Едеральное агентство морского и речного транспорта.

инистерство транспорта Российской Федерации.

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Государственный Университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова

Кафедра «ТСС»

Лабораторная работа №

Выполнил: студент 6 курса з.ф.

Мартынова А.А.

№ зачётной книжки 1056246

Проверил:

Дата________________

Подпись________________

Санкт – Петербург

2015год

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭХОЛОТЕ

Навигационный эхолот НЭЛ-20 КМ, являясь адаптивной системой, обеспечивающей измерение, регистрацию и хранение информации об из­меренных глубинах, имеет световую и звуковую сигнализацию о выходе судна на заданную глубину. Особенностью эхолота является отсутствие традиционного электромеханического самописца, функции которого вы­полняют электронные блоки. Измеряемая глубина отображается на графи­ческом дисплее в виде эхограммы за истекшие 10 мин плавания, а также в цифровой форме на табло репитеров.

Эхолот обеспечивает выдачу данных внешним потребителям согласно стандарту RS-232 С или RS-422 (NMEA-0183).

Питание эхолота осуществляется от однофазной сети переменного тока 220 В, 50 Гц. Включение эхолота производится одной манипуляцией - на­жатием кнопки на лицевой панели прибора. Работа эхолота контролируется системой встроенных элементов.

Предельные инструментальные погрешности не превышают следую­щих величин:

- при глубинах до 20 м - 0,1 м;

- при глубинах от 20 до 100 м - 0,5 м;

- при глубинах свыше 100 м - 0,5% от измеряемой глубины. Эхолот имеет два канала измерений:

- высокочастотный (400 кГц) - для глубин до 40 м;

- низкочастотный (100 кГц) - для глубин до 400 м.

При благоприятных гидрологических условиях эхолот может измерять глубины до 800 м.

В комплект эхолота НЭЛ-20 КМ входят следующие приборы (рис. 1):

- гидроакустическая антенна (ГА) с клинкетом;

- приемопередающее устройство (ППУ);

- прибор управления и индикации (ПУИ) со встроенным приемником спутниковой системы GPS;

- антенна GPS;

- два репитера (Р) цифровой индикации глубины.

Разработан и выпускается навигационный эхолот НЭЛ-20 КМ Научно-производственным концерном «Промэлектроника» (С.-Петербург).

Следует отметить, что упрощенный вариант комплектации выпускается без элементов GPS.

Работа эхолота основана на измерении промежутка времени t от мо­мента излучения ультразвукового импульса до момента его приема после отражения от грунта. Глубина h определяется по формуле

h = 0,5 ct, где с - скорость звука в воде.

2. КОНСТРУКЦИЯ ЭХОЛОТА

2.1. Гидроакустическая антенна (ГА)

Служит для преобразования электрических колебаний в акустические и наоборот. В корпусе антенны расположены два пьезоблока - низкочастот­ный и высокочастотный. Диаметр ГА - 70 мм. Антенна устанавливается в клинкете, который обеспечивает возможность ее замены без докования судна. С помощью кабеля длиной 5 м антенна соединяется с приемопере­дающим устройством.

2.2. Приемопередающее устройство (ППУ)

Предназначено для формирования зондирующих импульсов, усиления принятых антенной эхо-сигналов и выработки информации об измеренной глубине. Конструктивно ППУ выполнено в виде прибора (рис. 2), в кото­ром имеются: соединительные колодки 1, силовой трансформатор 2, плата выпрямителей 3, модуль приемопередающего тракта низкой частоты 18, модуль приемопередающего тракта высокой частоты 19.

На модуле 16 установлены светодиодные индикаторы, предназначен­ные для сигнализации:

- индикатор 4 «ИСПР.АВТ» - о нормальном функционировании ППУ в режиме «АВТОМАТ»;

- индикаторы 5 «СТАРТ НЧ» и 6 «СТАРТ ВЧ» - о наличии импульсов запуска передатчиков НЧ- и ВЧ-трактов;

- индикаторы 12, 13, 14, 15 - о наличии напряжения на передатчике (U_пер), а также напряжений для питания микросхем (-15 В, +15 В, +5 В).

Для проведения измерений при испытаниях эхолота предусмотрены контрольные гнезда:

- гнездо 7 «СТОП» - сигнал остановки счетчика глубины ПУИ;

- гнездо 8 - напряжение -15 В;

- гнездо 9 - напряжение +15 В;

- гнездо 10-напряжение +5 В;

- гнездо 11 «ОВ» - нулевой провод модуля стабилизации и управления;

- гнездо 20 «ВЫХОД ДЕТЕКТОРА» - сигналы на выходах детекторов ВЧ- и НЧ-трактов;

- гнезда 21 «ВЫХОД ПРИЕМНИКА» - сигналы на выходах приемни­ков ВЧ- и НЧ-трактов;

- гнезда 22 «ВАРУ» - сигналы управления ВАРУ ВЧ- и НЧ-трактов;

- гнезда 23 «ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР» - сигналы с выходов задаю­щих генераторов ВЧ- и НЧ-трактов;

- гнезда 24 «ОБЩИЙ (НУЛЕВОЙ) ПРОВОД»;

- гнезда 25 «ВЫХОД ПЕРЕДАТЧИКА» - сигналы с выходов передат­чиков ВЧ- и НЧ-трактов.

2.3. Прибор управления и индикации (ПУИ)

Прибор управления и индикации, предназначенный для питания эхоло­та, управления режимами его работы, индикации и регистрации измерен­ных глубин и времени, обеспечивает выдачу звукового и светового сигна­лов о выходе судна на заданную глубину, осуществляет автоматический контроль и диагностику узлов эхолота, производит индикацию и регистра­цию данных с приемника GPS.

Прибор управления и индикации - это цифровая многопроцессорная система, в состав которой входят восемь модулей, один из которых пло­ский электролюминесцентный дисплей фирмы PLANAR. Отображаемая на нем информация одновременно заносится в энергонезависимую память первого (основного) модуля. Второй модуль памяти является резервным, обеспечивающим хранение записанной информации. Модули ПУИ:

1 - модуль М1.ЦК01 - обеспечивает управление прибором ППУ и ре­питерами;

2 - модуль М1.ЦК02 - обеспечивает управление режимами работы прибора;

3 - модуль Ml .ЦКОЗ - обеспечивает управление встроенным дисплеем;

4 и 5 - модули памяти Ml .ОЗУ02 (две штуки) - обеспечивают хранение оперативной информации, необходимой для работы модуля М1.ЦК02, а также регистрацию измеренных параметров (время, глубина);

6 - модуль Ml.ВСНО1 - обеспечивает стабилизированным питанием все модули прибора;

7 - модуль М1.МА01- обеспечивает электрическое соединение всех узлов прибора;

8 - модуль дисплея Е1.640-СЗ FRA - плоский электролюминесцентный дисплей фирмы PLANAR.

Лицевая панель ПУИ представлена на рис. 3. На дисплей ПУИ выво­дится следующая информация:

- измеряемая глубина 12 с дискретностью 0,1 м;

- судовое время Т_с- 11;

- коэффициент усиления («Усил. 15») в условных единицах от 1 до 15;

- заданная глубина (Hзад) 14 от 1 до 99 м с дискретностью 1 м;

- заглубление антенны Δh- 13 (до 20 м);

- режим работы 18 - высокая частота (ВЧ), низкая частота (НЧ), авто­матический (АВТ);

- скорость звука с - 19, с дискретностью 1 м/с в пределах от 1420 до 1560 м/с.

В нижней части прибора ПУИ расположены органы управления и кон­троля. Кнопка 24 (с фиксацией) обеспечивает подачу электропитания. Кнопки 1-5 служат для управления режимами работы прибора.

При нажатии кнопки 24 загорается светодиод 25 «ПИТ» и засвечивает­ся экран ПУИ.

При последовательном нажатии на кнопку 2 «Р+» устанавливаются следующие режимы управления и индикации:

«ТЕСТ» - режим проверки и индикация работоспособности приборов и узлов эхолота. Вместо надписи 12 «ГЛУБИНА» высвечивается надпись «ТЕСТ»;

«Тс» - судовое время (часы, минуты, секунды);

«РЕЖ» (АВТ, НЧ, ВЧ) - режим работы приемопередающего устройст­ва;

«с» - режим установки скорости звука;

«Усил» - режим установки условного коэффициента усиления ППУ;

«Δh> - режим ввода загрубления антенны;

«Hзад» - режим установки заданной глубины. Линия заданной глубины отображается на экране пунктирной линией 21;

«СТР» - режим установки номера страницы 20;

«МАРКЕР» — позиция 10 — режим управления маркером 23, позволяю­щий просматривать показания эхолота по глубине 9 с отметкой времени 8. Положение маркера устанавливается нажатием кнопки 1 или 5.

Требуемый режим можно установить последовательным нажатием кнопки 2 «Р+» или кнопки 4 «Р-».

В каждом режиме конкретные значения параметров задаются кнопками 1 или 5. Кнопка 3 «О» обеспечивает фиксацию состояния эхолота и автома­тический переход прибора в рабочий режим, и кроме того, ею производит­ся отключение звуковой сигнализации.

В рабочем режиме нажатием кнопок 1 и 5 производится изменение масштаба отображения глубин 6 (0 - 20 м, 0 - 200 м, 0 - 400 м, 0 - 800 м).

На рис. 4 представлен прибор управления и индикации (вид сзади). Здесь показаны: штепсельные разъемы - для подключения кабеля от судо­вой сети 220 В, 50 Гц - 3; для подключения репитеров - 4 и 5; для подсое­динения ППУ - 6; для подключения антенны GPS - 8; для связи с внешни­ми потребителями по стандарту RS-232 - 9. На рис. 4 также показано рас­положение модулей памяти - рабочее ОЗУ - 7 и резервное ОЗУ - 10, а так­же предохранитель 2 и гнездо заземления 1.

епитер

На рис. 5 представлен репитер, предназначенный для индикации изме­ренной глубины - в метрах на четырехзначном табло, с запятой после третьего знака.

Репитер начинает работать автоматически при включении эхолота. Максимальная длина линии связи 100 м.

3. ПОДГОТОВКА ЭХОЛОТА К РАБОТЕ

Перед включением эхолота необходимо произвести его осмотр, прове­рить наличие всех кабельных соединений между приборами эхолота и су­довыми системами, установить литиевые батареи в модули памяти 7 и 10, расположенные на задней панели ПУИ (см. рис. 4). О разряде батарей сиг­нализирует отсутствие показаний времени (установленного ранее) при включении эхолота.

Последовательность операций при включении эхолота:

подать электропитание от судовой сети (220 В, 50 Гц). На лицевой панели (рис. 3) загорается индикатор 26 «Борт. сеть»; нажать кнопку 24. На экране прибора должно появиться изобра­жение в соответствии с рис. 3.

при первом включении эхолота установить судовое время Т_с (по­зиция 11 на рис. 3). Для этого надо кнопками 2 или 4 установить режим Т_с, при котором подсвечиваются секунды. По сигналу точ­ного времени кнопкой 5 «<-» установить показания секунд на «0». После этого задать режим подсвечивания минут, затем часов, и кнопками 5 или 1 установить точное время;

Последовательным нажатием на кнопку 2 «Р+» проверить уста­новку всех режимов управления и индикации эхолота.

4. ИЗМЕРЕНИЕ ГЛУБИНЫ

При включении эхолота кнопкой 24 (см. рис. 3) в нем автоматически устанавливаются: значения заданной глубины Hзад = 5 м (позиция 14); ско­рость звука в воде с = 1500 м/с (позиция 19); заглубление антенны Δh = = 0 м (позиция 13); Усиление - «Усил. 15» (позиция 15); страница -«СТР 000» (позиция 20).

При загорании надписи «Ц > 1» (позиция 16) необходимо уменьшить численное значение «Усил.» и добиться показаний минимального значения отсчета глубины (позиция 12) под килем судна. При этом транспарант «Ц > 1» должен погаснуть. Это означает, что при минимальном усилении исчезли многократные отражения эхо-сигнала, и эхолот показывает дейст­вительную глубину. Если необходимо изменить значение заданной глуби­ны Hзад, то с помощью кнопок 2 или 4 нужно выбрать режим «Hзад», а затем кнопкой 1 или 5 установить необходимое значение заданной глубины в пределах от 0 до 99 м.

При выходе судна на заданную глубину на табло 17 высвечивается надпись «Опасно» и раздается звуковой сигнал. Для отключения звукового сигнала нужно дважды нажать кнопку 3 «0».

Для установки заглубления антенны необходимо выбрать режим «Δh» (позиция 13, рис. 3) с помощью кнопок 2 «Р+» или 4 «Р-», а затем кнопкой 5 «<—» или 1 «->» установить нужное значение Δh (в пределах до 20 м).

Для изменения значения скорости звука необходимо кнопками «Р+» или «Р-» выбрать режим «с» и с помощью кнопок «<—» (или «—>») выста­вить нужное значение с в пределах 1420 - 1550 м/с.

В эхолоте происходит автоматическое переключение диапазонов в за­висимости от измеряемой глубины. В некоторых случаях можно переклю­чать эхолот на другой диапазон вручную, выбрав с помощью кнопок «Р+» или «Р-» соответствующий режим ВЧ, НЧ или АВТ, который высветится на табло 18.

При включении эхолота поиск эхо-сигнала осуществляется на диапазо­не малых глубин 0 - 40 м (режим «АВТ», ВЧ-канал). Если сигнал не обна­ружен, происходит автоматическое переключение на НЧ-канал, и поиск ведется в диапазоне до 400 м. Если и в этом случае сигнал отсутствует (глубина более 400 м), то эхолот снова переходит на ВЧ-канал. Следует отметить, что при благоприятных гидрологических условиях эхолот может измерять глубины более 400 м. В таких случаях следует перевести эхолот на НЧ-канал вручную.

В эхолоте предусмотрена возможность просмотра ранее записанной информации. Память модуля разбита на 75 страниц, по 8 мин каждая.

Для анализа текущего профиля (СТР 000) на дисплее ПУИ с помощью маркера 23 (см. рис. 3) необходимо.кнопками «Р+» или «Р—» выбрать ре­жим «МАРКЕР» (на табло 10 рис. 3) и нажимая кнопки 5 «<-» или 1 «->», подвести маркер к интересующей точке профиля 22. При этом в поле «МАРКЕР» на дисплее отобразится глубина Н и время Т (позиции 9 и 8 на рис. 3). Эти величины будут соответствовать выбранной точке профиля.

При необходимости просмотра других страниц нужно с помощью кно­пок «Р+» или «Р-» выбрать режим «СТР», а затем кнопками 5 («<-») или 1 («->») найти нужную страницу. Чтобы вернуться на нулевую страницу те­кущего профиля (СТР 000), следует нажать кнопку 3 «0» или кнопку 4 «Р-».

Для просмотра маркером найденной ненулевой страницы при работе в режиме «СТР» надо нажать кнопку «Р+». В этом случае подсветится над­пись «МАРКЕР» (позиция 10 рис. 3). С помощью кнопок 5 («<-») или 1 («->») можно проанализировать интересующий нас профиль. Чтобы вер­нуться на нулевую страницу, следует дважды нажать кнопку «Р-» или один раз кнопку 3 «0».

Хранение записанных в памяти эхолота измеренных глубин и соответ­ствующих моментов времени производится за последние 15 ч работы эхо­лота и в дальнейшем устаревающая информация заменяется новой. При необходимости сохранить данные, например, после навигационного про­исшествия, следует рабочий (верхний) модуль памяти поставить на место нижнего (резервного), т.е. поменять их местами.

Яркость изображения на экране можно регулировать ручкой 27 (см. рис. 3), находящейся на лицевой панели прибора.

5. КОНТРОЛЬ ЗА РАБОТОЙ ЭХОЛОТА

В эхолоте предусмотрена система встроенного контроля, позволяющая быстро отыскивать неисправности и устранять их путем замены вышедших из строя модулей.

Система встроенного контроля работает в двух режимах. В основном режиме «ГЛУБИНА» производится автоматический контроль исправности модулей ПУИ. В случае исправности эхолота в левом нижнем углу лицевой панели (см. рис. 3) светится табло 7 «ЭХОЛОТ ИСПРАВЕН», а при выходе из строя какого-либо модуля здесь появляется надпись, указывающая на конкретный модуль, например, «ЦК01 НЕИСПРАВЕН», который необхо­димо заменить на исправный из состава ЗИП.

Проверка приемопередающего устройства требует прекращения про­цесса измерения глубин и перевода эхолота в режим «ТЕСТ», что осущест­вляется нажатием кнопок «Р+» или «Р-». В этом случае на табло 12 (см. рис. 3) вместо надписи «ГЛУБИНА» загорается слово «ТЕСТ». Если ППУ исправен, то в левом нижнем углу лицевой панели (см. рис. 3) горит над­пись «ЭХОЛОТ ИСПРАВЕН», а транспарант «ТЕСТ» мерцает с частотой посылки импульсов ВЧ-канала (частота выше) или НЧ-канала (частота ни­же) - в зависимости от того, какой канал включен. На цифровом табло (ниже надписи «ТЕСТ») отображается тестовый отсчет глубины 4 - 8 м (ВЧ-канал ) или 40 - 80 м (НЧ-канал).

Переключение ВЧ- и НЧ-каналов в режиме «ТЕСТ» выполняется нажа­тием кнопок «<-» или «->».

О неисправностях эхолота свидетельствуют:

- надпись «ППУ НЕИСПРАВЕН»;

- выход цифровых отсчетов глубины в режиме «ТЕСТ» за пределы 4 -8 м (ВЧ-канал) или 40 - 80 м (НЧ-канал);

- отсутствие мерцания транспаранта «ТЕСТ».

В этом случае необходимо восстановление блоков в специализирован­ных базовых мастерских.

Следует обратить внимание на возможные неисправности эхолота, ко­торые могут быть устранены в судовых условиях:

1. На передней панели (см. рис. 3) не светится индикатор 26
«БОРТ. СЕТЬ». Вероятная причина - отсутствие бортового питания. Необ­
ходимо проверить цепи подачи судового тока.

2. Прибор не включается, но индикатор «БОРТ. СЕТЬ» светится. Ско­рее всего, перегорел предохранитель 2 (см. рис. 4) или неисправна кнопка 24 (см. рис. 3).

3. Светится надпись 7 «ЭХОЛОТ ИСПРАВЕН» (см. рис. 3), а на табло глубины 12 во всех разрядах высвечены нули. При этом эхолот работает в режиме «АВТ». Возможная причина - глубина под килем судна менее 0,3 м

или более 400 м. В данном случае необходимо вручную переключить эхо­лот в режим ВЧ (НЧ), если отсчет глубины не появится - установить режим «ТЕСТ» и проверить ППУ.

4. Эхолот не работает. Индикатор не светится. Одной из причин такой ситуации может быть плохой контакт в разъемах, а другой, более серьез­ной - неисправность модуля приемопередающего устройства ВСН01, кото­рый является источником питания всех модулей эхолота. Требуется заме­нить этот модуль.

5. Прибор не работает. В левом нижнем углу лицевой панели (см. рис. 3) горит надпись «ППУ НЕИСПРАВЕН». Причина - обрыв кабеля ППУ - ПУИ. Необходимо проверить кабель и ППУ.

6. Репитеры не работают. ПУИ исправен. Нет связи с репитерами. Про­верить кабели.