Курсовая работа: Промерный эхолот

Тогда:

Вт

Напряжение возбуждения в преобразователе можно найти из выражения:

В

Удельная акустическая мощность:

Реверберационные помехи

При работе на мелководье действуют реверберационные помехи, такие как объемные и донные.

Под объемной реверберацией подразумевается реверберация, обусловленная рассеянием звука малыми частицами, находящимися в слоях воды, - газовыми пузырьками , твердыми взвешенными частицами , термическими неоднородностями .и.т.д.

Давление помех, создаваемое реверберацией можно рассчитать для объемной реверберации:

Где - акустическая мощность, = Вт. (Ил), 6Вт. (Песок), 2 Вт. (Гранит). - протяженность зондирующего импульса (м), - акустическое сопротивление воды () , - коэффициент учитывающий направленные свойства излучателя и приемника , принимаем = 0,7, величина безразмерная, - коэффициент пространственного затухания , B=40 ДБ/км, - расстояние от излучателя до плоскости рассеяния звука r = 100 м. - коэффициент характеризующий рассеивающую способность моря число пузырьков в единице объема воды. По экспериментальным данным

=, берем =.

Подставляя численные значения, получим зависимость давления помех для объемной реверберации от дистанции.

Структурная схема

ЗГ - Задающий генератор, ФП - формирователь посылки, УМ - Усилитель мощности, ПИА – приемно-излучающая антенна, ЛУ – линейный усилитель, УО – усилитель ограничитель, УФ – усилитель фильтр, Д – детектор, ФНЧ – фильтр низкой частоты, ПУ – пороговое устройство, УИ – устройство измерения дистанции, ВАРУ – система временной автоматической регулировки усиления, СТ – стабилизатор, СУ – система управления, Р – регистратор.

Принцип действия эхолота

Сигнал тракта излучения состоящего из ФП, ЗГ и УМ, заданной длительности, частоты поступает в ПИА, которая излучает посылку в морскую среду. Отраженный от дна и ослабленный во много раз сигнал поступает на ПИА и далее вход приемного тракта, состоящего из ЛУ, УО, УФ, Д, ФНЧ, ПУ и УИ. Усиленный и приведенный к заданному виду сигнал поступает на УИ, где происходит считывание.

Последующим сигналом с ФП счетчик в УИ останавливается. Цифровой код, полученный после остановки счетчика, соответствует высоте плавания над грунтом НПА. Полученный цифровой код передается в систему управления НПА и регистратор.

Приемно-излучающее устройство

В эхолотах источниками и приемниками акустических волн служат акустические антенны, с помощью которых электрические колебания генератора преобразуются в акустические колебания и, наоборот, акустические колебания, отразившиеся от дна, преобразуются в электрические сигналы, поступающие на вход усилителя эхолота.

Основным элементом акустических антенн являются электроакустические преобразователи, действие которых основано на пьезоэлектрическом или магнитострикционном эффектах.

В качестве примера акустической антенны, в которой пьезопреобразователи размещаются на накладке (мембране), рассмотрим конструкцию антенны эхолота типа НЭЛ-М3Б.

Антенна содержит блок 9 пьезоэлементов 7,корпус,1 крышку 2 и кабель 3. Соединение крышки с корпусом осуществляется с помощью болтов 5. Герметизация обеспечивается резиновой прокладкой 10.

Кабель завулканизирован в металлическую втулку и крепиться к крышке гайкой 4 кабельного ввода, которая одновременно защищает кабель от повреждения в месте крепления.

Блок пьезоэлементов состоит из мембраны 6, завулканизированной в корпус. На мембране наклеены пьезоэлементы 7. В корпусе имеются отверстия, в которые устанавливаются металлические втулки для крепления антенны на судне. С целью обеспечения акустической развязки антенны от вибрации корпуса судна и изоляции мембраны от внешней среды корпус и блок пьезоэлементов завулканизированы резиной. Для предохранения излучающей поверхности антенны от повреждений при транспортировке и хранении предусмотрен защитный щиток 8, который снимается после установки антенны на судно.