Файл: Нечаев П.А. Электронавигационные приборы учебник.pdf

матора Гр. Импульс разряда конденсатора Сна эту обмотку наводит на вторичной обмотке э. д. с., которая и заставляет отработать индика­ тор. По мере разряда конденсатора С напряжение на нем падает, а сле­ довательно, падает и напряжение на аноде тиратрона, который свя­ зан с верхней обкладкой конденсатора. Вследствие этого тиратрон гас­ нет, и процесс повторяется.

Обращаем особое внимание на роль конденсатора С, которая заклю­

анодном напряжении 300 В тиратрон может вспыхнуть при напряже­ нии на управляющей сетке, меньшем или равном —7 В. Соответст­ венно, если напряжение, запирающее тиратрон в случае отсутствия сигнала, равно—10 В, величина напряжения, поступающего отусилителя на сетку тиратрона, должна быть больше или равна + 3 В. Сле­ дует отметить, что изменяя величину напряжения ис, запирающего тиратрон, можно изменять чувствительность последнего к приходя­ щему сигналу. Во всех эхолотах предусмотрена ручная регулировка величины напряжения смещения в зависимости от силы сигнала, поступающего на управляющую сетку тиратрона.

Работа с эхолотами показывает, что, кроме полезного сигнала, на усилитель может поступить и сигнал так называемой н у л е в о й о т м е т к и , вследствие которого неоновая лампа также вспыхивает, а перо самописца делает отметку на нуле шкалы. Причины нулевой отметки заключаются в следующем. Между вибраторами эхолота, не­ смотря на их направленность, может существовать акустическая связь: часть энергии, излучаемой вибратором-излучателем, попадает в мо­ мент посылки на принимающую поверхность вибратора-приемника. Такому явлению особенно способствуют боковые максимумы характе­ ристики направленности вибраторов. Сигнал нулевой отметки, назы­

357

низирующее действие корпуса судна выражено слабо; 2) через кор­ пус судна, особенно в случае установки вибраторов в танке. Кроме того, в момент посылки по линии «посылочное реле — вибратор-излу­

либо электрическим в момент посылки сигнала импульс может попасть на вход усилителя, усилиться последним и поступить на индикатор.

Следовательно, нулевая отметка является своего рода реакцией тракта приема эхолота на момент посылки. Это явление уменьшает разреша­ ющую способность эхолота, т. е. приводит к тому, что эхолоте тиратронным выходом не может измерять малые глубины. Причина этого яв­ ления заключается в следующем.

Тиратрон, вспыхнувший в момент прихода нулевой отметки, не будет мгновенно готов принять полезный сигнал — чтобы тиратрон смог вновь зажечься от поступившего на его сетку сигнала, конден­ сатор С должен успеть зарядиться до нужного анодного напряжения. Время х заряда конденсатора С будет определяться величинами его емкости и сопротивления R a анодной нагрузки тиратрона (см. рис. 198) В эхолотах типа НЭЛ величина х = 0,02 с, что соответствует времени, потребному на измерение глубины в 15 м. Это означает, что в случае измерения очень малых глубин отраженный сигнал придет на сетку тиратрона быстрее, нежели напряжение на аноде достигнет нормаль­ ного рабочего значения. Вследствие этого полезный сигнал, отражен­ ный от дна на небольшой глубине, не может заставить тиратрон вспых­ нуть, а следовательно, указатель или самописец не будет фиксировать данную глубину. Таким образом, нулевая отметка создает в эхолотах с тиратрониым выходом мертвую зону. В эхолотах типа НЭЛ она рав­ на 10— 15 м.

Для того чтобы можно было измерять малые глубины, нужно в схеме иметь устройство «Гашения нуля», которое препятствовало бы вспышке тиратрона в момент посылки. Принципиально гашение нуля может быть осуществлено следующими способами:

1)запиранием усилителя в момент посылки путем подачи на управ­ ляющую сетку первой усилительной лампы дополнительного отрица­ тельного смещения;

2)запиранием тиратрона в момент посылки подачей дополнитель­ ного отрицательного смещения на управляющую сетку тиратрона;

3)размыканием в момент посылки анодной цепи тиратрона.

Для гашения нулевой отметки в центральном приборе эхолота имеется кулачок и пара электрических контактов. Кулачок гашения нуля укрепляется на одном валу с посылочными кулачками; контак­ ты гашения нуля включены в цепь усилителя.

§ 76. ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИН ЭХОЛОТОМ

Измеренные эхолотом глубины неизбежно содержат ошибки, обу­ словливаемые самыми разнообразными причинами. Эхолот представ­ ляет электромеханическое устройство и, как всякое такое устройство,

358

Погрешности измерения глубин эхолотом могут быть разделены на три группы:

погрешности, обусловленные влиянием внешней среды; погрешности, обусловленные установкой прибора; инструментальные погрешности.

Рассмотрим последовательно указанные группы погрешностей эхо­ лота, причины их возникновения, способы определения и устранения.

Погрешности, обусловленные влиянием внешней среды

Погрешность, обусловленная отклонением величины действитель­ ной скорости распространения звука в воде от расчетной. При рассмо­ трении принципа акустического измерения глубин неоднократно подчеркивалось, что для возможности измерения глубин с помощью акустической энергии нужно принимать скорость распространения акустической волны в воде величиной постоянной.

Постоянное значение скорости распространения звука в воде, при­ нимаемое при расчете эхолота, называется расчетной скоростью рас­ пространения звука в воде. Часто эту скорость называют стандартной.

. В эхолотах отечественного производства расчетная скорость рас­ пространения звука в воде принимается равной 1500 м/с; такая же ско­ рость принимается и в эхолотах некоторых иностранных марок. В эхо­ лотах английского и американского производства расчетная скорость принимается равной 1463 м/с (800 саж/с).

В действительных же условиях скорость распространения звука в воде будет изменяться при изменении района плавания, и даже в од­ ном и том же районе она может быть различной в зависимости от вре­ мени года и глубины. Опыт показывает, что скорость распространения акустических волн в различных водных районах изменяется пример­ но в пределах от 1420 до 1540 м/с.

Величина скорости распространения акустической волны в водной среде будет определяться следующими основными факторами: темпе­ ратурой, содержанием солей и статическим давлением (глубиной).

Существует ряд эмпирических формул, по которым с достаточной точностью можно определить скорость распространения акустических волн в воде в зависимости от температуры, солености и статического давления. Одна из них (формула Вуда) имеет вид

с = 1410+ 4,21/—0,037/2 + 1,14s + 0,0175#.

Здесь с — скорость звука, м/с; t — температура, °С;

s — соленость, °/00; Н — глубина, м.

ЗС9

Из этой формулы следует, что:

с увеличением температуры, солености и глубины скорость звука возрастает;

увеличение температуры на 1° вызывает увеличение скорости рас­

скорость звука в функции температуры и солености, справедливы для горизонтального распространения акустической энергии; однако ими же можно пользоваться и при измерении глубин в навигационных целях.

При гидрографических промерах всю толщу воды разбивают на ряд горизонтальных слоев, в пределах которых температуру и со­ леность считают постоянными. По этим значениям температур и соле­ ностей отдельных слоев подсчитывают среднюю (глубинную) темпера­ туру и соленость для всей толщи воды, принимают их за истинные и по таблице или по номограмме определяют среднее значение скорости зву­ ка, соответствующее этим средним значениям температуры и соле­ ности.

Приведем в качестве примера средние значения вертикальной ско­ рости звука в воде для различных водных бассейнов (в м/с):

360