МАГНИТНЫЙ КУРСОУКАЗАТЕЛЬ ДЛЯ СКОРОСТНЫХ СУДОВ
MAGNETIC COURSE INDICATOR FOR SPEED VESSELS

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может быть использовано для передачи данных курсоуказания скоростных судов в системы судовой автоматики.
У всех ныне существующих дистанционных магнитных компасов электрический датчик съема информации располагается на корпусе котелка компаса (как правило на грузе), а корпус котелка устанавливается в кардановом подвесе в нактоузе, электрический датчик в процессе эксплуатации находится в горизонте.
Из уровня техники известен, например, магнитный компас, описанный в книге: Кардашинский-Брауде Л.А. Современные судовые магнитные компасы - СПб.: Государственный центр Российской Федерации - «Центральный научно-исследовательский институт «Электроприбор», 1999, с.60.
В данном компасе (см. функциональную схему электромеханической передачи компаса KM 145-C4 на стр.61 указанного издания) генератор питает обмотку возбуждения индукционного датчика (датчика электронной передачи), расположенного на грузе котелка компаса. Индукционный датчик представляет собой кольцевой феррозонд с двумя обмотками, которые размещены ортогонально и охватывают кольцевой сердечник феррозонда. Магнитное поле чувствительного элемента вызывает появление сигналов на выходных обмотках. Амплитуды четных гармонических составляющих сигналов пропорциональны синусу и косинусу компасного курса.
Описанный выше компас, принятый за прототип изобретения, имеет существенные недостатки. Для установки такого компаса требуется сложная конструкция нактоуза, в который должен устанавливаться котелок компаса с кардановым подвесом.
Установка такой конструкции компаса на скоростных нового поколения судах становится все более проблематичной. Сказывается ряд факторов: с одной стороны, - динамические воздействия (нагрузки, вибрации, удары), с другой стороны, - влияние на котелок компаса ферромагнитных масс, т.к. рубки таких судов перенасыщены аппаратурой. Поэтому необходимы новые технические решения.
Одним из вариантов такого решения является предложенная конструкция магнитного курсоуказателя для скоростных судов.
Основные задачи, на решение которых направлено изобретение:
- упрощение конструкции изделия,
- улучшение точностных характеристик,
- повышение точности съема отсчетов,
- передача информации о курсе в системы корабельной автоматики,
- возможность расположения датчика на подволоке рубки судна.
Для решения указанных задач, в магнитный курсоуказатель, содержащий прозрачный корпус котелка, выполненный в виде сферы, заполненной компасной жидкостью, внутри которого располагается магниточувствительный элемент, состоящий из поплавка, шкалы, магнитов и опорного узла, в который вставлена игла компаса, на дне корпуса устанавливается датчик электронной передачи сигнала курса, выполненный в виде магниторезистивного датчика. Причем магниточувствительный элемент (МЧЭ) имеет положительную плавучесть в компасной жидкости, и выталкивающая сила поплавка выталкивает его вверх, при этом опорный узел выполнен в виде конуса, в который вставляется опорная игла. Опорный узел удерживает МЧЭ в угловом диапазоне качки судна. На боковой поверхности поплавка по периметру размещается шкала для визуального отсчета курса. Магниты МЧЭ располагаются ниже центра точки опоры судна. На боковой поверхности поплавка по периметру размещается шкала курсоуказателя для визуального отсчета курса.
х
у
Магниторезистивный датчик расположен на дне корпуса так, что его магнитная ось проходят по оси магнитов компаса, причем одна принимающая Н лежит по диаметральной линии корпуса, а вторая Н перпендикулярна ей. При вращении корпуса с магниторезистивного датчика вырабатывается электрический сигнал, который передается в системы судовой автоматики.
Предлагаемое устройство передачи данных курсоуказания для скоростных судов представлено на фиг.1.
Курсоуказатель для скоростных судов содержит сферический корпус котелка 1, заполненный компасной жидкостью 2, магниточувствительный элемент 3, содержащий поплавок 4, магниты 5, опорный узел 6, шкалу 8, иглу 7, которая закреплена в центре корпуса и острием упирается в опорный узел 6.
х
у
Магниторезистивный датчик 9 расположен на дне корпуса котелка 1 таким образом, что его магнитная ось проходит по оси магнитов 5, причем одна принимающая датчика Н лежит по диаметральной линии корпуса, а другая Н перпендикулярна ей.
Устройство работает следующим образом.
Так как МЧЭ 3 имеет положительную плавучесть в компасной жидкости 2, поплавок 4 выталкивает МЧЭ 3 вверх, а так как игла, которая крепится к верхней части корпуса котелка 1, направлена острием вниз и упирается в опорный узел 6 поплавка, то в процессе эксплуатации МЧЭ 3 может вращаться и наклоняться по конусу опорного узла.
Магнитное поле МЧЭ 3 воздействует на магниторезистивный датчик 9, с которого снимаются два сигнала - синус и косинус, пропорциональные изменению курса судна. Затем эти сигналы поступают по интерфейсу RS-422 (RS-232) в системы корабельной автоматики.
Исключение карданного подвеса существенно упростит конструкцию курсоуказателя. Габаритные размеры курсоуказателя позволяют его закрепить на подволоке рубки судна, что удаляет его от масс аппаратуры и, соответственно, уменьшает влияние ферромагнитных масс судна на работу курсоуказателя. Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое решение улучшает эксплуатационные характеристики устройства, упрощает его конструкцию и повышает точность курсоуказания, то есть, обеспечивает достижение заявленного технического результата.
Данная конструкция курсоуказателя обеспечивает как визуальный съем показаний по шкале, так и передачу электрического сигнала в системы судовой автоматики.
Применение магниторезистивного датчика позволяет, по сравнению с прототипом, улучшить эксплуатационные характеристики заявляемого устройства за счет его расположения в месте, удаленном от ферромагнитных масс, затрудняющем визуальный съем данных. Это особенно важно для скоростных судов, рубки которых заполнены приборами и другим оборудованием.
Исключение карданного подвеса уменьшает влияние вибраций на детали корпуса курсоуказателя.
Таким образом, обеспечивается достижение заявленного технического результата.