SU495230A1

SU495230A1 - Device for measuring the stability factor of a vessel

Info

Publication number: SU495230A1
Application number: SU1890038A
Authority: SU
Inventors: Михаил Дмитриевич Агеев; Виталий Евгеньевич Горнак
Original assignee: Дальневосточный Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1973-03-06
Filing date: 1973-03-06
Publication date: 1975-12-15

Description

1one

Изобретение относитс к области судостроени .This invention relates to the field of shipbuilding.

Известно устройство дл измерени коэффициента остойчивости судна, содержащее крен щий узел и датчик крена, выход которого соединен с регистрирующим блоком, через блок компенсации статического крена, а корпус датчика жестко св зан с судном.A device for measuring the stability coefficient of a vessel, comprising a heeling unit and a roll sensor, the output of which is connected to the recording unit, is known through a static roll compensation unit, and the sensor body is rigidly connected to the vessel.

Недостатком известного устройства вл етс непригодность его дл проведени замеров коэффициента остойчивости при наличии внешних помех - волнении мор , ветра и т. п.A disadvantage of the known device is its unsuitability for conducting measurements of the stability coefficient in the presence of external disturbances - waves of the sea, wind, etc.

Дл обеспечени возможности проведени замеров при любом состо нии мор предлагаемое устройство снабжено программным механизмом , двигатель которого через редуктор соединен с переключателем, через одну группу контактов которого выход датчика крена соединен с регистрирующим блоком, а друга группа контактов св зана с крен щим узлом . Кроме того, дл повьилени точности замеров блок компенсации статического крена содержит усилитель посто нного тока, выход которого соединен с интегрирующим двигателем , вал которого через редуктор кинематически св зан с движком потенциометра, соединенного также электрически через резистор со входом усилител , причем потенциометр подключен к источнику посто нного напр жени .To enable measurements in any state of the sea, the proposed device is equipped with a software mechanism, the engine of which is connected via a reducer to a switch, through one group of contacts of which the output of the roll sensor is connected to the recording unit and the other group of contacts is connected to the heel. In addition, in order to improve the measurement accuracy, the static roll compensation unit contains a DC amplifier, the output of which is connected to an integrating motor, whose shaft is kinematically connected to a slider of a potentiometer connected electrically through a reducer, the potentiometer connected to a constant source this voltage.

На чертеже представлена функциональноэлектрическа схема описываемого устройства .The drawing shows the functional electric circuit of the device described.

Датчик 1 крена, жестко установленный на судне, снабженном крен щим узлом 2, соединен своим выходом через блок 3 компенсации статического крена, и программный механизм 4 с регистрирующим блоком.A roll sensor 1, rigidly mounted on a vessel equipped with a heeling unit 2, is connected via its output via a static roll compensation unit 3, and software mechanism 4 with a recording unit.

В состав блока 3 компенсации статнческого крена входит усилитель 5 посто нного тока с резистором 6 в цепи обратной св зи, соединенный своим входом через резистор 7 с выходом датчика 1 крена, а выходом - с интегрирующим двигателем 8, св занным через редуктор 9 с большим передаточным отношением с движком потенциометра 10, соединенным также через резистор 11 со входом усилител 5. Другими своими выводами потенциометр- 10 подключен к источнику посто нного напр жени (на чертеже не показан).The static roll compensation unit 3 includes a DC amplifier 5 with a resistor 6 in the feedback circuit, connected by its input through a resistor 7 to the output of the 1 roll sensor, and the output to an integrating motor 8 connected through a gear reducer 9 with a large transfer ratio relation with the engine of potentiometer 10, also connected via resistor 11 to the input of amplifier 5. Other potentiometer terminals 10 are connected to a constant voltage source (not shown in the drawing).

Программный механизм 4 состоит из двигател 12, св занного через редуктор 13 с кулачком 14 переключател 15, одна группа контактов которого соединена с крен щим узлом 2, а друга - через контакты реле 16 и 17 с регистрирующим блоком, включающим в себ интегрирующий двигатель 18, соединенный через редуктор 19 с движком потенциометра 20, св занным через резистор 21 со входомThe program mechanism 4 consists of an engine 12 connected via a gearbox 13 to a cam 14 of a switch 15, one group of contacts of which is connected to the heeling unit 2, and the other through contacts of a relay 16 and 17 to a recording unit including an integrating engine 18, connected through a gearbox 19 with a potentiometer slider 20 connected through a resistor 21 to an input

усилител 5 с резисторами 6 и 7 соответственно в цепи обратной св зи и на входе.amplifier 5 with resistors 6 and 7, respectively, in the feedback circuit and at the input.

Прог-раммный механизм, кроме того, содержит клеммы а, б, в, г с питающими нанр жени ми на них.The program mechanism, in addition, contains terminals a, b, c, d with the power supply to them.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При включении устройства на клеммы а и б программного механизма 4 подаетс напр жение . С клеммы б через переключатель 15 напр жение подаетс на исполнительный механизм крен щего узла 2 и судно получает крен. С клеммы а напр жение через другие контакты переключател 15 поступает на обмотку реле 16 или 17, которое срабатыва , замыкают свои нормально разомкнутые контакты . Одновременно посто нное напр жение подаетс на потенциометр 10, усилитель 5, датчик 1 крена и клеммы виг программного механизма 4 дл питани потенциометра 20 регистрирующего прибора.When the device is turned on, a voltage is applied to terminals a and b of software mechanism 4. From terminal b, through the switch 15, the voltage is applied to the actuator of the heeling unit 2 and the vessel receives the heel. From the terminal and the voltage through the other contacts of the switch 15 is fed to the winding of the relay 16 or 17, which is activated, they close their normally open contacts. At the same time, a constant voltage is applied to the potentiometer 10, the amplifier 5, the transducer 1 and the terminals of the software mechanism 4 to power the potentiometer 20 of the recording instrument.

Сигнал датчика 1 крена, жестко св занного с корпусом судна, содержит в общем случае три составл ющие: посто нную, обусловленную статическим креном судна, переменные , обусловленные соответственно волнением мор , и крен щим моментом. Период крен щего момента выбран значительно больше периода бортовой качки.The signal of the torsion sensor 1, which is rigidly associated with the hull of the vessel, contains in general three components: constant, due to the static bank of the vessel, variables due to the sea state and heeling moment, respectively. The period of the heeling moment is chosen significantly longer than the period of rolling.

Сигнал с датчика крена через резистор 7 и усилитель 5 поступает на двигатель 8, который через редуктор 9 перемещает движок потенциометра 10. Редуктор 9 имеет большое передаточное отношение, поэтому движок потенциометра 10 перемещаетс в таком направлении , чтобы происходило уменьшение посто нной составл ющей сигнала на выходе усилител 5. По окончании переходного процесса в блоке 3 компенсации статического крена посто нна составл юща сигнала на выходе усилител 5 полностью скомпенсируетс сигналом , снимаемым с потенциометра 10. Следовательно на контакты реле 16 и 17 поступают только переменные составл ющие сигнала датчика 1 крена, которые поступают затем на интегрирующий двигатель 18, который через редуктор 19 перемещает движок потенциометра 20 так, чтобы ток, протекающий через резистор 21, стал равным току через резистор 7.The signal from the roll sensor through the resistor 7 and the amplifier 5 is fed to the motor 8, which through the gearbox 9 moves the slider of the potentiometer 10. The gearbox 9 has a large gear ratio, therefore the slider of the potentiometer 10 moves in such a direction as to reduce the output signal amplifier 5. At the end of the transition process in block 3, compensation of static roll, the constant component of the signal at the output of amplifier 5 is fully compensated by the signal taken from potentiometer 10. Trace tionary relay contacts 16 and 17 received only the variable components of the sensor 1 roll signal which is then fed to the integrating motor 18 which, via a gear 19 moves the potentiometer slider 20 so that the current flowing through the resistor 21 becomes equal to the current through resistor 7.

Редуктор 19 имеет большое передаточное отношение, поэтому вращение его выходной оси вызывает только посто нна составл юща на двигателе 18, обусловленна крен щим моментом.Gearbox 19 has a large gear ratio, so the rotation of its output axis causes only a constant component on the engine 18, due to the heeling moment.

По истечении времени, равного полупериоду испытательного крен щего момента, кулачок 14 перебрасывает контакт переключател 15, выдава этим команду на изменение знакаAfter a time equal to the half period of the test heeling moment, the cam 14 moves the contact of the switch 15, issuing this command to change the sign

момента. Изменение знака крен щего момента вызывает изменение знака сигнала на выходе датчика 1 крена, что приводит к перемене знака напр жени на обратный на выходе усилител 5.of the moment. A change in the sign of the heeling moment causes a change in the sign of the signal at the output of the sensor 1 of the roll, which leads to a change in the sign of the voltage on the reverse at the output of the amplifier 5.

В момент равенства испытательного крен щего момента нулю кулачок 14 перебрасывает второй контакт переключател 15, обесточива обмотку одного реле и запитыва обмотку другого реле. Одна пара перекидных контактов реле 16 и 17 измен ет знак опорного напр жени на потенциометре 20 на обратный , а друга подключает двигатель 18 другим полюсом к выходу усилител 5.At the moment of equality of the test heeling moment to zero, the cam 14 transfers the second contact of the switch 15, de-energizes the winding of one relay and energizes the winding of the other relay. One pair of changeover contacts of relays 16 and 17 reverses the sign of the reference voltage on potentiometer 20, and the other connects motor 18 with the other pole to the output of amplifier 5.

Сигнал с потенциометра 20 через резистор 21 поступает на вход усилител 5, где вычитаетс из сигнала датчика 1 крена. Крен щий момент вызывает знакопеременную составл ющую в сигнале датчика 1 крена, поэтому пол рность напр жени , снимаемого с него, измен етс одновременно с изменением знака крен щего момента. Двигатель 18 перемещает движок потенциометра 20 до тех пор, пока посто нна составл юща на двигателе не станет равной нулю. А так как посто нна составл юща на двигателе 18 обусловлена только крен щим моментом, то по шкале, св занной с движком потенциометра 20, считываетс значение коэффициента остойчивости судна.The signal from the potentiometer 20 through the resistor 21 is fed to the input of the amplifier 5, where it is subtracted from the signal of the 1-roll sensor. The heeling moment causes the alternating component in the signal of the heel 1 sensor, therefore the polarity of the voltage taken from it changes simultaneously with the change in the sign of the heeling moment. The motor 18 moves the slider of the potentiometer 20 until a constant component on the motor becomes zero. And since the constant component on the engine 18 is due only to the heeling moment, the value of the vessel's stability coefficient is read on the scale associated with the engine of the potentiometer 20.

Claims

1. A device for measuring the stability coefficient of a vessel, comprising a heeling unit and a roll sensor, the output of which is connected to the recording unit, through a static roll bank, and the sensor body is rigidly connected to the vessel, characterized in that in any state of the sea, it is equipped with a software mechanism, the engine of which is connected through a gearbox to a switch, through one group of contacts of which the output of the roll sensor is connected to the recording unit, and the other group contacts associated with the conductive roll assembly.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, the static roll count unit contains a DC amplifier, the output of which is connected to an integrating motor, whose shaft is kinematically connected to the potentiometer motor, also electrically connected through a resistor with an amplifier input, the potentiometer being connected to a constant voltage source.

L.