Измерение дистанции

Принцип измерения дистанции до подводного объекта с помощью эхолота или гидролокатора заключается в измерении промежутка времени между посылкой зондирующего импульса в толщу воды и приходом отраженного от объекта (препятствия) эхо-сигнала к приемнику. Зная скорость распространения звука в воде, можно определить дистанцию до подводного объекта по формуле

где — расчетное значение скорости звука в воде (1500 м/с).

Таким образом, задача об определении глубины под килем или дистанции до подводного объекта сводится к измерению весьма малого промежутка времени . Конструктивно она может быть решена различными методами с применением в качестве индикаторных устройств электромеханических указателей глубин, самописцев и цифровых электронных указателей глубин.

Электромеханические указатели глубин предназначаются для визуального отсчета глубин и управления посылками акустических импульсов. Они используются только в эхолотах.

Указатель глубин с механической линейной разверткой времени (рис. 1) состоит из вращающейся планки 1 с неоновой лампочкой 2, трансформатора Т, кулачков З с контактами и , электродвигателя 5, коробки скоростей 4 и шкалы, разбитой в единицах глубины.

Эхолот с электромеханическим указателем глубины работает следующим образом. Электродвигатель 5 вращает с постоянной частотой вращения планку 1 с неоновой лампочкой 2 и кулачком З. В момент прохождения неоновой лампочкой нулевого деления шкалы кулачок З размыкает контакт , при этом разрывается цепь питания обмотки посылочного реле 6 и его контакты замыкаются под действием пружины 7. Конденсатор С разряжается через обмотку вибратора-излучателя (ВИ). При этом образуется колебательный контур, в котором возникают мощные затухающие колебания, и электромеханический преобразователь излучает в воду ультразвуковой импульс большой интенсивности.

Рис. 1

Зондирующий импульс в основном максимуме диаграммы направленности распространяется ко дну, а в боковом — к вибратору-приемнику ВП. Боковой акустический импульс в вибраторе-приемнике преобразуется в слабый электрический сигнал, который после усиления поступает на первичную обмотку трансформатора Т. Со вторичной обмотки трансформатора напряжение подается на неоновую лампочку 2. Вспышка лампочки практически совпадает с нулем шкалы.

Зондирующий импульс в пределах основного максимума диаграммы направленности доходит до дна, отражается и принимается вибратором-приемником ВП. Слабая э.д.с., возникающая в обмотке вибратора, после усиления заставит вспыхнуть неоновую лампочку против деления шкалы, соответствующего измеряемой глубине. При следующем обороте планки рассмотренный процесс повторится. Из-за быстрого вращения планки с неоновой лампочкой нулевые вспышки и отметки глубин сливаются, и по шкале можно непрерывно отсчитывать глубину под килем судна.

Применение неоновой лампочки вызвано тем, что она практически безынерционна, т. е. мгновенно зажигается при подаче напряжения и мгновенно гаснет при отсутствии его; это обеспечивает точный отсчет глубин по шкале Частота вращения неоновой лампочки должна быть строго постоянной для данного диапазона глубин; это поддерживается с помощью автоматического регулятора частоты вращения электродвигателя.

При регистрации малых глубин необходимо «гасить» нулевую отметку. Это вызвано тем, что накопительный конденсатор разряжается на нулевой отметке, а для фиксации глубины под килем зарядится не успевает. Схема гашения нулевой отметки действует от контактов , которые в момент, соответствующий посылке импульса, отключают накопительный конденсатор от цепи разряда (на рис. 1 не показано). После прохождения неоновой лампочкой нулевой отметки шкалы схема разряда восстанавливается и импульсы, отраженные даже с малых глубин, отмечаются указателем эхолота.