СИСТЕМА БЕСПРОВОДНОЙ ПОДВОДНОЙ СВЯЗИ

Полезная модель системы беспроводной подводной связи для пресной воды относится к радиотехнике, в частности к радиотехническим системам связи, использующим канал связи в виде воздушной и водной среды.
В последние годы существенно увеличился объем подводно-технических, в том числе водолазных работ при прокладке и ремонте трубопроводов в пресной воде. Поэтому необходимо иметь надежную подводную связь, которая обеспечивает оперативность в обмене информацией.
В настоящее время такая связь обеспечивается проводной связью с применением четырехпроводной линии. Устойчивая подводная связь обеспечивается полным разделением микрофонного и телефонного трактов [1].
Электрическая схема аппаратуры должна обеспечивать постоянное подключение микрофонной линии связи водолаза на режим передачи речи от водолаза. Благодаря этому обслуживающий персонал на судне может непрерывно контролировать самочувствие водолаза, а также обнаруживать возможные дефекты в работе его снаряжения по характеру шума от работающих узлов [1, с.112].
Однако наличие проводной связи ограничивает зону действия водолаза, сковывает его движения.
Известна беспроводная система подводной связи SWL (Япония), основанная на использовании токов проводимости. Однако эта система обеспечивает только симплексную связь и используется только в морской воде[1, с.209-211].
Для беспроводной связи в пресной воде может быть применена гидроакустическая связь.
Прогресс в развитии аппаратных средств гидроакустики позволил создать надежные и компактные системы телефонной гидроакустической связи водолазов.
Вода является прекрасным проводником звуковых сигналов, что позволяет обеспечивать связь водолазов на довольно больших расстояниях. Основными компонентами системы телефонной гидроакустической связи водолазов является надводный блок руководителя спусков, выполняющий функции приемопередатчика и подводный блок (блоки), выполняющий функции приемопередатчика или только приемника, размещаемый на водолазе. Исходное сообщение оператора или водолаза, имеющее форму звукового сигнала акустического диапазона преобразуется в высокочастотный звуковой сигнал, имеющий особую форму, и излучается в воду.
В принимающем устройстве происходит обратная последовательность преобразования сигнала. Как надводный, так и подводный блоки имеют в своем составе электронный модуль, источник питания, приемопередатчик (или только приемник) и телефонно-микрофонную гарнитуру.
Характерной особенностью гидроакустической связи является то, что основным режимом связи является симплексный - один говорит, все остальные слушают.
При беспроводной системе подводной связи приемопередающие устройства водолазов во время работы постоянно включены на прием, а на время передачи, которая осуществляется по команде с надводного устройства, устройство переключают вручную с помощью ключа с возвратом [1, с.210]. Таким образом, при возникшей аварийной ситуации водолаз не может прервать передачу с надводного устройства.
В качестве аналога может быть принята система подводной гидроакустической связи, которая содержит комплект аппаратуры компании Ocean Texnology Sistems (OTS). Аппаратура обеспечивает симплексную беспроводную связь поверхностного объекта с водолазом. В состав системы входят поверхностная приемопередающая телефонная станция с гидроакустической антенной и подводная приемопередающая станция с гидроакустической антенной.
Недостаток известной системы - симплексная связь.
Задача полезной модели - дуплексная связь в пресной воде.
Это достигается тем, что в системе беспроводной подводной связи, содержащей канал гидроакустической связи, включающий надводную приемопередающую телефонную станцию и подводную приемопередающую станцию, согласно предложения, введен дополнительно канал электромагнитной связи, включающий надводный передатчик, соединенный с воздушной антенной и микрофоном, и приемник водолаза, соединенный с антенной и телефоном, которые размещены внутри водолазного костюма, при этом антенна выполнена в виде гибкого металлического проводника и покрыта изоляцией из диэлектрика, причем диаметр изоляции не более 2 диаметров проводника.
Сущность изобретения состоит в том, что предлагаемая система беспроводной подводной связи, содержащая канал гидроакустической связи, дополнительно снабжена каналом электромагнитной связи, содержащим надводный передатчик с воздушной антенной и приемник водолаза с антенной и телефоном, которые размещены в костюме водолаза.
Во время работы передатчик гидроакустической связи водолаза постоянно работает на передачу, что позволяет контролировать самочувствие водолаза, а также обнаруживать возможные дефекты в работе его снаряжения.
Передача информации водолазу осуществляется по каналу электромагнитной связи. При плохой связи по каналу электромагнитной связи водолаз дает команду «перехожу на прием», и принимает информацию по каналу гидроакустической связи.
На чертеже приведена функциональная схема системы беспроводной подводной связи.
Система содержит надводный объект 1, содержащий приемопередатчик гидроакустической связи 2, соединенный с гидроакустической антенной 3, размещенной в водной среде 4.
В состав надводного объекта 1 входят передатчик электромагнитной связи 5, соединенный с антенной 6, размещенной в воздушной среде.
Подводный объект 7 содержит гидрокостюм водолаза 7, приемопередающее гидроакустическое устройство 8, соединенное с гидроакустической антенной 9, с микрофоном 10 и телефоном 11. Внутри гидрокостюма водолаза 7 размещены приемник электромагнитной связи 12, соединенный с приемной антенной электромагнитной связи 13 и телефоном 14. Антенна электромагнитной связи 13 выполнена в виде гибкого металлического проводника и покрыта изоляцией из диэлектрика, причем диаметр изоляции не более 2 диаметров проводника [3].
Приемник электромагнитной связи 12 размещен во влагозащищенном пластмассовом корпусе, который посредством разъемов соединен с телефоном и антенной.
Микрофон 10, телефоны 11 и 14 размещены внутри костюма водолаза
Во время работы передатчик гидроакустической связи водолаза постоянно работает на передачу, что позволяет контролировать самочувствие водолаза, а также обнаруживать возможные дефекты в работе его снаряжения.
Передача информации водолазу осуществляется по каналу электромагнитной связи.
При плохой связи по каналу электромагнитной связи водолаз дает команду «перехожу на прием», и принимает информацию по каналу гидроакустической связи.
Для гидроакустической связи могут быть применены, например устройства для подводной гидроакустической связи, выпускаемые американской компанией Ocean Texnology Sistems (OTS). Аппаратура обеспечивает симплексную беспроводную связь поверхностного объекта с водолазом. В состав системы входят поверхностная приемопередающая телефонная станция с гидроакустической антенной и подводная приемопередающая станция с гидроакустической антенной.
Для электромагнитной связи могут быть использованы устройства для передачи и приема телефонного сигнала, работающие в диапазоне частот 1500-2000 кГц.
Система связи работает следующим образом.
У надводного объекта 1 гидроакустическая антенна 3 размещены в водной среде 4.
При проведении подводных работ у водолаза приемопередающее устройство гидроакустической связи 8 включено на передачу. Приемник электромагнитной связи 12 включен на прием.
У надводного объекта 1 приемопередающее устройство гидроакустической связи 2 включено на прием сигнала от водолаза. Обслуживающий персонал на объекте непрерывно контролирует самочувствие водолаза, а также работу его снаряжения по характеру шума от работающих узлов. Для передачи информации водолазу постоянно включен передатчик электромагнитной связи 5, при этом электрический сигнал подается на излучающую антенну 6 и через водную среду поступает на приемную антенну 10, а затем на вход приемника 9.
Усиленный электрический сигнал подается на телефон.
Таким образом, предлагаемая система беспроводной связи обеспечивает дуплексную связь между водолазом и надводным объектом.
При неустойчивой связи на прием у водолаза по каналу электромагнитной связи водолаз по гидроакустическому каналу дает команду берегу «перехожу на прием» и переключает приемопередатчик 9 на прием. При нормальной помеховой обстановке обмен информацией проводится в штатном режиме - передача информации надводному объекту по гидроакустическому каналу, а передача информации водолазу по электромагнитному каналу. Наличие двух видов связи исключает взаимовлияние, повышает надежность связи, и повышает безопасность проведения подводных работ.
Техническим результатом предложения является обеспечение дуплексной связи.
Предлагаемая система связи может быть использована при проведении диагностических работ на различных трубопроводах, пролегающих по дну рек. При проведении спасательных работ на реках и озерах подразделениями Министерства чрезвычайных ситуаций.
Источники информации:
1. Н.А.Стопцов и др., Связь под водой. - Л.,: Судостроение, 1990.
2. Г.М.Свердлин. Прикладная гидроакустика. - Л.: Судостроение, 1976.