С движущимся пером

Регистрации гидроакустических сигналов

Принципы построения устройств

Общие сведения

Информация, получаемая с помощью гидроакустической аппаратуры, должна отображаться в достаточно наглядном и удобном виде. Устройства отображения гидроакустической информации подразделяются на два основных типа:

a) индикаторные устройства;

b) регистрирующие устройства.

К индикаторным устройствам относятся устройства, позволяющие обнаруживать эхосигнал во время его существования или наблюдать его лишь в течение короткого промежутка времени, например, за счет послесвечения электронно-лучевой трубки.

Регистрирующие устройства предназначены для последовательной записи эхосигналов и длительного сохранения эхограмм.

Основным типом регистрирующих устройств, применяемых в рыбопоисковой аппаратуре, являются самопишущие регистраторы, или самописцы. Самописцы имеют следующие преимущества перед другими средствами воспроизведения информации:

a) способность накопления и длительного хранения информации;

b) наглядность получаемых данных;

c) простота конструкции;

d) высокие эксплуатационные характеристики;

e) возможность автоматического получения большого количества данных без дополнительной обработки;

Типы регистрационных бумаг

Для отображения информации в самописцах рыбопоисковых станций применяются два вида регистрационной бумаги:

a) электрохимическая бумага (ЭХБ);

b) электротермическая бумага (ЭТБ).

Электрохимическая бумага

Электрохимическая бумага используется во влажном состоянии. Бумага пропитана раствором иодистого калия и крахмала. Прохождение тока через бумагу вызывает разложение электролита. При разложении электролита выделяется иод, который, взаимодействуя с крахмалом, окрашивает бумагу в темнофиолетовый цвет. Электрохимическая бумага имеет довольно высокую чувствительность (порог чувствительности ЭХБ составляет 1 – 2 вольта).

Однако, электрохимическая бумага имеет существенные недостатки:

a) необходимость постоянного поддержания бумаги во влажном состоянии;

b) расплывание отметок на бумаге;

c) постепенное снижение контрастности записи (вплоть до полного исчезновения), особенно при хранении в контакте со светом и воздухом;

Электротермическая бумага

При электротермическом методе записи применяется сухая трехслойная бумага. Нижний слой металлизирован порошком алюминия, обеспечивающего электрический контакт бумаги с корпусом самописца. Средний слой представляет собой бумажную массу, пропитанную угольным порошком. Сверху наносится смесь бумаги, серы и цинка.

Прохождение тока через бумагу вызывает выгорание верхнего слоя, в результате чего обнажается черная угольная основа среднего слоя.

Чувствительность электротермической бумаги значительно ниже, чем электрохимической. Минимальное напряжение записи составляет 40 – 70 вольт.

Основными достоинствами ЭТБ являются:

– обеспечение сохранности записи независимо от времени хранения эхограмм;

– незначительное расплывание отметок;

– отсутствие специальных требований к хранению запаса бумаги.

К недостаткам ЭТБ относятся:

– выделение проводящей угольной пыли при работе самописца;

– необходимость подачи высокого уровня сигнала (до 200 – 250 вольт).

Для предотвращения загрязнения регистрирующего устройства угольной пылью в современных гидроакустических станциях применяются отсасывающие устройства.

Самописцы с линейной механической разверткой

В настоящее время наибольшее распространение в рыбопоисковой аппаратуре получили самописцы с линейной механической разверткой. Самописец состоит из двух основных узлов:

a) механизм записи;

b) лентопротяжное устройство.

Основным рабочим узлом механизма записи является бесконечный ремень. На бесконечном ремне закреплено одно или несколько перьев, каждое из которых имеет в своем составе пишущий и токосъемный электроды. Бесконечный ремень вращается на двух шкивах со скоростью, соответствующей требуемому диапазону развертки. Токосъемный электрод скользит по токосъемной шине, а пишущий электрод соприкасается с бумагой. Запись, как правило, производится на электротермической бумаге.

Механизм записи приводится в действие исполнительным электродвигателем. Чтобы обеспечить необходимую точность определения дистанции, в самописце должно быть предусмотрено устройство стабилизации скорости вращения электродвигателя.

В гидроакустических станциях старых разработок применялись электродвигатели постоянного тока с автоматическими центробежными регуляторами оборотов (АЦР), в которых скорость вращения стабилизировалась механическим или электрическим способом. Однако, АЦР имели низкую надежность и недостаточную эффективность работы.

В станциях более поздних разработок ("Прибой-101", "Сарган"), стали применять синхронные электродвигатели переменного тока, для питания которых предусматриваются специальные электронные генераторы, обеспечивающие высокую стабильность частоты.

Изменение диапазонов записи чаще всего осуществляется с помощью механических редукторов со ступенчатым изменением передаточного отношения. В некоторых станциях, например, "Сарган", для привода бесконечного ремня используются многоскоростные электродвигатели. В этих случаях конструкция редуктора значительно упрощается.

Запуск импульсного генератора осуществляется с помощью специальных контактов, которые периодически замыкаются при вращении бесконечного ремня. Для этой цели к ремню прикрепляется кулачки, магниты или другие детали, вызывающие замыкание контактов. Иногда замыкание контактов осуществляется непосредственно перьями самописца ("Прибой-101", "Сарган"). В этом случае необходимо устройство, задерживающее запуск импульсного генератора на время движения пера от момента замыкания контактов до момента прихода пера к нулевой отметке шкалы самописца. Для получения укрупненного масштаба записи эхосигналов используются устройства, обеспечивающие упреждения посылки по отношению к началу записи.

Лентопротяжное устройство, как правило, приводится в действие тем же электродвигателем, что и механизм записи, через дополнительный редуктор. В некоторых самописцах для протяжки бумаги предусматривается отдельный электродвигатель.

Запись меток времени осуществляется с помощью специально предусмотренных контактов или микропереключателей. Их замыкание производится кулачками, приводимыми в действие от лентопротяжного устройства через понижающий редуктор.