Система контроля положения погружаемого объекта морской техники
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, в частности, к системам контроля положения подвижных объектов, и может быть использована для контроля положения подвижных объектов морской техники - обитаемых и необитаемых подводных аппаратов, гидрографических буев, гибких протяженных буксируемых антенн.
Техническим результатом полезной модели является защита СКП от наводок на цепи питания и бросков напряжения питания.
Для этого в систему контроля положения погружаемого объекта морской техники для передачи данных в реальном масштабе времени в контроллер верхнего уровня (СКП), содержащую блок первичных датчиков, в который входят акселерометры, магнитометры и датчик температуры; блок датчика давления, блок съема сигналов), включающий схему питания и возбуждения магнитометров и схему формирования аналоговых сигналов; блок аналого-цифрового преобразования; блок вычислителя, включающий функциональный узел вычислителя и приемопередатчик сигналов СКП в линию связи и схему, преобразования поступающего в СКП от внешнего источника напряжения в напряжения питания блоков СКП, введен блок защиты, вход которого соединен с внешним источником постоянного напряжения, а выход со вторым входом блока вычислителя.
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, в частности, к системам контроля положения подвижных объектов, и может быть использована для контроля положения подвижных объектов морской техники - обитаемых и необитаемых подводных аппаратов, гидрографических буев, гибких протяженных буксируемых антенн.
Известны приборы контроля углового положения подвижного объекта, например, инклинометры [1], гироинклинометры, малогабаритные системы ориентации [2], инерциальные измерительные модули (ИИМ) [3].
Известна система контроля положения погружаемого объекта морской техники (СКП) для передачи данных в реальном масштабе времени в контроллер верхнего уровня, содержащая блок первичных датчиков (БПД), в который входят акселерометры, магнитометры и датчик температуры; блок датчика давления (ДД), состоящий собственно из датчика давления и буферного усилителя; блок съема сигналов (БСС), включающий схему питания и возбуждения магнитометров и схему формирования аналоговых сигналов; блок аналого-цифрового преобразования (АЦП); блок вычислителя (БВ), включающий функциональный узел вычислителя и приемопередатчик сигналов СКП в линию связи и схему, преобразования поступающего в СКП от внешнего источника напряжения в напряжения питания блоков СКП, так что электропитание всех блоков СКП осуществляется от блока вычислителя, при этом выход блока первичных датчиков соединен с первым входом блока съема сигналов, выход блока датчика давления соединен со вторым входом блока съема сигналов, первый выход блока съема сигналов соединен со входом блока первичных датчиков, обеспечивая электропитание и возбуждение магнитометров, второй выход блока съема сигналов соединен со входом блока аналого-цифрового преобразования, выход которого соединен с первым входом блока вычислителя, второй вход которого соединен с внешним источником постоянного напряжения, а выход с линией связи [4].
Известная система обеспечивает измерение углов курса (магнитный азимут), крена, дифферента объекта, а также гидростатического давления и окружающей температуры.
Известная система контроля положения наиболее близка к предлагаемой по количеству общих признаков и вследствие этого принята за прототип.
Недостатком системы-прототипа является ее недостаточная надежность, особенно при работе в составе активно-пассивной гидроакустической станции с гибкой протяженной буксируемой антенной для надводного корабля (ГАС с ГПБА для НК) [5] при размещении ее внутри входящего в состав ГАС с ГПБА для НК буксируемого носителя или непосредственно в ГПБА [6]. Недостаток известной системы-прототипа объясняется следующим:
система не сохраняет работоспособность после бросков напряжения от внешнего источника или воздействия на цепи питания наводок, в том числе и возникающих в процессе работы активно-пассивной ГАС с ГПБА для НК в режиме излучения, поскольку при воздействии наводок на цепи питания системы контроля положения происходит скачок напряжения по цепям питания, и, как следствие, стирание памяти в микропроцессоре (калибровочных коэффициентов) блока вычислителя.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение стабильности работы системы контроля положения погружаемого объекта морской техники.
Техническим результатом полезной модели является защита СКП от наводок на цепи питания и бросков напряжения питания.
Для обеспечения указанного технического результата в систему контроля положения погружаемого объекта морской техники (СКП) для передачи данных в реальном масштабе времени в контроллер верхнего уровня, содержащую блок первичных датчиков (БПД), в который входят акселерометры, магнитометры и датчик температуры; блок датчика давления (ДД), состоящий собственно из датчика давления и буферного усилителя; блок съема сигналов (БСС), включающий схему питания и возбуждения магнитометров и схему формирования аналоговых сигналов; блок аналого-цифрового преобразования (АЦП); блок вычислителя (БВ), включающий функциональный узел вычислителя и приемопередатчик сигналов СКП в линию связи и схему, преобразования поступающего в СКП от внешнего источника напряжения в напряжения питания блоков СКП, при этом выход блока первичных датчиков соединен с первым входом блока съема сигналов, выход блока датчика давления соединен со вторым входом блока съема сигналов, первый выход блока съема сигналов соединен со входом блока первичных датчиков, второй выход блока съема сигналов соединен со входом блока аналого-цифрового преобразования, выход которого соединен с первым входом блока вычислителя, выход которого соединен с линией связи, введены новые признаки, а именно: в ее состав введен блок защиты, вход которого соединен с внешним источником постоянного напряжения, а выход со вторым входом блока вычислителя,
Достижение технического результата объясняется тем, что введение блока защиты в состав системы контроля положения позволяет сохранять работоспособность системы после воздействия наводок на цепи питания.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, на которых приведена блок схема предложенного устройства.
Система состоит из блока 1 датчика давления (ДД), блока 2 первичных датчиков (БПД), блока 3 съема сигналов (БСС), блока 4 аналого-цифрового преобразования (АЦП), блока 5 вычислителя (БВ) и блока 6 защиты (Б3) (Фиг.1). Блок 3 включает схему питания и возбуждения магнитометров, входящих в состав блока первичных датчиков. Блок 5, включает функциональный узел вычислителя и приемопередатчик сигналов СКП в линию связи, а также схему, преобразования поступающего в СКП от внешнего источника напряжения в напряжения питания блоков СКП. Электропитание всех блоков СКП осуществляется от блока 5. По питанию блоки 1, 2, 3 и 4 соединены с выходом блока 5. Блок 6 защиты включен между внешним источником постоянного напряжения и входом питания блока 5.
Блоки 1, 2, 3, 4, 5 могут быть выполнены, например так, как описано в [4].
Блок защиты (Б3) 6 содержит схему блокировки питания, например, на основе микросхем MIC5205BM5; MIC4680BM5; МIС5271ВМ5 и диодов SMBJ50CA; 30BQ100; SMBJ12A, при изменении входного напряжения срабатывает схема блокировки питания. Уровень срабатывания блокировки может быть выставлен при помощи элементов подстройки. Блок защиты обеспечивает защиту системы контроля положения после воздействия наводок на цепи питания.
Предложенное устройство работает следующим образом: на вход 8-ми канального коммутатора блока АЦП 4 поступают аналоговые сигналы со всех датчиков. Блок АЦП обеспечивает преобразование принятых аналоговых сигналов в цифровую форму. Блок вычислителя 5 обеспечивает расчет курса, углов крена, дифферента, передачу этих данных и данных по измерению давления и температуры в линию связи по интерфейсу RS-485. Блок защиты 6 обеспечивает блокировку цепей питания при воздействии наводок и бросков напряжения (Фиг.1).
Таким образом, предложенное устройство обеспечивает достижение заявленного технического результата.
Источники информации:
1 Г.Н.Косов, P.M.Алимбеков, А.В.Живес. Инклинометры (основы теории и проектирования). Уфа, 1998 г.
2 В.Я Распопов, Д.М.Малютин, Ю.В,Иванов, Р.В.Алалуев. Малогабаритная система ориентации. «Датчики и системы», 
8, 2004 г.
3 А.М.Боронахин, Е.Д.Бохман, А.О.Грунский, Д.П.Лукьянов, Н.С.Филипеня. Инерциальный измерительный модуль на микромеханических чувствительных элементах. VIII КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ "НАВИГАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ", 14-16 марта 2006 г., Санкт-Петербург, Россия.
4 Патент на полезную модель РФ 52197.
5 М.Андреев, Ю.Александров, С.Козловский, С.Охрименко, И.Рубанов. Особенности разработки и проведения испытаний гидроакустических станций с гибкой протяженной буксируемой антенной. // Морской сборник. 2009, 8, с.54-56.
6 Патент на полезную модель РФ 63157.
Система контроля положения погружаемого объекта морской техники для передачи данных в реальном масштабе времени в контроллер верхнего уровня (СКП), содержащая блок первичных датчиков, в который входят акселерометры, магнитометры и датчик температуры; блок датчика давления; блок съема сигналов, включающий схему питания и возбуждения магнитометров и схему формирования аналоговых сигналов; блок аналого-цифрового преобразования; блок вычислителя, включающий функциональный узел вычислителя и приемопередатчик сигналов СКП в линию связи и схему, преобразования поступающего в СКП от внешнего источника напряжения в напряжения питания блоков СКП, при этом выход блока первичных датчиков соединен с первым входом блока съема сигналов, выход блока датчика давления соединен со вторым входом блока съема сигналов, первый выход блока съема сигналов соединен со входом блока первичных датчиков, второй выход блока съема сигналов соединен со входом блока аналого-цифрового преобразования, выход которого соединен с первым входом блока вычислителя, выход которого соединен с линией связи, отличающаяся тем, что в ее состав введен блок защиты, вход которого соединен с внешним источником постоянного напряжения, а выход - со вторым входом блока вычислителя.
