RU53455U1

RU53455U1 - UNDERWATER DEPTH METER

Info

Publication number: RU53455U1
Application number: RU2005138558/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Александрович Осюхин; Наталья Олеговна Тхоржевская
Original assignee: Борис Александрович Осюхин; Наталья Олеговна Тхоржевская
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2006-05-10

Abstract

Полезная модель относится к области морского приборостроения и предназначена, преимущественно, для измерения глубины под и над антеннами эхолота, установленного в придонном слое водоема, а также глубины водоема в месте установки самого измерителя. Технический результат заключается в обеспечении возможности измерения глубины водоема, с помощью установленного на его дне заявляемого измерителя, в условиях, когда изменяется расстояние от антенны до дна водоема. В состав измерителя глубины, содержащего размещенный в герметичном корпусе эхолот, антенна которого установлена на одной из поверхностей герметичного корпуса, дополнительно введена вторая антенна, электрически связанная с эхолотом и размещенная на противоположной по отношению к первой антенне поверхности герметичного корпуса на известном по вертикали расстоянии от первой антенны. Герметичный корпус снабжен устройством для закрепления на подвижном или стационарном подводном объекте. Предложенный подводный измеритель обеспечивает измерение глубины, даже в том случае, если подводный объект со временем заглубляется в морское дно (ил, песок), может контролировать динамику наносов. Для учета углов отклонений от вертикали характеристик направленности антенн эхолота подводный измеритель глубины может быть снабжен датчиками углов отклонений от вертикали, выходы которых связаны со средством выдачи информации, по которым рассчитывают поправки к измеренным глубинам. Для обеспечения вертикальной ориентации характеристик направленности эхолота подводный измеритель глубины может быть установлен в кардановом подвесе.The utility model relates to the field of marine instrumentation and is intended primarily for measuring the depth below and above the antennas of the echo sounder installed in the bottom layer of the reservoir, as well as the depth of the reservoir at the installation site of the meter itself. The technical result consists in providing the ability to measure the depth of the reservoir, using the inventive meter installed on its bottom, in conditions when the distance from the antenna to the bottom of the reservoir changes. The depth gauge, which contains an echo sounder located in a sealed enclosure, whose antenna is mounted on one of the surfaces of the sealed enclosure, additionally introduces a second antenna that is electrically connected to the echo sounder and placed on the opposite surface of the sealed enclosure relative to the first antenna at a vertical distance from the first antennas. The sealed enclosure is equipped with a device for fixing on a movable or stationary underwater object. The proposed underwater meter provides a depth measurement, even if the underwater object eventually sinks into the seabed (silt, sand), it can control the dynamics of sediment. To take into account the angles of deviations from the vertical directional characteristics of the sonar antennas, the underwater depth gauge can be equipped with sensors for the angles of deviations from the vertical, the outputs of which are connected to the means for issuing information by which the corrections to the measured depths are calculated. To ensure vertical orientation of the directional characteristics of the echo sounder, an underwater depth gauge can be installed in a gimbal.

Description

Полезная модель относится к области морского приборостроения и предназначена, преимущественно, для измерения глубины под и над антеннами эхолота, установленного в придонном слое водоема, а также глубины водоема в месте установки самого измерителя.The utility model relates to the field of marine instrumentation and is intended primarily for measuring the depth below and above the antennas of the echo sounder installed in the bottom layer of the reservoir, as well as the depth of the reservoir at the installation site of the meter itself.

Известны измерители глубины (эхолоты) (Хребтов А.А. и др. Судовые эхолоты. Л.: «Судостроение», 1982), содержащие установленные на судне антенну, приемопередающее устройство, устройства управления и отображения информации, например, эхолот НЭЛ-20К (Морская навигационная техника. Справочник. СПб.: «Элмор», 2002. С.184). Подобные эхолоты обеспечивают измерение глубины под килем судна, как расстояния от антенны до дна моря.Known depth meters (echo sounders) (Khrebtov A.A. et al. Ship echo sounders. L .: Sudostroenie, 1982) containing an antenna, transceiver installed on the vessel, information control and display devices, for example, the NEL-20K echo sounder ( Marine Navigation Technique. Reference book. St. Petersburg: "Elmore", 2002. P.184). Such echo sounders provide a measurement of the depth under the keel of the vessel, as the distance from the antenna to the bottom of the sea.

Однако подобные эхолоты не могут быть использованы в качестве подводного измерителя глубины, т.е. расстояния от антенны до поверхности воды.However, such echo sounders cannot be used as an underwater depth gauge, i.e. the distance from the antenna to the surface of the water.

Известны также измерители глубины (гидроакустические волнографы) (Гидроакустическая техника исследования океана. Под. ред. В.В. Богородского, Л.: Гидрометеоиздат, 1984. С.90), предназначенные для измерения параметров волнения морской поверхности при установке под водой (на дне моря или на подводном объекте).Depth gauges (hydroacoustic waveographs) are also known (Hydroacoustic Ocean Research Technique. Ed. By V.V. Bogorodsky, L .: Gidrometeoizdat, 1984. P.90), designed to measure the parameters of sea surface waves during installation under water (at the bottom sea or underwater).

Известен также измеритель глубины (гидроакустический волнограф), являющийся наиболее близким к заявленной модели аналогом (Простаков А.Л. Электронный ключ к океану. Изд-во. «Судостроение» Л., 1978. С.126).Also known is a depth gauge (sonar wave recorder), which is the closest analogue to the claimed model (A. Prostakov. Electronic key to the ocean. Publishing house. "Shipbuilding" L., 1978. P.126).

Указанный измеритель представляет собой размещенный в герметичном корпусе эхолот, установленный на дне водоема таким образом, чтобы ось характеристики направленности его антенны была ориентирована вертикально вверх в сторону поверхности моря.The specified meter is an echo sounder located in a sealed enclosure, mounted on the bottom of the reservoir so that the axis of the directivity of its antenna is oriented vertically upward towards the sea surface.

Излучаемые эхолотом зондирующие импульсы отражаются от границы раздела вода-воздух, принимаются антенной эхолота и по времени их распространения определяется расстояние от антенны до поверхности моря, которая может колебаться под действием волнения.Probing pulses emitted by the sounder are reflected from the water-air interface, received by the sounder antenna and the distance from the antenna to the sea surface, which can fluctuate under the influence of waves, is determined by the time of their propagation.

С помощью этого прибора можно регистрировать профиль волнения во времени и осредненное расстояние от антенны до поверхности моря (уровень воды над антенной), т.е. глубину ее погружения, значения которых поступают в средство выдачи информации, например, запоминающий регистр и далее к ЭВМ.Using this device, it is possible to record the wave profile over time and the averaged distance from the antenna to the sea surface (water level above the antenna), i.e. the depth of its immersion, the values of which enter the means of issuing information, for example, a memory register and then to the computer.

Однако этот измеритель не обеспечивает возможности измерения глубины водоема, т.е. расстояния от поверхности дна водоема до поверхности воды, так как вследствие перемещения донных грунтов изменяется первоначальное расстояние от антенны до дна водоема.However, this meter does not provide the ability to measure the depth of the reservoir, i.e. the distance from the surface of the bottom of the reservoir to the surface of the water, as the initial distance from the antenna to the bottom of the reservoir changes due to the movement of bottom soils.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - обеспечение возможности определения глубины в месте установки измерителя, т.е. расстояния от дна до поверхности воды водоема при изменении первоначального расстояния установки антенны до дна водоема, например, вследствие перемещения донных грунтов.The task to which the claimed utility model is directed is to provide the ability to determine the depth at the installation site of the meter, i.e. the distance from the bottom to the surface of the water of the reservoir when changing the initial installation distance of the antenna to the bottom of the reservoir, for example, due to the movement of bottom soils.

Технический результат заключается в обеспечении возможности измерения глубины водоема, с помощью установленного на его дне заявляемого измерителя, в условиях, когда изменяется расстояние от антенны до дна водоема.The technical result consists in providing the ability to measure the depth of the reservoir, using the inventive meter installed on its bottom, in conditions when the distance from the antenna to the bottom of the reservoir changes.

Сущность заявляемой полезной модели выражается совокупностью ее следующих признаков.The essence of the claimed utility model is expressed by the combination of its following features.

В состав измерителя глубины, содержащего размещенный в герметичном корпусе эхолот, антенна которого установлена на одной из поверхностей герметичного корпуса, дополнительно введена вторая антенна, электрически связанная с эхолотом и размещенная на противоположной по отношению к первой антенне поверхности герметичного корпуса на известном по вертикали расстоянии от первой антенны. Герметичный корпус снабжен устройством для закрепления на подвижном или стационарном подводном объекте.The depth gauge, which contains an echo sounder located in a sealed enclosure, whose antenna is mounted on one of the surfaces of the sealed enclosure, additionally introduces a second antenna that is electrically connected to the echo sounder and placed on the opposite surface of the sealed enclosure relative to the first antenna at a vertical distance from the first antennas. The sealed enclosure is equipped with a device for fixing on a movable or stationary underwater object.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема подводного измерителя глубины и вариант его установки на дне водоема.The inventive utility model is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of an underwater depth gauge and a variant of its installation at the bottom of the reservoir.

Подводный измеритель глубины содержит эхолот 1, размещенный в герметичном корпусе 2, первая антенна 3 эхолота 1 установлена на поверхности герметичного корпуса 2, обращенной в сторону поверхности 4 водоема, вторая антенна 5 эхолота 1 установлена на противоположной поверхности герметичного корпуса 2, обращенной в сторону дна 6 водоема и электрически связана с эхолотом 1.The underwater depth gauge contains an echo sounder 1 located in a sealed enclosure 2, the first antenna 3 of the echo sounder 1 is mounted on the surface of the sealed enclosure 2, facing the surface 4 of the reservoir, the second antenna 5 of the echo sounder 1 is mounted on the opposite surface of the sealed enclosure 2, facing the bottom 6 reservoir and is electrically connected to the echo sounder 1.

Выход эхолота 1 связан со средством 7 выдачи информации. Сам герметичный корпус 2 с помощью, например, консоли 8 закреплен на подвижном, например глубоководном аппарате (на чертеже не показан) или стационарном подводном объекте 9, например, свае.The output of the echo sounder 1 is connected to the means 7 of the issuance of information. The sealed casing 2 itself, using, for example, a console 8, is mounted on a movable, for example, deep-sea apparatus (not shown in the drawing) or a stationary underwater object 9, for example, a pile.

Электрическое питание может осуществляться от автономных источников, размещенных в герметичном корпусе 2, или по кабелю от внешних источников (на чертеже не указаны).Electrical power can be supplied from autonomous sources located in a sealed enclosure 2, or by cable from external sources (not shown in the drawing).

Перечисленные конструктивные элементы, их взаимное расположение и связи между ними обеспечивают получение указанного технического результата.The listed structural elements, their relative position and the relationship between them provide the specified technical result.

Подводный измеритель глубины работает следующим образом. Эхолот 1 измеряет интервалы времени распространения излученных и принятых отраженных акустических сигналов антеннами 3 и 5 (τ₁ и τ₂ соответственно).Underwater depth meter works as follows. The sounder 1 measures the propagation time intervals of the radiated and received reflected acoustic signals by antennas 3 and 5 (τ ₁ and τ _2, respectively).

Эхолот 1 может быть выполнен двухканальным, работающим на две антенны, или с помощью коммутатора поочередно подключаться к антеннам 3 и 5 соответственно. Конкретное исполнение эхолота 1 не относится к предмету заявленной полезной модели.The sounder 1 can be made dual-channel, working on two antennas, or using a switch to alternately connect to antennas 3 and 5, respectively. The specific implementation of the echo sounder 1 does not apply to the subject of the claimed utility model.

По измеренным интервалам времени τ₁ и τ₂ и известной средней по вертикали скорости звука определяют расстояния от антенн 3 и 5 до поверхности h₁ и дна водоема h₂ соответственно:From the measured time intervals τ ₁ and τ ₂ and the known vertical average sound velocity determine the distance from the antennas 3 and 5 to the surface h ₁ and the bottom of the reservoir h _2, respectively:

С учетом известного расстояния ℓ между антеннами 3 и 5 глубину моря Н в месте установки измерителя определяют как: H=h₁+h₂+ℓGiven the known distance ℓ between antennas 3 and 5, the sea depth H at the installation site of the meter is determined as: H = h ₁ + h ₂ + ℓ

Выходные параметры эхолота 1 поступают в средство 7 выдачи информации внешним потребителям. Средство 7 может быть выполнено в виде накопителя информации, выдающего информацию внешним потребителям после подъема измерителя из воды, либо в виде канала связи (гидроакустического, кабельного) с плавучим радиобуем, судном обеспечения или береговым постом.The output parameters of the echo sounder 1 enter the means 7 for issuing information to external consumers. The tool 7 can be made in the form of an information storage device issuing information to external consumers after the meter is lifted out of the water, or in the form of a communication channel (hydroacoustic, cable) with a floating beacon, support vessel or coastal post.

Предложенный подводный измеритель обеспечивает измерение глубины, даже в том случае, если подводный объект со временем заглубляется в морское дно (ил, песок), может контролировать динамику наносов.The proposed underwater meter provides a depth measurement, even if the underwater object eventually sinks into the seabed (silt, sand), it can control the dynamics of sediment.

Таким образом, решена поставленная задача и обеспечена возможность измерения глубины моря в месте установки измерителя.Thus, the problem is solved and the possibility of measuring the depth of the sea at the installation site of the meter is provided.

Для учета углов отклонений от вертикали характеристик направленности антенн эхолота подводный измеритель глубины может быть снабжен датчиками углов отклонений от вертикали, выходы которых связаны со средством 7 выдачи информации, по которым рассчитывают поправки к измеренным глубинам.To take into account the angles of deviations from the vertical directional characteristics of the sonar antennas, the underwater depth gauge can be equipped with sensors for the angles of deviations from the vertical, the outputs of which are connected to the means 7 for issuing information by which corrections to the measured depths are calculated.

Для обеспечения вертикальной ориентации характеристик направленности эхолота подводный измеритель глубины может быть установлен в кардановом подвесе (на чертеже не показан), закрепленном на консоли 8.To ensure vertical orientation of the directional characteristics of the echo sounder, an underwater depth gauge can be installed in a gimbal suspension (not shown in the drawing) mounted on the console 8.

Claims

1. An underwater depth gauge of a reservoir containing an echo sounder located in a sealed enclosure, the antenna of which is mounted on one of the surfaces of the sealed enclosure, and an information output means connected to the echo sounder output, characterized in that a second antenna is additionally electrically connected to the echo sounder and placed on the opposite to the first antenna surface of the sealed enclosure at a vertical distance known from the first antenna, and the sealed enclosure is equipped with a device for closing captive on the movable or stationary underwater object.

2. Underwater depth meter according to claim 1, characterized in that the means for issuing information is made in the form of a cable communication line.

3. Underwater depth meter according to claim 1, characterized in that the means for issuing information is made in the form of an acoustic communication channel.

4. Underwater depth meter according to claim 1, characterized in that it is equipped with sensors of angles of deviations from the vertical, the outputs of which are associated with a means of issuing information.

5. The underwater depth gauge according to claim 1, characterized in that the sealed housing is installed in a gimbal.