УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ ПРИЕМНИКОВ

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для определения параметров приемников гидроакустических сигналов, в частности амплитудно-частотных характеристик и характеристик направленности. Данное устройство может быть использовано, например, для снятия характеристик направленности векторно-фазовых приемников и может быть использовано для проведения векторно-скалярных измерений параметров гидроакустических измерений полей в морях и океанах.
Известна измерительная установка для определения направления максимума основного лепестка характеристики направленности узконаправленной гидроакустической антенны (п. РФ №43655 U1, опубл. 27.01.2005). Измерительная установка относится к области гидроакустики и используется при измерениях основных параметров гидроакустических антенн, однако известное устройство имеет сложную структуру, требует применения испытательного бассейна и может быть использовано для измерения параметров антенн с узкой характеристикой направленности.
Наиболее близким по назначению к заявляемой полезной модели является опорно-поворотное устройство для автоматического измерения диаграммы направленности антенн (п. РФ №28792, опубл. 10.04.2003), содержащее приводной двигатель, связанный посредством механической передачи с механизмом перемещения антенны, датчик угловых положений, блок электроники, а также усилитель мощности, при этом датчик угловых положений выполнен фотоэлектрическим.
К сожалению, заявляемое устройство имеет сложную электронную систему, что связано с необходимостью построения системы управления угловым положением антенны.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение ассортимента устройств для определения параметров гидроакустических приемников
Технический результат заявляемого устройства - конструктивное упрощение, расширение возможностей и ускорение процедуры получения характеристик направленности для гидроакустических приемников - достигается за счет вращения излучателя вокруг исследуемого приемника гидроакустических сигналов.
Поставленная задача решается устройством для определения параметров гидроакустических приемников, содержащим установленную в подшипнике горизонтальную ось, электронный блок, поворотный узел, состоящий из приводного двигателя, снабженного датчиком угла поворота, и держатель, выполненный в виде установленной на горизонтальной оси несущей трубы, к нижней части которой жестко прикреплена рамка для установки исследуемого приемника, снабженная излучателем, выполненным с возможностью орбитального вращения вокруг исследуемого приемника, при этом поворотный узел жестко прикреплен к верхней части несущей трубы, внутри которой проходит полый вал, соединенный с приводным двигателем и излучателем, а приводной двигатель, датчик угла поворота и излучатель соединены с электронным блоком.
Схема заявляемого устройства приведена на фиг., где
1 - рамка, 2 - излучатель гидроакустических сигналов, 3 - исследуемый приемник, 4 - вращающийся кронштейн излучателя, 5 - кабель для подключения исследуемого приемника, 6 - основание, 7 - электронный блок 8 - горизонтальная ось, 9 - кабель излучателя, 10 - кабель датчика угла поворота, 11 - подшипник горизонтальной оси, 12 - датчик угла поворота, 13 - приводной двигатель, 14 - несущая труба, 15 - полый вал.
Принцип работы заявляемого устройства основан на возбуждении излучателем (2) акустических колебаний водной среды при вращении излучателя (2) вокруг исследуемого приемника (3). При этом, за счет размещения излучателя (2) в непосредственной близости от приемника (3), возможно создавать необходимое акустическое давление при малой подводимой мощности. Угол поворота излучателя (2), закрепленного на полом валу (15), определяется датчиком угла поворота (12). Сигнал датчика угла поворота (12) поступает синхронно с сигналами исследуемого приемника (3) в электронный блок (7), где происходит оцифровывание сигналов и передача их на ПК для дальнейшей обработки. В результате обработки получают характеристику направленности исследуемого приемника и, зная уровень акустического давления, создаваемого излучателем, получают амплитудно-частотную характеристику исследуемого приемника.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Устройство устанавливается в исследуемой акватории путем прикрепления подшипника (11) горизонтальной оси (8) к свободной части консоли, закрепленной например, на пирсе. В рамку (1) устройства устанавливают исследуемый приемник (3). За счет установки горизонтальной оси (8) в подшипник (11) держатель устройства может поворачиваться вокруг горизонтальной оси (8), что позволяет легко погрузить в воду (и поднять из воды) рамку (1) с установленным в ней исследуемым приемником (3) с целью, например, изменения ориентации исследуемого приемника (3). После погружения в воду рамки (1) на блок электроники (7), содержащий микропроцессор со встроенным АЦП, подается команда, и приводной двигатель (13) начинает вращать полый вал (15), на нижнем конце которого, с помощью кронштейна (4), закреплен излучатель (2). При этом рамка (1) удерживается от вращения несущей трубой (14), за счет чего обеспечивается орбитальное вращательное движение излучателя (2) вокруг неподвижного приемника (3). Питание излучателя осуществляется по кабелю. Блок электроники (7) циклически переключает направление вращения двигателя по достижении излучателем угла поворота, равного 4π. Сигнал датчика угла поворота (12) совместно с сигналами исследуемого приемника передается в ПК, где производится вычисление характеристики направленности исследуемого приемника (3). Последовательно излучая различные по частоте сигналы, при известной производительности излучателя, получают амплитудно-частотную характеристику исследуемого приемника (3) в плоской волне путем введения расчетных коэффициентов, учитывающих сферический закон распространения акустических волн.
Приводной двигатель выполнен, например, в виде редуктора частоты вращения с электроприводом.
Вращение излучателя вокруг исследуемого приемника обеспечивается за счет его соединения с полым валом посредством кронштейна.
В качестве датчика угла поворота может быть использован любой подходящий для этой цели, например, потенциометрический.
Конкретное аппаратурное наполнение заявляемого устройства, включая размеры, тип датчика поворота и элементы электронного блока зависит от конкретной задачи исследований, исходя из требуемой точности измеряемых параметров.
Таким образом, конструктивное выполнение заявляемого устройства, позволяет выполнять гидроакустические исследования, получать в реальном времени как амплитудно-частотные характеристики приемников, так и их характеристики направленности. Устройство обладает конструктивной простотой, низкой стоимостью, а также удобно в эксплуатации. Кроме того, расширены функциональные возможности устройства, т.к. его также можно успешно использовать при проведении калибровочных работ по измерению амплитудно-частотных характеристик и характеристик направленности гидроакустических приемников.