[1]Полезная модель относится к области гидроакустической техники и может быть использована в прецизионных промерных эхолотах устанавливаемых на судах.
[2]Определение глубины при проведении промерных работ эхолотом производится по общеизвестному выражению
[3]
,
[5]С - значение скорости распространения звукового сигнала;
[6]Т -время распространения звукового сигнала до дна и обратно, замеряемое эхолотом. Также известно, что в морских или океанических условиях, скорость звукового сигнала по трассе распространения изменяется и зависит от района проведения промерных работ. Аппаратура навигационных эхолотов использует стандартное значение скорости звука 1500 м/с в (1), например, [Хребтов А.А. и др. Судовые эхолоты // Л.: Судостроение. - 1982. - Т. 232].
[7]В прецизионных промерных эхолотах в (1) рекомендуется использовать среднее значение скорости звука в районе проведения промерных работ. Среднее значение определяется по вертикальному распределению скорости звука (ВРСЗ) в районе. Известны устройства определяющие среднее значение скорости звука в районе. Устройства состоят из гидроакустического измерителя ВРСЗ или расчета ВРСЗ по данным гидрологического зонда или по данным оперативной океанографии, и расчета среднего значения скорости звука по данным ВРСЗ, например, [Микушин И.И., Серавин Г.Н. Методы и средства измерения скорости звука в море. - 2012, Комляков В.А. Корабельные средства измерения скорости звука и моделирования акустических полей в океане. - 2003, Фирсов Ю.Г. Основы гидроакустики и использования гидрографических сонаров. - 2010, Пат. РФ №217273 приор. 13.12.2022, опубл. 24.03.2023 БИ №9]. Примеры таких устройств - устройство «датчика скорости звука и температуры» промерного эхолота ПЭЛ-200, устройство гидроакустического измерителя ВРСЗ (Sound velocity profiler) эхолота Echotrac Е20 [www.teledynemarine.com/odom-hydrographic/], устройство определения среднего значения скорости звука прецизионных промерных эхолотов по данным оперативной океанографии [Пат. РФ №217273...].
[8]Принципиальным недостатком указанных устройств является наличие гидроакустического измерителя ВРСЗ, гидрологического зонда, как дополнительные измерители к эхолоту, или получение данных оперативной океанологии по каналу связи, т.е. не автономность последнего устройства.
[9]Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является устройство «датчика скорости звука и температуры» промерного эхолота ПЭЛ-200.
[10]Задачей полезной модели является отказ от измерителя ВРСЗ или опускаемого устройства одноразового использования косвенного измерения ВРСЗ (определение температуры, солености (электропроводности) и давления морской воды CTD зондами, отказ от связи с данными оперативной океанографии.
[11]Техническим результатом является упрощение устройства определения среднего значения скорости звука прецизионных промерных эхолотов и снижение его стоимости.
[12]Для достижения заявленного технического результата в автономное устройство коррекции глубины прецизионных промерных эхолотов, содержащее блоки интерфейса ввода и вывода, введены новые признаки, а именно - в устройство введены блоки расчета номера района Мирового океана (МО), выборки из таблицы районов МО, таблицы районов МО, расчета коррекции глубины, выборки из таблицы коррекции глубины, таблицы коррекции глубины и алгебраического суммирования.
[13]Поставленная задача в заявляемой полезной модели решается следующим образом.
[14]В заявленном устройстве блоки интерфейса ввода, расчета номера района МО, выборки из таблицы районов МО, таблицы районов МО, расчета коррекции глубины, выборки из таблицы коррекции глубины, таблица коррекции глубины, алгебраического суммирование и интерфейса вывода, обеспечивают конструктивную обособленность устройства.
[15]Сущность полезной модели поясняется фиг.1-3, где
[16]на фиг.1 приведена обобщенная функциональная схема заявленного устройства;
[17]на фиг.2 и 3 представлены, как иллюстрации, график ВРСЗ и снимок экрана работы цифровой модели устройства для заданного промерного района.
[18]Заявленное устройство (фиг.1) содержит блок интерфейса ввода 1, вход которого соединен с источником команд прецизионного промерного эхолота, а первый выход которого соединен с входом блока расчета номера района МО 2, выход которого соединен с первым входом блока выборки из таблицы районов МО 3, первый выход которого соединен с входом блока таблицы районов МО 4, выход которого соединен со вторым входом блока выборки из таблицы районов МО 3, второй выход которого соединен с первым входом блока расчета коррекции глубины 5, выход которого соединен с первым входом блока выборки из таблицы коррекции глубины 6, первый выход которого соединен с входом блока таблицы коррекции глубины 7, выход которого соединен со вторым входом блока выборки из таблицы коррекции глубины 6, второй выход которого соединен с первым входом блока алгебраического суммирования 8, второй вход которого соединены со вторым входом блока расчета коррекции глубины 5 и вторым выходом блока интерфейса ввода 1, а выход блока алгебраического суммирования 8 соединен с входом блока интерфейса вывода 9. Связи блоков интерфейса ввода 1 и вывода 9 с прецизионным промерным эхолотом на фиг.1 не показаны.
[19]Блоки устройства могут быть реализованы на многослойной печатной плате размера не более 200×200 мм, на которой сборочными операциями (склеиванием, сочленением, пайкой) размещаются электронные компоненты (интегральные микросхемы, отдельные резисторы, конденсаторы, кварцевые резонаторы, разъемы и др.). Т.е. обеспечивается конструктивное единство и реализация устройством общего функционального назначения.
[20]Как пример, в устройстве могут быть использованы следующие основные микросхемы. Программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) 5578ТС024 со встроенным конфигурированием, обеспечивающим многократное перепрограммирование. ПЛИС имеет отладочную (технологическую) печатную плату ОП5578ТС024.01. Производство микросхем - АО «Воронежский Завод полупроводниковых приборов - сборка» [www.vzpp-s.ru]. Для конфигурирования ПЛИС устройства может использоваться микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 5578РС015 производства АО «КТЦ «ЭЛЕКТРОНИКА» [www.edc-electronics.ru].
[21]Предлагаемое автономное устройство коррекции глубины прецизионных промерных эхолотов работает следующим образом.
[22]В настоящее время при отсутствии знания ВРСЗ и соответственно среднего значения скорости звука в районе промерных работ используются книги с корректировочными таблицами. Примеры таких изданий [Таблицы поправок глубин, измеренных эхолотом. Вып.1. Раздел 1. Обнинск. - 1977, Таблицы для исправления глубин, измеренных эхолотом за отклонение действительной вертикальной скорости звука от расчетной. Главное управление навигации и океанографии МО СССР. - 1983]. Международной Гидрографической организацией также приняты таблицы [www.bodc.uk.gov]. Таблицы применимы для прецизионных промерных эхолотов при установке стандартного значения скорости звука 1500 м/с.
[23]При подаче электропитания, осуществляется, как пример, конфигурирование ПЛИС 5578ТС024 от ПЗУ 5578РС015. Блок интерфейса ввода ожидает сообщение от источника команд прецизионного промерного эхолота по протоколу, например, универсального асинхронного приемопередатчика (УАПП), данных широты, долготы промерного района и глубины от эхолота. При получении сообщения от блока интерфейса ввода, блоки расчета номера района МО, выборки из таблицы районов МО, таблицы районов МО определяют номер района. Например, таблица районов МО Международной Гидрографической организации имеет объем 98048 бит.По номеру района блоки расчета коррекции глубины, выборки из таблицы коррекции глубины, таблицы коррекции глубины определяют поправку глубины. Например, таблица коррекции глубины Международной Гидрографической организации имеет объем 93008 бит, но ПЛИС 5578ТС024 имеет объем встроенной памяти 368640 бит.Блок алгебраического суммирования осуществляет суммирование поправки глубины с глубиной от эхолота, а интерфейс вывода передает скорректированное значение глубины, например, по протоколу УАПП, прецизионному промерному эхолоту.
[24]На фиг.2 и 3 представлены, как иллюстрации, график ВРСЗ и снимок экрана работы цифровой модели устройства для заданного района - Черное море, 44.2° с. ш. и 36.3° в.д. Из графика ВРСЗ следует, что среднее значение скорости звука по вертикали меньше стандартного значения скорости 1500 м/с. Скорректированное значение глубины 1431 м меньше глубины от эхолота 1450 м.
[25]Введенное в заявленное устройство использование табличных данных позволяет без использования гидроакустического измерителя ВРСЗ, или гидрологического зонда, как дополнительных измерителей к эхолоту, или использования данных оперативной океанологии по каналу связи, т.е. не автономность, существенно удешевило устройство и упростило его использование.
[26]Это позволяет считать, что технический результат достигнут.
