Основные технические характеристики эхолотов серии НЭЛ-М

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

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEACcj/L8MA AADbAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERPy2rCQBTdF/yH4Ra6q5MKVYlOQgiIpbQLrZvubjM3 D8zciZkxSf36zkLo8nDe23QyrRiod41lBS/zCARxYXXDlYLT1+55DcJ5ZI2tZVLwSw7SZPawxVjb kQ80HH0lQgi7GBXU3nexlK6oyaCb2444cKXtDfoA+0rqHscQblq5iKKlNNhwaKixo7ym4ny8GgXv +e4TDz8Ls761+f6jzLrL6ftVqafHKduA8DT5f/Hd/aYVrML68CX8AJn8AQAA//8DAFBLAQItABQA BgAIAAAAIQDw94q7/QAAAOIBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1s UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADHdX2HSAAAAjwEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALgEAAF9yZWxzLy5yZWxz UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADMvBZ5BAAAAOQAAABAAAAAAAAAAAAAAAAAAKQIAAGRycy9zaGFwZXht bC54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEACcj/L8MAAADbAAAADwAAAAAAAAAAAAAAAACYAgAAZHJzL2Rv d25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA9QAAAIgDAAAAAA== " filled="f" stroked="f" strokeweight=".5pt"> L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAGb9ct8UA AADbAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbESPT4vCMBTE74LfITxhb5oqqKUaRQrisujBP5e9vW2e bbF5qU3U7n76jSB4HGbmN8x82ZpK3KlxpWUFw0EEgjizuuRcwem47scgnEfWWFkmBb/kYLnoduaY aPvgPd0PPhcBwi5BBYX3dSKlywoy6Aa2Jg7e2TYGfZBNLnWDjwA3lRxF0UQaLDksFFhTWlB2OdyM gq90vcP9z8jEf1W62Z5X9fX0PVbqo9euZiA8tf4dfrU/tYLpGJ5fwg+Qi38AAAD//wMAUEsBAi0A FAAGAAgAAAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54 bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMvLnJl bHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3NoYXBl eG1sLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQAZv1y3xQAAANsAAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABkcnMv ZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAigMAAAAA " filled="f" stroked="f" strokeweight=".5pt">
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].