SE459890B - Givaranordning foer akustisk logg - Google Patents

Description

459 890 Vid utvärderingen av tidsfördröjningen to mellan mottagarsignalerna an- vänds alltså skillnaden mellan autokorrelationsfunktionen och korskorrelations- funktionen, AKF-KKF. Denna funktion visas i fig. 3 och funktionens nollgenomgång ger alltså tg/2.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en ny givaranordning för en akustisk fartygslogg som arbetar enligt de ovan beskrivna metoderna, vilken givaranordning har kompakt uppbyggnad så att totaldimensionerna blir små, ger bättre mätnoggrannhet samtidigt som ett minimum av sändar- och mottagarkris- taller erfordras.

Detta syfte uppnås med en givaranordning av inledningsvis angivet slag med i patentkravet 1 angivna kännetecken.

Med anordningen enligt uppfinningen möjliggörs alltså med enbart fem kristaller uppmätning av hastigheten i tolv olika riktningar jämnt fördelade runt varvet, dvs riktningarna är successivt förskjutna 30°, vilket ger en optimal mätnoggrannhet.

Enligt uppfinningen innefattar sålunda kristallarrangemanget en centralt placerad kristall, varvid de fyra övriga kristallerna är anordnade på en cirkel- båge kring den centrala kristallen, så att radierna i nämnda cirkelbåge från den centrala kristallen till var och en av de övriga kristallerna successivt bildar vinklarna 90°, 60°, 1500 och 60° med varandra.

Med detta utförande realiseras en kort mätbas, dvs ett litet avstånd mellan två kristaller, vilket ökar mätnoggrannheten eftersom den överlappande ytan av de två mottagarkristallernas lobområden då blir stor. Vidare får man konstant mätbas för samtliga tolv mätriktningar. ün man utför en bottenmätande logg enligt denna utföringsform finns vidare inuti givaranordningens ytterhölje även plats för exempelvis en relativmätande logg.

En akustisk logg med en såsom exempel vald utföringsform av givaranord- ningen enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i anslutning till fig. 1-7.

På ritningarna visar fig. 1 två tidsberoende förskjutna signaler för illustration av den för hastighetsbestämningen erforderliga korrelationsberäk- ningen, fig 2. visar exempel på autokorrelations- och korskorrelationsfunk- tionerna, fig. 3 illustrerar skillnaden mellan autokorrelations och korskorrela- tionsfunktionerna, fig. 4 är ett blockschema över en akustisk logg med givaran- ordningen enligt uppfinningen, fig. 5 visar en fördelaktig utföringsform av givaranordningen enligt uppfinningen, fig. 6 illustrerar hastighetsbestämningen med givaranordningen i fig. 5, och fig. 7 visar ett utföringsexempel med givar- anordningar för två loggar anordnade i samma ytterhölje. 3 459 890 I fig. 4 visas ett blockschema över en akustisk logg ned en givaranordning enligt uppfinningen. Systemet består av fyra funktionsblock, nämligen en hastig- hetsmätare 6, en djupmätare och administrationsenhet 8, en I/0-enhet 10 för generering av sändpulser och mottagning av ekopulser, och givaranordningen 12.

Denna logg arbetar enligt samma principer som den logg som finns beskriven i ovannämnda US,A, 4 D41 293 för bestämning av två ortogonala hastighetskompo- nenter.

Hastighetsmätningsfunktionen bygger på att avståndet till referensen är känt. Detta åstadkoms genom att parallellt med hastighetsmätningen sker en mätning av detta avstånd.

Avståndsmätningen fungerar som ett låst reglersystem.

I fig. 5 visas givaranordningen 12 enligt uppfinningen. Den innefattar fem kristaller 1-5 anordnade i ett speciellt mönster så att mätning kan utföras i alla 30°-riktningar runt varvet.

I det i fig. 5 visade utförandet är kristallerna numrerade 1-5. I ett sådant utförande kan alla kristallerna 1-5 tjäna som mottagarkristaller för hastighetsbestämningen medan enbart kristallerna 1-3 kan tjäna som sândarkris- taller. Sändningen sker över kristallerna 1, 2 och 3 för att få viss lobbredd. I det visade exemplet antas kristallerna 1 och 2 ligga i fartygets längdriktning.

De olika riktningarna mäts med följande kristallkombinationer.

Kristaller Riktningar 1-2 0, 180 1-3 120, 300 2-3 60, 240 2-4 30, 210 -4 150, 330 -2 90, 270 Såsom framgår av fig. 5 är mätbasen, dvs avståndet mellan de två vid varje tillfälle använda kristallerna, konstant och förhållandevis litet, vilket ökar mätnoggrannheten, såsom påpekats tidigare.

Eftersom hastigheten kan bestämmas i tolv riktningar kan varvet indelas i tolv sektorer, se fig. 6. Inom varje sektor bestäms hastigheten genom att has- tighetsvektorn i de två angränsande riktningarna bestäms.

Man kan bestämma uttryck för sambanden mellan hastighetsvektorerna i längd- vx och tvärriktningen vy- 1 S@Kt0F 0 blir Sämbäfldëfl vx = V0 . it Vy -Q 3v0 + Zvl. q 459 890 4 För att öka noggrannheten kan även andra hastighetsvektorer användas.

För djupmätningen utnyttjas enbart mottagarkristallerna 4 och S.

Vid det i fig. 5 visade utförandet upptar kristallerna 1-5 inte stort mer q än halva utrymmet inom givaranordningens 12 ytterhöljen 14. Om sålunda den visa- de och beskrivna loggen är en logg för mätning av hastigheten över grund finns inuti höljet 14 även plats för en givaranordning 16 med exempelvis två kristal- ler 18,20 för mätning av hastigheten relativt vattnet. Detta utförande illustre- ras i fig. 7. De två loggarna arbetar då företrädesvis vid olika frekvenser.

Det i fig. 7 visade utförandet av den för exempelvis hastighetsmätning relativt vattnet avsedda, andra loggen innefattar således två kristaller 18, för mätning av en hastighetskomponent. Självfallet kan den andra loggens givaranordning vara utförd på motsvarande sätt som den i anslutning till fig. beskrivna givaranordningen. Härigenom möjliggörs hastighetsmätning i tolv riktningar även med den andra loggen.

Claims (4)

459 890 Patentkrav

1. Givaranordning för akustisk logg, vilken innefattar en sändare som inom ett lobomrâde utsänder en signal samt åtminstone tvâ mottagare inrättade att mot- taga från en referens reflekterade signaler för bestämning av ett fartygs hastig- hetskomponent relativt referensen i den av de tvâ mottagarna bestämda mätrikt- ningen, k ä n n e t e c k n a d av att fem såsom givar~ och mottagarelement tjänande kristaller för sändning och mottagning av akustiska signaler är anord- nade i ett sådant arrangemang att parvisa kombinationer av, såsom mottagarelement tjänande kristaller definierar tolv mätriktningar, jämt fördelade över varvet, vilket arrangemang innefattar en centralt placerad kristall, och fyra övriga kristaller anordnade på en cirkelbäge kring den centrala kristallen, så att ra- dierna i nämnda cirkelbàge fràn den centrala kristallen till var och en av de övriga kristallerna successivt bildar vinklarna 900, 600, 150° och 600 med varandra, varvid den centrala kristallen tillsammans med var och en av nämnda övriga kristaller definierar åtta mätriktningar, samt att de två kristaller som längs nämnda cirkelbàge är förskjutna med 600 vardera tillsammans med sin respek- tive längs cirkelbågen närbelägna, kristall definierar fyra ytterligare mät- riktningar.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att tre kristaller är utförda som både sändar- och mottagarkristaller, medan tvâ kristaller är ut- förda som enbart mottagarkristaller.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kris- taller som är utförda som enbart mottagarkristaller är anordnade även för djup- mätning.

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att den är anordnad i ett ytterhölje, som inrymmer en givaranordning för en andra akustisk logg.