Судовые эхолоты. Принцип измерения глубин. Источники погрешностей и учет их в судовождении. Эксплуатационные проверки.
Принцип работы современных эхолотов основан на измерении времени прохождения в воде импульса ультразвуковых колебаний от судна до дна моря и обратно.
Гидроакустические антенны эхолотов подразделяются на пьезоэлектрические и магнитострикционные. Пьезоэлектрические антенны имеют КПД до 0,6—0,7 и позволяют преобразовывать колебания частотой до сотен килогерц. Магнитострикционные антенны имеют КПД порядка 0,3—0,5 и удовлетворительно работают на частотах до 30—40 кГц.
Рабочая частота эхолота, длительность импульсов и их скважность выбираются с учетом измеряемой глубины, затухания акустических колебаний в воде, акустических шумов, создаваемых судном, диаграммы направленности вибраторов и их размеров. В эхолотах последних разработок используется импульсный способ возбуждения, обеспечивающий большую точность измерения малых глубин.
В целях безопасности мореплавания последние навигационные эхолоты включают устройство, сигнализирующее о выходе судна на заданную глубину.
Эхолот НЭЛ-М2 устанавливают на крупнотоннажных судах; эхолот НЭЛ-М3Б — на судах всех классов, включая быстроходные катера, взрывоопасные суда и ледоколы. Он рассматривается в настоящее время как основной эхолот для судов Минморфлота.
Эхолот НЭЛ-М2 в отличие от эхолота НЭЛ-М3Б и всех предшествующих навигационных эхолотов является двухчастотным, т. е. имеет две рабочие частоты — 12 кГц и 169 кГц. Частота 169 кГц используется для измерения глубин до 400 м, частота 12 кГц — для измерения глубин от 400 до 3000 м. Переход с одной частоты на другую происходит автоматически с переключением диапазонов измерения.
Самописец, цифровой указатель и прибор сигнализации о выходе судна на заданную глубину могут подключаться в эхолотах НЭЛ-М2 и НЭЛ-МЗБ в, любом сочетании.
На частоте 169 кГц к эхолоту может быть подключено до четырех гидроакустических антенн: одна — в носу, вторая — в корме и остальные две — по бортам в средней части судна. Использование четырех антенн позволяет более полно контролировать малые глубины под днищем крупнотоннажных судов. Антенна, с которой поступает сигнал, выбирается в этом случае по желанию штурмана и подключается им вручную.
Погрешности эхолотов. Они возникают при отклонении действительной скорости распространения звука от расчетной. Скорость распространения звука в морской воде зависит от температуры, солености и гидростатического давления. При повышении температуры на1° скорость уменьшается на 4 м/с, при увеличении солености на 1% возрастает на 1 м/с, при увеличении глубины на 10 м повышается на 0,2 м/с. Значение поправки к измеренной глубине DH за счет отклонения действительной скорости звука oт расчетной
,
где со— расчетная скорость звука;
с—фактическая скорость звука. Поправка DH положительна, если с>со, и отрицательна, если с
Влияние структуры грунта. Наиболее четкая индикация получается при твердом грунте (каменная плита, плотный песок и т. п.). Однако в отдельных случаях при малых глубинах индикация от каменной плиты может пропадать ввиду зеркального отражения эхо-импульса и непопадания его на вибратор-приемник.
При илистом грунте индикации от верхней границы ила может не быть, а появится индикация от подстилающего твердого грунта. Может появиться и двойная индикация: от верхней границы ила и от подстилающего грунта. Двойная индикация хорошо просматривается на самописце.
Рекомендации по эксплуатации. При неизвестной глубине под килем измерения следует начинать с большего диапазона глубин. При измерении малых глубин (менее 10—15 м) необходимо включать гашение нулевой помехи и учитывать поправку на базу.
Дата добавления: 2015-02-05 ; просмотров: 5270 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Эхолот — Погрешности эхолота
Содержание
Погрешности эхолота
Эхолотам свойственны методические и инструментальные погрешности. Методические погрешности зависят от внешних факторов или возникают непосредственно при работе прибора. Инструментальные погрешности являются следствием конструктивных недостатков и неточной установки или регулировки прибора.
К методическим погрешностям относятся:
-отклонение фактической скорости звука от расчетной;
-погрешность эхолота вызванная наклоном морского дна.
К инструментальным погрешностям относятся:
-наличие базы между вибраторами;
-нестабильность частоты вращения электродвигателя;
-неточная установка нуля шкалы прибора.
Погрешность, обусловленная отклонением фактической скорости звука в воде от расчетной . Скорость распространения акустических колебаний в морской воде является функцией ее солености S , температуры t и гидростатического давления pc . При расчете эхолотов скорость распространения звука в воде принимается постоянной и равной 1500м/с. в различных районах плавания скорость распространения звука неодинакова и колеблется от 1420 до 1548 м/с. отклонение фактической скорости распространения звука с от расчетной с0 для эхолота вносит в измеряемую глубину погрешность δ hc . в этом случае измеряемую глубину необходимо исправить поправкой
Поправка может быть автоматически учтена регулировкой частоты вращения электродвигателя времени в соответствии со скоростью звука в воде, либо ручным вводом скорости распространения звука в воде в прибор управления ЦУГ.
Погрешность измеряемых глубин, вызванная наклоном морского дна. Современные эхолоты работают в ультразвуковом диапазоне частот и, следовательно, имеют определенную направленность излучения. Погрешность дна пропорциональна измеряемой глубине, даже для небольших глубин (50-100м) может достигать 5м и более. Поправка за наклон дна равна
Уменьшить величину погрешности можно уменьшением величины угла направленности вибратора.
Погрешность базы между вибраторами. Если в эхолоте используется два вибратора, то при наличии базы L между вибраторами фактическая измеряемая глубина равна
Неучет при расчете эхолота базы между вибраторами приводит к появлению погрешности в измеряемой глубине. Разность между фактической глубиной h и измеряемой h 0 эхолотом называется поправкой за базу
Поправка всегда отрицательна и должна вычитаться из показаний эхолота, так как эхолот будет всегда показывать глубину больше фактической. Величина погрешность базы между вибраторами убывает с увеличением измеряемой глубины и с уменьшением базы. Погрешность базы имеет заметную величину при глубинах меньше 5-6м.
Погрешность вследствие отклонения частоты вращения электродвигателя от расчетной. При расчете регистрирующих устройств эхолота принимается, что время оборота диска указателя или пера самописца соответствует времени измерения максимальной глубины. Следовательно, при данной скорости распространения звука в воде с диск указателя или перо самописца должны делать строго определенное число оборотов. Если фактическая частота вращения n диска или пера будет больше расчетной n 0, то диск или перо повернется на больший угол, а следовательно, эхолот покажет большую глубину, если n n 0, то индикаторы укажут меньшую глубину. Исключение этой погрешности из измеряемых глубин достигается регулировкой числа оборотов электродвигателя с помощью автоматического центробежного регулятора (АЦР). Если погрешность невозможно устранить регулировкой прибора, то вводят поправку за отклонение фактической скорости вращения двигателя от расчетной:
Погрешность, обусловленная неточной установкой нуля шкалы прибора. При несовпадении нулевой отметки с нулевым делением шкалы прибора в измеряемые глубины вносится систематическая погрешность, величина которой равна отстоянию нулевой отметки от нулевого деления шкалы прибора. По величине и знаку она постоянна. Ее можно исключить из измеряемых глубин введением поправки или регулировкой прибора. Положение нулевой отметки на шкале глубин регулируется поворотом кулачка или контактной группы формирователя запуска.
Влияние качки корабля на точность измерения глубин. При сильной качке корабля эхолот работает неустойчиво, точность показаний снижается и измеряемые эхолотом глубины отличаются от истинных. Это объясняется тем, что при качке акустическая энергия излучения распространяется не перпендикулярно к дну, а под углом, зависящим от угла качки. Кроме того, во время качки в верхнем слое воды образуется большое количество воздушных пузырьков. Влияние качки на работу эхолота можно уменьшить выбором места установки вибратора. Для исключения погрешности на качке отсчет глубин необходимо брать в момент, когда крен и дифферент корабля минимальны. Отклонения в показаниях эхолота в этом случае будут наименьшими.
Технические характеристики навигационных эхолотов
Тест оценки компетентности для ПДНВ-дипломирования (стр. 7 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 |
2. Координаты своего судна
03.2.034 Укажите ситуации, в которых ЭКНИС должна включить аварийно-предупредительную сигнализацию 1. Отклонение от заданного маршрута превышает допустимый предел
2. В пределах установленного вахтенным времени, судно может пересечь безопасную изобату
3. Система определения местоположения и системная электронная навигационная карта используют разные системы геодезических координат
03.3.001 Введите номер (цифрой), которым на судовой РЛС обозначена регулировка усиления 1
03.3.002 Введите номер (цифрой), которым на судовой РЛС может быть обозначена регулировка подстройки частоты 2
03.3.003 Введите номер (цифрой), которым на судовой РЛС может быть обозначен выбор ориентации по северу 3
03.3.004 Введите номер (цифрой), которым на судовой РЛС может быть обозначен выбор ориентации по курсу 4
03.4.001 ЭКНИС. Укажите, какое из определений максимально соответствует стандартам МГО 1. Спецификация содержания карт и аспектов отображения ЭКНИС, предназначена для повышения безопасности использования, в том числе содержащая стандарты для символьной информации
2. Описывает стандарт, который должен быть использован для обмена цифровой гидрографической информацией между национальными гидрографическими офисами и для ее передачи производителям, мореплавателям и другим пользователям
3. Описывает рекомендованные стандарты защиты информации
4. Предоставляет современные стандарты гидрографических картографических данных, которые могут поддержать широкий спектр цифровых источников гидрографических данных. Будущий стандарт для морских электронных карт
03.4.002 ЭКНИС. Укажите навигационные цели (диапазон использования) каждой из нижеприведенных карт 1. Генеральные
2. Подходы к берегам
03.4.003 Укажите, какие из данных утверждений относятся к векторным, а какие к растровым картам 1. Векторная карта
2. Растровая карта
3. Растровая карта
4. Растровая карта
5. Растровая карта
6. Векторная карта
7. Векторная карта
8. Векторная карта
04.1.001 Вахтенный помощник несет ответственность за безопасность судовождения На протяжении всей вахты, до тех пор пока он не будет специально информирован о том, что капитан принял такую ответственность, и это будет обоим понятно
04.1.002 Планирование перехода должно быть завершено До начала рейса
04.1.003 Предварительная прокладка должна быть сделана До начала рейса
04.1.004 Если во время рейса принято решение об изменении следующего порта захода, то проработка нового маршрута должна быть закончена До того, как путь судна будет существенно изменен
04.1.005 Комплект флагов международного свода сигналов Должен обязательно быть на судне
04.1.007 Где Вы будете прокладывать курс судна при использовании системы разделения движения Насколько это практически возможно в стороне от линии разделения движения
04.1.008 Может ли судно в системе разделения движения перемещаться в пределах полосы движения от одной ее границы к другой? Может, при условии, что такое перемещение происходит под возможно меньшим углом к общему направлению потока движения
04.1.009 Где публикуются сведения о системах разделения движения судов, рекомендованных и глубоководных путях, установленных в российских территориальных водах? Системы разделения движения, рекомендованные и глубоководные пути, ИМ УНиО МО РФ, вып. 1
04.1.010 Ширина территориальных вод России 12 миль
04.1.011 Какие воды признаются внутренними морскими водами?
внутренними морскими водами признаются воды, расположенные в сторону Берега от исходной линии территориального моря
04.1.012 Укажите ожидаемую СКП измерения пеленга с помощью РЛС 1-1,5°
04.1.013 Укажите ожидаемую СКП измерения дистанции с помощью РЛС на шкалах крупного масштаба 1-1,5% от D шкалы
04.1.014 В каких случаях на курсограмме можно не ставить отметки времени Если курсограф оборудован точным часовым механизмом
04.1.015 При стоянке на якоре несение ходовой вахты Осуществляется если капитан считает необходимым
04.1.016 Постоянная поправка ГК исключается из показаний гирокомпса вводом коррекции, если величина постоянной поправки превышает 0.5°
04.1.017 Капитан может продлить срок действия штатной таблицы девиации магнитного компаса до 3 месяцев, если значения девиации в результате сличения компасов не отличается от табличных более чем на 2о
04.1.018 Погрешность индицирования скорости, измеренной с помощью лага в соответствии с требованиями ИМО при условии, что судно свободно от влияния эффекта мелководья, ветра, течения и приливов Не должна превышать 2% скорости судна или 0.2 узла, смотря по тому, что больше
04.1.019 Допустимая погрешность измерения глубин эхолотом по требованиям ИМО должна быть ± 1 м в диапазоне малых глубин и ± 5 м в глубоководном диапазоне, либо ± 5 % измеряемой глубины, что больше
04.1.020 Где публикуются сведения о системах разделения движения судов, рекомендованных и глубоководных путях, в водах Мирового океана одобренных ИМО? Системы разделения движения, рекомендованные и глубоководные пути, ИМ УНиО МО РФ, вып. 1
04.1.021 Погрешность измерения скорости с помощью лага в соответствии с требованиями ИМО при условии, что судно свободно от влияния эффекта мелководья, ветра, течения и приливов Не должна превышать 2% скорости судна или 0,2 узла, смотря по тому, что больше
04.1.022 Максимальное время прихода гирокомпаса в меридиан по требованиям ИМО в широтах до 60 градусов 6 часов
04.2.001 Заступающий на вахту помощник капитана должен лично удостовериться в отношении 1. Местоположения судна, его курса, скорости и осадки
2. Распоряжений по вахте и других особых инструкций капитана, касающихся плавания судна
3. Преобладающих и предвычисленных приливов, течений, погоды, видимости и влияния этих факторов на курс и скорость
4. Процедур использования главных двигателей для осуществления маневра, если главные двигатели управляются с мостика
5. Рабочего состояния навигационного оборудования, поправок компасов, наличия судов, находящихся на виду, условий и опасностей, которые могут встретиться в течение вахты
04.2.002 Вахтенный помощник капитана всегда должен использовать РЛС 1. При ухудшении видимости
2. В ожидании ухудшения видимости
3. При плавании в районе интенсивного судоходства
04.2.003 При ухудшении или ожидаемом ухудшении видимости первой обязанностью вахтенного помощника является 1. Известить капитана
2. Выставить наблюдателя
3. Включить ходовые огни
4. Включить радиолокатор и пользоваться им
5. Перевести машину на манёвренный режим работы
6. Подавать туманные сигналы в соответствие с требованиями МППСС-72 с поправками
04.2.004 При стоянке судна на якоре вахтенный помощник обязан 1. Обеспечить надлежащее наблюдение и регулярные обходы судна
2. Наблюдать за метеорологическими условиями, приливами и состоянием моря
3. Предпринимать все меры для предотвращения загрязнения окружающей среды с судна
4. Поставить капитана в известность в случае дрейфа судна на якоре или ухудшении видимости
5. Обеспечивать готовность главных двигателей и других механизмов в соответствии с указаниями капитана
6. Обеспечивать выставление надлежащих огней и знаков и подачу соответствующих звуковых сигналов в соответствии со всеми применимыми правилами
04.2.005 Все члены экипажа, назначенные выполнять обязанности вахтенного, должны отдыхать 1. Не менее, чем 77 часов отдыха в любой 7-дневный период