Общая характеристика навигационного эхолота НЭЛ-М
В настоящее время на отечественном флоте еще достаточно широко распространены уже существенно устаревшие эхолоты серии НЭЛ – М, которые включают в себя, как образцы, предназначенные для измерения относительно больших глубин до 6000 (НЭЛ – М1), так и для измерения малых глубин (НЭЛ – М4), имеющих место на реках. Основные технические характеристики названных приборов приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Основные технические характеристики эхолотов серии НЭЛ-М
| П а р а м е т р | НЭЛ-М1 | НЭЛ-М2 | НЭЛ-М3Б | НЭЛ-М3А | НЭЛ-М4 | |
| Диапазон измеряемых глубин (м) | 1-6000 | 1-3000 | 0,5-500 | 0,2-200 | 0,2-36 | |
| Предельная инструментальная погрешность измерения (м) | 0,3 | 0,2 | 0,1 | |||
| Диапазон установки заданных глубин (м) | 1, 2, 5, 20,50,100 | |||||
| Время непрерывной работы (час) | ||||||
| Допустимая скорость судна (уз) | ||||||
| Допустимая качка судна (град) бортовая килевая | До 10 | |||||
| До 2 – 3 | ||||||
| Напряжение питания(В) | 220/127 | |||||
| Частота (Гц) | 50; 400 | |||||
| Потребляемая мощность не более (Вт) | ||||||
| Примерный общий вес (кГ) | ||||||
Эхолоты НЭЛ – М1 и НЭЛ – М2 могут использовать четыре приемо-передающих антенны, которые установлены в носовой и кормовой частях судна, благодаря чему появляется возможность измерения глубины под четырьмя различными точками судна, что особенно ценно тогда, когда речь идет об использовании их на крупнотоннажных судах. Однако указанные изделия не нашли должного распространения. Наиболее популярным на морском флоте стал эхолот НЭЛ – М3Б, обладающий высокой надежностью, хорошими эксплуатационными характеристиками и относительно низкой стоимостью. Для судов типа река – море предназначены изделия НЭЛ – М3А.
I zUvOT8nMS7dVCg1x07VQUiguScxLSczJz0u1VapMLVayt+PlAgAAAP//AwBQSwMEFAAGAAgAAAAh ANMkxOzBAAAA2wAAAA8AAABkcnMvZG93bnJldi54bWxEj0GLwjAUhO8L/ofwhL2tqStI6RpFBcHD XqyC12fzNi02LyXJ2vrvjSB4HGbmG2axGmwrbuRD41jBdJKBIK6cbtgoOB13XzmIEJE1to5JwZ0C rJajjwUW2vV8oFsZjUgQDgUqqGPsCilDVZPFMHEdcfL+nLcYk/RGao99gttWfmfZXFpsOC3U2NG2 pupa/lsF1135Gzem31z8aWr6gzznlLNSn+Nh/QMi0hDf4Vd7rxXMZvD8kn6AXD4AAAD//wMAUEsB Ai0AFAAGAAgAAAAhAASrOV4AAQAA5gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVz XS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEACMMYpNQAAACTAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAxAQAAX3JlbHMv LnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEgAAAAAAAAAAAAAAAAAuAgAAZHJzL3Bp Y3R1cmV4bWwueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhANMkxOzBAAAA2wAAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAnwIA AGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPcAAACNAwAAAAA= "> 
| Рис. 2.1. Комплектация эхолота НЭЛ-М3Б |
Комплектация эхолота НЭЛ – М3Б (рис. 2.1), которая аналогична комплектации других моделей названной серии.
Рассматриваемое изделие позволяет:
· Осуществлять запись закона изменения измеряемой глубины на электротермическую бумагу,
· Отображать значение текущей глубины в цифровом виде,
· Сигнализировать о выходе судна на заданную глубину.
Первая задача решается с помощью самописца (прибор 4) 9, который наряду с пишущим узлом содержит устройство для формирования синхронизирующего импульса запуска и управления работой эхолота. Электронные блоки приемной и передающей части изделия сосредоточены в приборе 16 (на схеме прибор обозначен цифрой 6). Этот же прибор осуществляет кабельную связь с остальными приборами комплекта.
Вторая задача решается комплектом приборов 11, 16А и 4Б (на рис. 2.1 они обозначены 5,4 и 3, соответственно). Прибор 11 представляет собой цифровое табло, имеющее шарнирную связь с основанием, благодаря чему оно может поворачиваться на угол 1200 вокруг вертикальной оси и на угол 150 вокруг горизонтальной оси. Прибор 16А содержит электронные блоки, обеспечивающие работу цифрового указателя глубин. Прибор 4Б служит для управления работой эхолота при отключенном самописце, когда осуществляется только индикация текущей глубины и, возможно, сигнализация о выходе судна на заданную глубину.
Эта сигнализация осуществляется прибором 4Г и ревуном (на рис.2.1 они обозначены цифрами 2 и 1, соответственно). Прибор 4Г обеспечивает установку заданной глубины и включение световой и звуковой сигнализации.
Наряду с указанным, в комплект эхолота входит гидроакустическая антенна 8 и кабельная коробка 7, через которую она подключается к прибору 16.
Принцип действия эхолота
Для измерения глубины необходимо сформировать ультразвуковые импульсы в воде, направить их к грунту и принять отраженный звуковой сигнал. Для этой цели имеется гидроакустическая антенна (прибор 1), обеспечивающая и излучение, и прием.
Управление посылками импульсов может осуществляться с любого из трех приборов — 4, 4 Б и 4 Г.
На рис. 2.2 представлена блок-схема эхолота М-ЗБ, раскрывающая его принцип действия.
Рис.2.2 – Принцип действия эхолота М-3Б
В самописце двигатель M l через редуктор обеспечивает непрерывное перемещение бесконечной ленты, на которой закреплено пишущее перо П. Один раз за цикл перо П замыкается с контактом запуска КЗ и обеспечивает формирование запускающего импульса ЗИ. Этот импульс поступает на формирователь нулевой отметки ФНО, где осуществляется задержка импульса на время, необходимое для прохождения пером расстояния от контакта запуска до нуля шкалы. Пройдя схему ИЛИ, импульс нуля подается на мультивибратор посылки МВП, вырабатывающий прямоугольные импульсы, длительность которых т зависит от диапазона глубин. В модуляторе Мод. этот импульс заполняется высокой частотой f = 100 кГц, поступающей от задающего генератора ЗГ, усиливается по напряжению и мощности (в усилителе А1) и подается на гидроакустическую антенну (прибор 1). Одновременно высокочастотный импульс посылки поступает на вход приемного устройства (усилитель А2) для формирования естественной нулевой отметки.
Гидроакустическая антенна, работающая на пьезоэлектрическом эффекте, излучает ультразвуковые колебания с частотой f в направлении морского дна. Отраженный от грунта звуковой сигнал возвращается к той же антенне, где преобразуется в электрический сигнал, сохраняющий частоту f. От антенны эхо-сигнал в виде электрических колебаний поступает на усилитель А2, который имеет 2 каскада усиления: А2.1 и А2.2, фильтр Ф, схему ручной регулировки усиления РРУ и детектор Д. Для защиты предварительного усилителя А2 от мощного сигнала посылки на входе первого каскада (А2.1) имеются 2 встречно включенных диода, которые шунтируют вход усилителя и обеспечивают уровень входного сигнала не более 0,6 В. С выхода А2 через схему запрета записи (СЗЗ) сигналы (прямой и отраженный) подаются на усилитель A3 и далее на трансформатор Т записывающего устройства. Прямой сигнал обеспечивает запись нулевой линии, а отраженный от грунта сигнал — запись глубины.
В эхолоте М-ЗБ предусматривается одновременное формирование естественного и искусственного нулей. Необходимо отметить, что естественный нулевой сигнал, который используется только в самописце, приходит на записывающее устройство с опозданием. Это происходит потому, что в схеме предварительного усилителя А2 имеется фильтр Ф, создающий некоторую задержку во времени. Для того чтобы оба нуля (и естественный, и искусственный) приходили на записывающее устройство в одно и то же время, в схеме предусмотрен дополнительный блок посылок (БП2). В нем находятся мультивибратор задержки нуля МВЗН и схема запрета записи СЗЗ, обеспечивающие запаздывание искусственного нуля и приход его на записывающее устройство одновременно с естественным нулем. В случае, когда естественный нуль отсутствует (при неработающем генераторе высокой частоты ГВЧ), на бумаге самописца регистрируется линия искусственного нуля.
В цифровой указатель глубины ЦУГ и прибор сигнализации глубины ПСГ всегда поступает только искусственный нуль с той же самой задержкой. В ЦУГ и ПСГ подача эхо-сигнала осуществляется от детектора Д через видеоусилитель А4 и схему И—НЕ. Эта схема на время посылки запирается сигналом мультивибратора гашения нуля МВГН, что исключает проникновение естественного нуля на ЦУГ и ПСГ.
Для подавления реверберационных помех применяется схема временной автоматической регулировки усиления ВАРУ, которая включается в работу мультивибратором MB ВАРУ в момент излучения. Схема ВАРУ обеспечивает выделение полезного сигнала и уменьшает влияние реверберации. В самописце предусмотрена запись оперативной отметки, которая представляет собой вертикальную линию, записываемую пером на бумаге вдоль всей шкалы. Оперативная отметка наносится при нажатии кнопки S и используется для контроля работы записывающего устройства.
Для нормальной работы самописца необходимо обеспечить стабильную скорость вращения двигателя Ml. Это выполняется при помощи тахогенератора G1 и схемы регулировки скорости PC. Лента 1 самописца с закрепленным на ней пером имеет 2 скорости вращения — 3000 и 300 об/мин. Переход от одной скорости к другой производится переключателем диапазонов и схемой управления двигателем УД.
В самописце предусмотрена запись условной отметки диапазонов в виде пунктирной линии, которая наносится над нулевой линией. Сигнал условной отметки вырабатывается запускающим импульсом ЗИ в формирователе условной отметки ФУО. Схема ФУО обеспечивает задержку сигнала условной отметки, равную времени прохождения пера от контакта записи КЗ до места нанесения пунктирной линии на бумаге.
2.2. Навигационные эхолоты НЭЛ – 20К
В настоящее время в мировой практике проявилась тенденция записывать информацию о законе изменения глубины в процессе плавания на твердые носители (устройства памяти) с возможностью извлечения записанной информации на электронные или жидкокристаллические дисплеи или распечатки ее с помощью принтеров. Это позволило исключить необходимость использования в эхолотах подвижных механических узлов и повысить точность формирования записываемой информации.
Указанная тенденция имеет место и в нашей стране. Практически все современные отечественные навигационные эхолоты не имеют самописцев,осуществляющих запись на бумажную ленту. Представителем одной из таких моделей является эхолот НЭЛ – 20К[7].
