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

Г л а в а XIV. КОНСТРУКЦИИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

НАВИГАЦИОННЫХ ЭХОЛОТОВ

§ 78. ЭХОЛОТ НЭЛ-5

Эхолот НЭЛ-5 ■— навигационный магнитострикционный эхолот, предназначенный для установки на крупнотоннажных судах и позво­ ляющий измерять глубины от 1 до 2000 м.

Комплект эхолота содержит следующие приборы: указатель глу­ бин, самописец, посылочное реле, усилитель, фильтр, два вибратора, кабельные коробки, футляр с бумагой, ящик с запасными частями и инструментом.

Все приборы и цепи эхолота рассчитаны на работу от переменного тока 127 В, 50 Гц. В случае работы от сети переменного тока 220 В включение производится через понижающий автотрансформатор, име­ ющийся в фильтре.

Если судовая сеть постоянного тока, в комплект эхолота включают преобразователь ГТО-550 и гасительное сопротивление. Преобразова­ тель преобразует постоянное судовое напряжение в однофазное пере­ менное, необходимое для питания эхолота. Гасительное переменное сопротивление служит для ограничения пускового тока преобразова­ теля и для регулировки вырабатываемого им напряжения.

Одновременная работа эхолота с указателем глубин и самописцем не предусмотрена. Переключение осуществляется с помощью релепереключателя, расположенного в самописце. Эхолот можно устанав­ ливать как с одним, так и с двумя индикаторными приборами.

Конструкция основных приборов

Указатель глубин эхолота предназначен для визуальных отсчетов глубины и для управления посылкой и приемом ультразвуковых им­ пульсов.

Отсчет глубины снимается по вспышкам неоновой лампочки, ко­ торая с постоянной скоростью вращается относительно неподвижной шкалы, укрепленной на крышке указателя глубин. Указатель имеет два диапазона измеряемых глубин и соответственно две шкалы: наруж­ ная шкала имеет деления от 0 до 100 м (цена деления 0,5 м), а внутрен­ няя *— от 0 до 2000 м (цена деления 10 м).

Внешний вид указателя глубин представлен на рис. 206. На его корпусе расположены все рукоятки управления эхолотом в случае работы с указателем глубин: выключатель 5, переключатель диапазо­ нов 4, регулятор усиления 1, выключатель 2 гашения нулевой отмет­ ки и вольтметр 6, контролирующий величину рабочего напряжения эхолота.

Стекло и шкалы глубин крепятся с лицевой стороны указателя спе­ циальным прижимным кольцом 3. Конструкция позволяет снять стекло и обеспечить доступ к неоновой лампочке.

Внутреннее устройство указателя глубин показано на рис. 207.

370

контактов АЦР включает и выключает сопротивление в цепи обмотки

крышки 8 от токонесущих частей. На подвижный контакт 7 питание подается через меднографитовую щетку 4 и токосъемное кольцо 3.

При нормальной скорости вращения электродвигателя контакты 7 и 10 замкнуты, вследствие чего ток в обмотку якоря проходит непо­ средственно через них. При превышении электродвигателем номиналь­ ной скорости грузы 5 под действием центробежной силы расходятся, уменьшая тем самым кривизну пластины 11, соединяющей грузы. При этом подвижный контакт 7 отойдет от неподвижного 10. Последова­ тельно с обмоткой якоря окажется включенным сопротивление, кото­ рое уменьшит ток в обмотке якоря, и скорость вращения двигателя

373

стрелке скорость двигателя увеличивается, при вращении против часо­ вой стрелки — уменьшается. В первом случае неподвижный контакт приближают к контакту подвижному, вследствие чего размыкание кон­ тактов будет происходить при большем распрямлении пластины 11, т. е. при большем числе оборотов двигателя. Во втором случае неподвиж­ ный контакт 10 удаляют от подвижного контакта 7, вследствие чего для размыкания контактов нужно меньшее распрямление пластины И . Это произойдет при меньшем числе оборотов двигателя.

Рис. 210. Кинематическая схема указателя глубин

Скорость вращения электродвигателя проверяют по контрольной стрелке 7 (см. рис. 207), укрепленной на конце промежуточного вали­ ка, выведенного из коробки скоростей 1. При нормальной скорости электродвигателя стрелка делает 90 об/мин, независимо от диапазона, на котором работает прибор. На рис. 210 показана кинематическая схема указателя глубин.

При нормальной частоте вращения электродвигателя планка ука­ зателя вращается со скоростью 450 об/мин на диапазоне 0— 100 м и со скоростью 22,5 об/мин на диапазоне 0—2000 м. Вспышки неоновой лампочки видны через фигурную прорезь планки.

От ведомого вала, на котором укреплена планка, вращение пере­ дается на кулачковый валик, несущий на себе три кулачка: два посы-

374

лочных и один — гашения нуля. Кулачковый валик вращается с той же скоростью, что и ведомый валик с планкой. Над кулачками, на кронштейне 3 (см. рис. 207), укреплены посылочные контакты и кон­ такты гашения нуля.

Конструкция контактных групп показана на рис. 211. В круглом кронштейне 2 крепится текстолитовый диск 1, несущий на себе пару контактов 4. Вращающийся кулачок 5 находится внутри диска. Про­ филем кулачка обеспечивается необходимая продолжительность раз­ мыкания и замыкания контактов. Контактный диск крепится в крон­ штейне с помощью трех зажимных винтов 3. Отдав винты, можно раз­ вернуть контактный диск в кронштейне и тем самым изменить момент срабаты­ вания контактов.

Конструкция всех трех контактных групп в указателе глубин одинакова. Контактные группы управления посыл­ кой имеют обычно элементы искрогашения.

Самописец имеет механизм записи, состоящий из неподвижной планки-пера

ивращающегося барабана со спиралью.

Всамописце используется электротерми­ ческий метод записи. Принцип работы

ля, вольтметр, контролирующий вели­ чину рабочего напряжения эхолота, лампочка, сигнализирующая о

включении в работу указателя, выключатель самописца, переключа­ тель диапазонов, рукоятка регулятора усиления, выключатель гаше­ ния нуля, кнопка оперативных отметок, тумблер и лампа контроля скорости вращения двигателя самописца. Крышка самописца имеет застекленное окно для наблюдения за записью глубин и для заправки бумаги. Через открытое окно видна откидная шкальная линейка из органического стекла, которая удерживается в рабочем положении винтами.

Внутреннее устройство и кинематическая схема самописца даны на рис. 212.

С внутренней стороны крышки на общем кронштейне размещены основные механизмы самописца: электродвигатель, коробка скоростей с автоматическим центробежным регулятором, лентопротяжный

изаписывающий механизмы и механизм, управляющий посылкой. На задней стенке самописца расположены: реле переключения схе­

мы с самописца на указатель, выходной трансформатор, подающий напряжение на пишущее перо, и конденсатор, с которого подается питание на перо условных отметок диапазонов.

Электродвигатель 1 имеет постоянную частоту вращения, равную 3150 об/мин. Это постоянство обеспечивается автоматическим центро­ бежным регулятором 3, укрепленным на одном валу с якорем двига*

375

теля. АЦР самописца имеет ту же конструкцию, что и АЦР указателя. На корпусе АЦР имеется регулировочный винт для регулировки ско­ рости вращения.

Для контроля за скоростью вращения электродвигателя служит неоновая лампа, расположенная на лицевой стороне крышки самопис­ ца. На конце валика, выступающем из корпуса коробки скоростей, насажен барабан из электроизоляционного материала, на котором имеется металлическая ламель, расположенная вдоль его образую­ щей. При каждом обороте барабана ламель замыкает пружинные кон­ такты, находящиеся в цепи питания лампы контроля оборотов двигате­ ля. При номинальной скорости вращения двигателя лампа дает 90 вспы­ шек в минуту независимо от шкалы, на которой работает самописец.

Из коробки скоростей на наружную панель управления выведен валик, с помощью которого переключают скорости.

От электродвигателя 1 через коробку скоростей 2 вращение пере­ дается на пишущий барабан 4.

На барабан 4 навита правая спираль Юс шагом 200 мм из бронзовой проволоки. Над барабаном расположена откидная шкальная линейка. В корпусе линейки, в изолированных подшипниках, укреплена пи­ шущая планка-леро.

Шкальная линейка имеет две шкалы: 0 —200 и 0— 1000 м. Выше ну­ левого деления шкалы в линейке шарнирно укреплено перо отметок шкал диапазонов.

На диапазоне 0—200 м барабан со спиралью делает 225 об/мин;

на диапазонах 0— 1000 и 1000—2000 м — 45 об/мин.

Бумажная лента для записи глубин сматывается с подающего ва­ лика 5, проходит между планкой-пером и пишущим барабаном 4, идет к лентопротяжным валикам 11 и затем наматывается на приемный валик 7.

Между барабаном 4 и валиками лентопротяжного механизма рас­ положен кулачковый валик 9, на котором укреплено пять кулачков. Кулачковый валик вращается через коробку скоростей так, что имеет число оборотов в 2 раза меньше, чем барабан. Каждый кулачок управляет соответствующей контактной группой. Каждая контактная группа укреплена на дисках, установленных в специальном кронштей­ не 8.

Контактные группы имеют следующее назначение: 1-я группа (свер­

контактную группу, 3-я контактная группа замыкается несколько рань­ ше момента посылки, и в случае, если тумблер «Гашение нуля» нахо­ дится в положении «Включено», указанная группа обеспечивает га­ шение нулевого сигнала. В этом случае группы 2, 4 и 5-я отключены.

При работе на диапазоне 0— 1000 м посылка осуществляется 2-й контактной группой. 3-я контактная группа работает так же, как и

377

в случае работы на диапазоне 0—200 м. 4-я контактная группа вклю­ чается в цепь пера условных отметок; эта группа включается последо­ вательно с контактами, замыкаемыми прерывателем 6. При этом перо условных отметок пишет на бумаге прерывистую линию. Контактные группы 1-я и 5-я в этом случае отключены.

При работе на диапазоне 1000—2000 м посылка обеспечивается сра­ батыванием 2-й контактной группы, 1-я контактная группа отклю­ чена, 4-я контактная группа включена непосредственно в цепь пера условных отметок; при этом перо пишет сплошную линию. 5-я кон­ тактная группа включается в цепь приема сигнала; в первые полоборота кулачкового вала 5-я контактная группа разрывает цепь записи сиг­ нала, а во вторую половину оборота кулачкового вала — замыкает эту цепь. Так как скорость вращения кулачкового вала в 2 раза меньше скорости вращения пишущего барабана, то отраженный сигнал, про­ ходящий за первый после посылки оборот барабана, не будет отме­ чаться на бумаге. Таким образом, глубина до 1000 м самописцем фиксироваться не будет. В этом случае будут записываться только глубины от 1000 до 2000 м. Поэтому к показаниям, отсчитываемым по шкале, на этом диапазоне надо прибавлять 1000 м.

Следует отметить, что в конструкциях самописцев последних лет выпусков кулачковый вал имеет не пять, а четыре кулачка. Это объя­ сняется тем, что упрощена схема подачи питания на перо условных от­ меток. 4-я контактная группа, через которую на перо условных отме­ ток подавалось питание, из схемы исключена. Назначение остальных контактных групп осталось без изменения.

Вибраторы эхолота — магнитострикционные, полосового типа, устанавливаемые в прорези днища судна. Рабочая частота вибраторов эхолота примерно 21 000 Гц.

Вибратор-излучатель имеет две параллельные обмотки по 8 вит­ ков каждая. Вибратор-приемник имеет одну обмотку в 16 витков. Ко­ личество пластин в пакете в 2 раза меньше, чем у вибратора-излуча­ теля. Соответственно размеры корпуса вибратора-излучателя боль­ ше, чем вибратора-приемника. В остальном конструктивное оформле­ ние вибраторов одинаково.

Конструкция вибраторов данного типа описана в § 73.

Посылочное реле предназначено для автоматического переключе­ ния конденсаторов, заряженных до высокого напряжения, на обмотку вибратора-излучателя. Реле — контактное, электромагнитного типа, принцип его работы описан в § 74.

Реле состоит из катушек 1 (рис. 213), подвижного контакта 3, яв­ ляющегося якорьком реле, спиральной пружины 2 и неподвижного контакта 4. Питание на реле поступает через выпрямитель. В коробке посылочного реле расположены также силовой трансформатор 5, по­ сылочные конденсаторы 7, зарядные сопротивления, высоковольтный выпрямитель 6 (собранный на двух кенотронах 2Ц2С) для зарядки по­ сылочных конденсаторов и низковольтный выпрямитель для питания обмоток электромагнитного реле (полупроводниковые диоды, или се­ леновые выпрямители, собранные по мостиковой схеме).

378