)}$$

,

где $$c_a$$

— скорость звука в среде распространения, причем место размещения передающей и приемной рамочных магнитных антенн не имеет значения.

Однако указанный способ позволяет получить данные о дальности объекта от измерительной станции только на самом объекте. Достаточно часто получать такие данные необходимо как на самом объекте, так и на измерительной станции.

Целью настоящего изобретения является реализация возможности измерения дальности под водой и получения данных о дальности, как на самом контролируемом объекте, так и на измерительной станции.

Поставленная цель достигается тем, что по способу измерения дальности на контролируемом объекте и измерительной станции первоначально на измерительной станции генерируют непрерывные электрические колебания с известной фиксированной частотой $$f_1$$

, при этом непрерывные электрические колебания подают на вход амплитудного модулятора, с выхода которого сигнал подают на вход передающей рамочной магнитной антенны, которую устанавливают на измерительной станции и излучают, таким образом, в направлении объекта, расстояние до которого необходимо измерить, переменное магнитное поле, при этом устройством управления задают нулевой уровень модуляции сигнала генератора непрерывных электрических колебаний и с помощью этого же устройства управления замыкают ключ измерительной станции, в результате чего непрерывные электрические колебания подают одновременно на вывод акустического преобразователя, который в этом случае заставляют работать в режиме передачи и с помощью акустического преобразователя измерительной станции излучают в направлении объекта, дальность до которого необходимо измерить, акустическую волну, после чего на другом конце измерительной трассы переменное магнитное поле улавливают приемной рамочной магнитной антенной, которую устанавливают на контролируемом объекте, после чего принятые рамочной магнитной антенной непрерывные электрические колебания усиливают до ограничения и подают на сигнальный вход управляемого электронного ключа контролируемого объекта и на первый вход измерителя разности фаз контролируемого объекта, при этом с помощью демодулятора анализируют факт отсутствия амплитудной модуляции принятого рамочной магнитной антенной сигнала и по этому факту размыкают управляемый электронный ключ контролируемого объекта, одновременно с этим акустическим преобразователем контролируемого объекта принимают акустическую волну и принятый сигнал подают на второй вход измерителя разности фаз контролируемого объекта и, таким образом, измеряют и фиксируют разность фаз $$\Delta {\phi }_{m1o}$$

между непрерывными колебаниями, формируемыми на выходе приемной рамочной магнитной антенны и на выводе акустического преобразователя контролируемого объекта, после чего на измерительной станции генерируют непрерывные колебания с известной фиксированной частотой $$f_2$$

и повторяют всю процедуру излучения, приема переменного магнитного поля и акустической волны, а также измеряют и фиксируют разность фаз $$\Delta {\phi }_{m2o}$$

между непрерывными колебаниями, формируемыми на выходе приемной рамочной магнитной антенны и на выводе акустического преобразователя контролируемого объекта, при этом определяют разность фаз $$\Delta {\phi }_o=\Delta {\phi }_{m1o}-\Delta {\phi }_{m2o}$$

, при этом расстояние между акустическим преобразователем измерительной станции и акустическим преобразователем контролируемого объекта определяют по формуле:

$$D_o=\frac{\Delta {\phi }_o{c}_a}{2\pi \left(f_1-f_2\right)}$$

,

где $$c_a$$

— скорость звука в среде распространения, при этом данные о расстоянии получают на самом контролируемом объекте, после чего вновь на измерительной станции генерируют непрерывные электрические колебания с известной фиксированной частотой $$f_1$$

и также подают эти колебания на вход амплитудного модулятора, но при этом с помощью устройства управления устанавливают неглубокий уровень амплитудной модуляции сигнала генератора измерительной станции и с помощью этого же устройства управления размыкают управляемый электронный ключ измерительной станции, при этом одновременно сигнал генератора непрерывных электрических колебаний подают на первый вход измерителя разности фаз измерительной станции, при этом с выхода амплитудного модулятора сигнал вновь подают на вход передающей рамочной магнитной антенны и излучают, таким образом, в направлении объекта, расстояние до которого необходимо измерить, переменное магнитное поле, модулированное по амплитуде с неглубоким уровнем, после чего на другом конце измерительной трассы переменное магнитное поле, модулированное по амплитуде, улавливают приемной рамочной магнитной антенной, после чего принятые рамочной магнитной антенной, модулированные по амплитуде, электрические колебания усиливают до ограничения и подают на сигнальный вход управляемого электронного ключа контролируемого объекта, при этом с помощью демодулятора анализируют факт наличия амплитудной модуляции принятого рамочной магнитной антенной сигнала и по этому факту замыкают управляемый электронный ключ контролируемого объекта, за счет этого усиленные до ограничения на контролируемом объекте непрерывные электрические колебания подают на вывод акустического преобразователя контролируемого объекта, заставляя его в этом случае работать в режиме передачи, в результате чего этим акустическим преобразователем контролируемого объекта излучают в направлении измерительной станции акустическую волну, после чего акустическую волну улавливают акустическим преобразователем измерительной станции и подают принятый этим акустическим преобразователем сигнал на второй вход измерителя разности фаз измерительной станции, после чего измеряют и фиксируют разность фаз $$\Delta {\phi }_{m1s}$$

между непрерывными электрическими колебаниями, формируемыми на выходе генератора непрерывных электрических колебаний и на выходе акустического преобразователя измерительной станции, после чего генерируют непрерывные электрические колебания с известной фиксированной частотой $$f_2$$

и повторяют всю процедуру излучения, приема переменного магнитного поля и акустической волны, а также измеряют и фиксируют разность фаз $$\Delta {\phi }_{m2s}$$

между непрерывными электрическими колебаниями, формируемыми на выходе генератора непрерывных электрических колебаний и на выходе акустического преобразователя измерительной станции, после чего определяют разность фаз $$\Delta {\phi }_s=\Delta {\phi }_{m1s}-\Delta {\phi }_{m2s}$$

, при этом расстояние между акустическим преобразователем контролируемого объекта и акустическим преобразователем измерительной станции определяют по формуле:

$$D_s=\frac{\Delta {\phi }_s{c}_a}{2\pi \left(f_1-f_2\right)}$$

,

при этом данные о расстоянии получают на измерительной станции, причем очевидно, что $$\Delta {\phi }_s=\Delta {\phi }_o$$

и $$D_s=D_o$$

, причем место размещения передающей и приемной рамочных магнитных антенн не имеет значения.

Сравнение предполагаемого изобретения с уже известными способами и прототипом показывает, что заявляемый способ проявляет новые технические свойства, заключающиеся в возможности измерения дальности под водой как на измерительной станции, так и на самом контролируемом объекте.

Эти свойства предполагаемого изобретения являются новыми, так как в способе прототипе в силу присущих ему недостатков, заключающихся возможности измерения дальности только на контролируемом объекте, измерять дальность на измерительной станции не представляется возможным.

Указанный способ измерения дальности на контролируемом объекте и измерительной станции можно реализовать с помощью устройства, приведенного на фиг. 1.

Устройство измерения дальности на контролируемом объекте и измерительной станции состоит из генератора непрерывных колебаний 1, амплитудного модулятора 2, передающей рамочной магнитной антенны 3, устройства управления 4, управляемого электронного ключа измерительной станции 5, измерителя разности фаз измерительной станции 6, акустического преобразователя измерительной станции 7, приемной рамочной магнитной антенны 8, усилителя-ограничителя 9, демодулятора 10, управляемого электронного ключа контролируемого объекта 11, измерителя разности фаз контролируемого объекта 12, акустического преобразователя контролируемого объекта 13.

Выход генератора непрерывных колебаний 1 соединен с сигнальным входом амплитудного модулятора 2, первым входом измерителя разности фаз измерительной станции 6 и с сигнальным входом управляемого электронного ключа измерительной станции 5, при этом выход амплитудного модулятора 2 соединен с входом передающей рамочной магнитной антенны 3, при этом первый выход устройства управления 4 соединен с входом модуляции амплитудного модулятора 2, а второй выход устройства управления 4 соединен со входом управления управляемого электронного ключа измерительной станции 5, при этом выход управляемого электронного ключа измерительной станции 5 соединен с вторым входом измерителя разности фаз измерительной станции 6 и с выводом акустического преобразователя измерительной станции 7, причем выход приемной рамочной магнитной антенны 8 соединен с входом усилителя-ограничителя 9 и с входом демодулятора 10, выход которого соединен с входом управления управляемого электронного ключа контролируемого объекта 11, причем выход усилителя-ограничителя 9 соединен с первым входом измерителя разности фаз контролируемого объекта 12 и с сигнальным входом управляемого электронного ключа контролируемого объекта 11, выход которого соединен с вторым входом измерителя разности фаз контролируемого объекта 12 и с выводом акустического преобразователя контролируемого объекта 13.

Работает устройство, реализующее заявляемый способ измерения дальности на контролируемом объекте и измерительной станции следующим образом.

С помощью генератора непрерывных колебаний 1 первоначально генерируют непрерывные колебания с известной частотой $$f_1$$

, начальной фазой $${\phi }_{01}$$

и амплитудой $$U_0$$

.

(1)

Частота этих колебаний выбирается невысокой. Значение частоты этих колебаний лежит в звуковом или ультразвуковом диапазоне длин волн. Эти колебания подают на вход амплитудного модулятора 2 и далее на вход передающей рамочной магнитной антенны 3.

С помощью устройства управления 4 задают нулевой уровень амплитудной модуляции сигнала генератора непрерывных колебаний и с помощью этого же устройства замыкают управляемый электронный ключ измерительной станции 5. В результате этого непрерывные электрические колебания подают на вывод акустического преобразователя измерительной станции 7.

С помощью передающей рамочной магнитной антенны 3 излучают в направлении другого конца измерительной трассы электромагнитную волну. Электромагнитная волна с частотой $$f_1$$

при распространении на расстояние $$D_m$$

от передающей рамочной магнитной антенны 3 до приемной рамочной магнитной антенны 8 получает набег фазы $${\phi }_{11}=\frac{2\pi f_1}{c_l}{D}_m$$

, где $$c_l$$

— скорость света. При низких частотах $$f_1$$

звукового или ультразвукового длин волн и при малых дальностях $$D_m$$

, составляющих до сотни метров, длина волны электромагнитного излучения оказывается много больше измеряемой дальности $$D_m$$

. Другими словами передающая и приемная рамочные магнитные антенны работают в ближней зоне и их результирующее излучаемое (принимаемое) поле является преимущественно переменным магнитным полем. При этом набегом фазы $${\phi }_{11}$$

можно пренебречь и можно утверждать, что непрерывные колебания, формируемые на выходе приемной рамочной магнитной антенны 8, являются синфазными, по отношению к непрерывным колебаниям, поступающим на вход передающей рамочной магнитной антенны 3 и описываются одним и тем же выражением (1). Причем место установки передающей и приемной рамочных магнитных антенн не принципиально. Непрерывные колебания на входе передающей и на выходе приемной рамочных магнитных антенн всегда будут синфазны или противофазны (в зависимости от их взаимной ориентации), как это имеет место в случае использования двух катушек индуктивностей (те же рамочные магнитные антенны) с взаимной индуктивной (магнитной) связью. Правомерность использования взаимной магнитной связи двух рамочных магнитных антенн подтверждена полномасштабными теоретическими и экспериментальными исследованиями и нашла отражение в трудах и патентах РФ автора №№ 2584977, 2584978, 2584979, 2584980, 2584981, 2584982, 2584983 и др.

При этом с помощью демодулятора 10 фиксируют факт отсутствия модуляции принимаемого рамочной магнитной антенной 8 сигнала измерительной станции и по этому факту размыкают управляемый электронный ключ контролируемого объекта 11.

С другой стороны, с помощью акустического преобразователя измерительной станции 7 излучают в направлении другого конца измерительной трассы акустическую волну. Акустическая волна с частотой $$f_1$$

при распространении на расстояние $$D_a$$

от акустического преобразователя измерительной станции 7 до акустического преобразователя контролируемого объекта 13 также получает свой набег фазы $${\phi }_{21}=\frac{2\pi f_1}{c_a}{D}_a$$

, где $$c_a$$

— скорость звука в среде распространения. Значением этого набега фазы пренебречь нельзя, поскольку его величина может достигать нескольких тысяч фазовых циклов величиной $$2\pi$$

каждый. Таким образом, на выводе акустического преобразователя контролируемого объекта 13 формируются непрерывные колебания

.

(2)

Непрерывные колебания с выхода приемной рамочной магнитной антенны 8, описываемые выражением (1) и с вывода акустического преобразователя контролируемого объекта 13, описываемые выражением (2), подают на входы измерителя разности фаз контролируемого объекта 12, на выходе которого формируют сигнал, пропорциональный разности фаз сигналов (1) и (2). Однако измеритель разности фаз контролируемого объекта 12 способен адекватно отобразить измеряемую разность фаз, если величина этой разности фаз лежит в пределах от 0 до $$2\pi$$

. Другими словами измеритель разности фаз формирует сигнал, пропорциональный некоторой величине $$\Delta {\phi }_{m1o}$$

, которая связана с реальным набегом фазы $${\phi }_{21}$$

соотношением

$$\Delta {\phi }_{m1o}={\phi }_{21}-n\cdot 2\pi =\frac{2\pi f_1}{c_a}{D}_a-n\cdot 2\pi$$

,

где $$n$$

— некоторое целое число, которое может достигать нескольких тысяч и более.

Для решения этой проблемы указанное измеренное значение $$\Delta {\phi }_{m1o}$$

фиксируют, после чего изменяют значение частоты непрерывных колебаний до некоторой известной величины $$f_2$$

и повторяют всю процедуру излучения и приема электромагнитных и акустических волн и вновь измеряют разность фаз $$\Delta {\phi }_{m2o}$$

непрерывных колебаний на выходе приемной рамочной магнитной антенны 8 и на выводе акустического преобразователя контролируемого объекта 13, которую вновь фиксируют. После чего определяют разность фаз $$\Delta {\phi }_o=\Delta {\phi }_{m1o}-\Delta {\phi }_{m2o}$$

и вычисляют дальность по формуле

$$D_o=\frac{\Delta {\phi }_o{c}_a}{2\pi \left(f_1-f_2\right)}$$

.

Важно при этом помнить, что изменение частоты $$\left(f_1-f_2\right)$$

не должно приводить к изменению разности фаз сигналов на величину бóльшую, чем $$2\pi$$

. Другими словами

$$f_1-f_2\le \frac{c_a}{D_o}$$

.

С другой стороны, при измерении дальности на контролируемом объекте последняя априори неизвестна. По этой причине заранее установить требуемую разность частот $$\left(f_1-f_2\right)$$

измерительной станции не представляется возможным.

Для решения этой проблемы с помощью устройства управления 4 формируют сигнал модуляции, который подают на вход управления амплитудного модулятора 2 и модулируют, таким образом, непрерывные электрические колебания генератора 1. Глубину модуляции устанавливают небольшой. Слишком малой эту величину устанавливать не следует, поскольку на приемной стороне возникнут проблемы с детектированием модулированного сигнала. Слишком большой эту глубину также устанавливать не следует, поскольку на приемной стороне впоследствии необходимо будет избавиться от модуляции за счет усиления сигнала до ограничения. Представляется, что глубины модуляции в 20-30% будет достаточно.

Одновременно с помощью этого же устройства управления 4 размыкают управляемый электронный ключ измерительной станции 5 и при этом предполагают, что акустический преобразователь измерительной станции 7 работает в режим приема.

На контролируемом объекте с помощью демодулятора 10 устанавливают факт наличия модуляции электромагнитного сигнала измерительной станции и по этому факту замыкают управляемый электронный ключ контролируемого объекта 11. При этом усиленный до ограничения сигнал с выхода усилителя-ограничителя 9 подают непосредственно на вывод акустического преобразователя контролируемого объекта 13, заставляя его работать в режиме передачи. С помощью акустического преобразователя контролируемого объекта 13 излучают в направлении измерительной станции акустическую волну. Акустическая волна с частотой $$f_1$$

при распространении на расстояние $$D_a$$

от акустического преобразователя контролируемого объекта 13 до акустического преобразователя измерительной станции 7 также получает свой набег фазы $${\phi }_{12}=\frac{2\pi f_1}{c_a}{D}_a$$

. Также как и в предыдущем случае, значением этого набега фазы пренебречь нельзя, поскольку его величина может достигать нескольких тысяч фазовых циклов величиной $$2\pi$$

каждый. Таким образом, на выводе акустического преобразователя измерительной станции 7 формируются непрерывные колебания, описываемый той же формулой (2).

Исходные непрерывные электрические колебания с выхода генератора непрерывных электрических колебаний 1, описываемые выражением (1) и с вывода акустического преобразователя измерительной станции 7, описываемые выражением (2), подают на входы измерителя разности фаз измерительной станции 6, на выходе которого формируют сигнал, пропорциональный разности фаз сигналов (1) и (2). Как и ранее, измеритель разности фаз измерительной станции 6 способен адекватно отобразить измеряемую разность фаз, если величина этой разности фаз лежит в пределах от 0 до $$2\pi$$

. Другими словами измеритель разности фаз формирует сигнал, пропорциональный некоторой величине $$\Delta {\phi }_{m1s}$$

, которая связана с реальным набегом фазы $${\phi }_{21}$$

тем же соотношением

$$\Delta {\phi }_{m1s}={\phi }_{12}-n\cdot 2\pi =\frac{2\pi f_1}{c_a}{D}_a-n\cdot 2\pi$$

.

Так же как и ранее, указанное измеренное значение $$\Delta {\phi }_{m1s}$$

фиксируют, после чего изменяют значение частоты непрерывных электрических колебаний до некоторой известной величины $$f_2$$

и повторяют всю процедуру излучения и приема электромагнитных и акустических волн и вновь измеряют разность фаз $$\Delta {\phi }_{m2s}$$

непрерывных колебаний на выходе генератора непрерывных электрических колебаний 1 и на выводе акустического преобразователя измерительной станции 7, которую вновь фиксируют. После чего определяют разность фаз $$\Delta {\phi }_s=\Delta {\phi }_{m1s}-\Delta {\phi }_{m2s}$$

и вычисляют дальность по формуле

$$D_s=\frac{\Delta {\phi }_s{c}_a}{2\pi \left(f_1-f_2\right)}$$

.

Данные о дальности $$D_s$$

до контролируемого объекта получают при этом на самой измерительной станции. При этом очевидным становится сделать разницу $$\left(f_1-f_2\right)$$

максимально возможной с тем, чтобы получить значение $$\Delta {\phi }_s$$

максимально близким, но не превышающем $$2\pi$$

. Точность измерения дальности оказывается при этом наилучшей. Одновременно с этим, убрав модуляцию электромагнитного сигнала измерительной станции, можно определить дальность на контролируемом объекте также с максимальной точностью. Совершенно очевидно, что при этом $$\Delta {\phi }_s=\Delta {\phi }_o$$

и $$D_s=D_o$$

.

Народнохозяйственный эффект от использования предполагаемого изобретения связан с появлением возможности измерения дальности под водой как на контролируемом объекте, так и на измерительной станции.

Другой аспект повышения эффективности от использования предполагаемого изобретения связан с возможностью измерения дальности с повышенной точностью, при этом неоднозначность измерений исключается. Достигается это за счет того, что требуемую разность частот $$\left(f_1-f_2\right)$$

можно установить на измерительной станции максимально возможной, контролируя при этом измеренную разность фаз $$\Delta {\phi }_s$$

с тем, чтобы она была максимально близкой, но не превышающей $$2\pi$$

.

Claims (5)

1. Способ измерения дальности на контролируемом объекте и измерительной станции, характеризующийся тем, что первоначально на измерительной станции генерируют непрерывные электрические колебания с известной фиксированной частотой $$f_1$$

   

   , при этом непрерывные электрические колебания подают на вход амплитудного модулятора, с выхода которого сигнал подают на вход передающей рамочной магнитной антенны, которую устанавливают на измерительной станции и излучают, таким образом, в направлении объекта, расстояние до которого необходимо измерить, переменное магнитное поле, при этом устройством управления задают нулевой уровень модуляции сигнала генератора непрерывных электрических колебаний и с помощью этого же устройства управления замыкают ключ измерительной станции, в результате чего непрерывные электрические колебания подают одновременно на вывод акустического преобразователя измерительной станции, который в этом случае заставляют работать в режиме передачи, и с помощью акустического преобразователя измерительной станции излучают в направлении объекта, дальность до которого необходимо измерить, акустическую волну, после чего на другом конце измерительной трассы переменное магнитное поле улавливают приемной рамочной магнитной антенной, которую устанавливают на контролируемом объекте, после чего принятые рамочной магнитной антенной непрерывные электрические колебания усиливают до ограничения и подают на сигнальный вход управляемого электронного ключа контролируемого объекта и на первый вход измерителя разности фаз контролируемого объекта, при этом с помощью демодулятора анализируют факт отсутствия амплитудной модуляции принятого рамочной магнитной антенной сигнала и по этому факту размыкают управляемый электронный ключ контролируемого объекта, одновременно с этим акустическим преобразователем контролируемого объекта принимают акустическую волну и принятый сигнал подают на второй вход измерителя разности фаз контролируемого объекта и, таким образом, измеряют и фиксируют разность фаз $$\Delta {\phi }_{m1o}$$

   

   между непрерывными колебаниями, формируемыми на выходе приемной рамочной магнитной антенны и на выводе акустического преобразователя контролируемого объекта, после чего на измерительной станции генерируют непрерывные колебания с известной фиксированной частотой $$f_2$$

   

   и повторяют всю процедуру излучения, приема переменного магнитного поля и акустической волны, а также измеряют и фиксируют разность фаз $$\Delta {\phi }_{m2o}$$

   

   между непрерывными колебаниями, формируемыми на выходе приемной рамочной магнитной антенны и на выводе акустического преобразователя контролируемого объекта, при этом определяют разность фаз $$\Delta {\phi }_o=\Delta {\phi }_{m1o}-\Delta {\phi }_{m2o}$$

   

   , при этом расстояние между акустическим преобразователем измерительной станции и акустическим преобразователем контролируемого объекта определяют по формуле:
2. $$D_o=\frac{\Delta {\phi }_o{c}_a}{2\pi \left(f_1-f_2\right)}$$

   

   ,
3. где $$c_a$$

   

   — скорость звука в среде распространения, при этом данные о расстоянии получают на самом контролируемом объекте, после чего вновь на измерительной станции генерируют непрерывные электрические колебания с известной фиксированной частотой $$f_1$$

   

   и также подают эти колебания на вход амплитудного модулятора, но при этом с помощью устройства управления устанавливают неглубокий уровень амплитудной модуляции сигнала генератора измерительной станции и с помощью этого же устройства управления размыкают управляемый электронный ключ измерительной станции, при этом одновременно сигнал генератора непрерывных электрических колебаний подают на первый вход измерителя разности фаз измерительной станции, при этом с выхода амплитудного модулятора сигнал вновь подают на вход передающей рамочной магнитной антенны и излучают, таким образом, в направлении объекта, расстояние до которого необходимо измерить, переменное магнитное поле, модулированное по амплитуде с неглубоким уровнем, после чего на другом конце измерительной трассы переменное магнитное поле, модулированное по амплитуде, улавливают приемной рамочной магнитной антенной, после чего принятые рамочной магнитной антенной, модулированные по амплитуде, электрические колебания усиливают до ограничения и подают на сигнальный вход управляемого электронного ключа контролируемого объекта, при этом с помощью демодулятора анализируют факт наличия амплитудной модуляции принятого рамочной магнитной антенной сигнала и по этому факту замыкают управляемый электронный ключ контролируемого объекта, за счет этого усиленные до ограничения на контролируемом объекте непрерывные электрические колебания подают на вывод акустического преобразователя контролируемого объекта, заставляя его в этом случае работать в режиме передачи, в результате чего этим акустическим преобразователем контролируемого объекта излучают в направлении измерительной станции акустическую волну, после чего акустическую волну улавливают акустическим преобразователем измерительной станции и подают принятый этим акустическим преобразователем сигнал на второй вход измерителя разности фаз измерительной станции, после чего измеряют и фиксируют разность фаз $$\Delta {\phi }_{m1s}$$

   

   между непрерывными электрическими колебаниями, формируемыми на выходе генератора непрерывных электрических колебаний и на выходе акустического преобразователя измерительной станции, после чего генерируют непрерывные электрические колебания с известной фиксированной частотой $$f_2$$

   

   и повторяют всю процедуру излучения, приема переменного магнитного поля и акустической волны, а также измеряют и фиксируют разность фаз $$\Delta {\phi }_{m2s}$$

   

   между непрерывными электрическими колебаниями, формируемыми на выходе генератора непрерывных электрических колебаний и на выходе акустического преобразователя измерительной станции, после чего определяют разность фаз $$\Delta {\phi }_s=\Delta {\phi }_{m1s}-\Delta {\phi }_{m2s}$$

   

   , при этом расстояние между акустическим преобразователем контролируемого объекта и акустическим преобразователем измерительной станции определяют по формуле:
4. $$D_s=\frac{\Delta {\phi }_s{c}_a}{2\pi \left(f_1-f_2\right)}$$

   

   ,
5. при этом данные о расстоянии получают на измерительной станции, причем очевидно, что $$\Delta {\phi }_s=\Delta {\phi }_o$$

   

   и $$D_s=D_o$$

   

   , причем место размещения передающей и приемной рамочных магнитных антенн не имеет значения.

Images