Научная статья на тему 'Doplerovi brodski navigacioni brzinomjeri'

Doplerovi brodski navigacioni brzinomjeri Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
128
69
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Vojnotehnički glasnik
Scopus
Область наук
Ключевые слова
Doplerov efekat / brodski navigacioni ure|aj / Doplerov brzinomjer / Doppler effect / maritime navigational equipments / Doppler log

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Milovan Unković

Doplerovi navigacioni brodski brzinomjeri rade na principu Doplerovog efekta. Do-plerov predajni projektor emituje snop ultrazvu~nih vibracija u vodi, a drugi (ili isti) projek-tor prima odbijeni signal od dna ili od sloja vode. U ovom radu opisana je teorija Doplero-vog efekta, primjena te teorije na brodskim brzinomjerima, konstrukcija i karakteristike sa-vremenih Doplerovih brzinomjera.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MARITIME NAVIGATIONAL DOPPLER LOGS

The Doppler maritime navigational logs are based on measurement of the Doppler effect. A Doppler log transmitting transducer emits beam of sound vibration in the water, and a second (or the same) transducer receives the echo from the sea bed or water layer. In this article describes theory of Doppler effect, using this theory in maritime logs, construction and performance of modern Doppler logs.

Текст научной работы на тему «Doplerovi brodski navigacioni brzinomjeri»

Mr Milovan Unković,

dipl. inž.

Tehnicki cpitni centar - poligon Lustica, Tivat

Rezime:

DOPLEROVI BRODSKI NAVIGACIONI BRZINOMJERI

UDC: 531.767 : 52-67] : 623.82

Doplerovi navigacioni brodski brzinomjeri rade na principu Doplerovog efekta. Do-plerov predajni projektor emituje snop ultrazvu~nih vibracija u vodi, a drugi (ili isti) projek-tor prima odbijeni signal od dna ili od sloja vode. U ovom radu opisana je teorija Doplero-vog efekta, primjena te teorije na brodskim brzinomjerima, konstrukcija i karakteristike sa-vremenih Doplerovih brzinomjera.

Klju~ne re~i: Doplerov efekat, brodski navigacioni ure|aj, Doplerov brzinomjer.

MARITIME NAVIGATIONAL DOPPLER LOGS

Summary:

The Doppler maritime navigational logs are based on measurement of the Doppler effect. A Doppler log transmitting transducer emits beam of sound vibration in the water, and a second (or the same) transducer receives the echo from the sea bed or water layer. In this article describes theory of Doppler effect, using this theory in maritime logs, construction and performance of modern Doppler logs.

Key words: Doppler effect, maritime navigational equipments, Doppler log.

Uvod

Brzinomjeri su obavezni navigacioni uređaji na brodovima. Minimalne vrijed-nosti karakteristika brodskih brzinomjera date su u IMO rezoluciji A.224 (VII) i pro-pisane standardom IEC 1023 [1]. U sklop brzinomjera obavezno je ukljucen i mjerac pređenog puta. Ranije su se koristili meha-nicki i hidrodinamicki brzinomjeri, a danas se, uglavnom, koriste elektromagnetni i Doplerovi brzinomjeri. U ovom radu raz-matra se princip rada, karakteristike i teh-nicke izvedbe Doplerovih brzinomjera.

Doplerov efekat

Iz akustike i optike poznato je da ako se izvor ili posmatrac oscilacija kre-

ću jedan u odnosu na drugog dolazi do promjene u frekvenciji signala [2].

Navedena pojava važi i za sve izvore elektromagnetnog zracenja. Godine 1842. Dopler je primjetio da zvijezde koje se rela-tivno kreću prema posmatracu imaju razlici-tu boju od onih koje se udaljavaju. Balot je 1943. eksperimentalno dokazao da zvuk ima veću frekvenciju kada se izvor kreće prema posmatracu (prijemniku). Da bi se lakse shvatila sustina navedenog efekta, koji je nazvan Doplerov efekat [3], razmotriće se dva specijalna slucaja: slucaj kada se iz-vor kreće u odnosu na posmatraca koji mi-ruje, i slucaj kada izvor miruje, a posmatrac se u odnosu na njega kreće. Iz ova dva slu-caja izvodi se opsti slucaj kada se predajnik i prijemnik kreću jedan u odnosu na drugog.

VOJNOTEHNICKI GLASNIK 1/2006.

49

Kretanje izvora u odnosu na posmatrača

Pretpostaviće se da je frekvencija signala izvora f, brzina kretanja talasa c, a komponenta vektora brzine kretanja izvora koja se poklapa sa pravcem koji spaja izvor sa posmatra~em (prijemni-kom) vs (slika 1). Usled kretanja izvora, odnosno njegovog premjestanja za duži-nu d, dolazi do skraćenja talasa pri ~emu je d = 1—1'. Ako je T vrijeme trajanja jednog ciklusa i T = 1/f, tada je d = vsT = v/fs. Odavde slijedi izraz (1):

1 = 1- d = 1-V^ (1)

fs

Pri kretanju izvora ka prijemniku fp > f, jer se talasi koji dolaze od izvora skra-ćuju. U trenutku kada izvor prolazi mimo posmatra~a (prijemnika) vs = 0 i fp = f.

Kada se izvor udaljava od posmatra-~a svaki talas 1' će biti duži, sto je prika-zano izrazom (4):

1 = 1 + f- (4)

J s

Tada je:

f = — = —-

JP i

1 + ^

= fs -

c + v„

fs

(5)

Frekvencija primljenog signala fp data je izrazom (2):

f = — = -p 1

c • fs

1-Vl 1- L - vs L

(2)

Posto je: 1 = c/f, odnosno 1 f = c,

to je:

fP

- • fs

1 fs - vs

• fs

L -

c - v„

(3)

Kretanje prijemnika u odnosu na izvor

U slu~aju kada se posmatra~ kreće ka izvoru, registruje se brzina vr. Ako se prijemnik kreće u nekom drugom smjeru brzinom v, a izvoru se približava relativ-nom brzinom vr , tada je vr = v cosa, gdje je a ugao između vektora v i vr.

Posmatra~ koji se kreće prema izvo-ru signala prima broj perioda talasa pro-izveden od izvora (u sekundi) plus broj perioda talasa duž distance AB koju po-smatra~ prelazi u sekundi.

50

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2006.

Broj talasa duž AB je v/1. Prema tome, frekvencija primljenog signala fr prikazana je izrazom (6):

fr = fs + (6)

Zamjenom fp izrazom (3) dobija se da je:

fr = fs

c - V

s

c

C + vr c

(10)

Posto je 1/X = f/c, to je:

V • f V C + V

fr = fs + VLjf- = fs • (1 + ^) = fs-^

c c c

(7)

Kada prijemnik (posmatrac) prole izvor, vr postaje negativna, odnosno važi izraz (8):

fr = fs •

c - Vr

c

(8)

Doplerov pomjeraj ( sift)

Ako se izvor i prijemnik kreću jedan u odnosu na drugi, tada se frekvencija f u izrazu (7) prividno mijenja u odnosu na prijemnik i iznosi fp kao sto je prikazano izrazom (9):

fr = fp ■

c + vr c

(9)

Poslije skraćivanja izraza (10) dobija se ukupna promjena frekvencije signala na prijemniku, kao posljedica kretanja izvora i prijemnika, sto je dato izrazom (11):

fr = fs

c + v.

c - V,,

(11)

Doplerov frekvencijski pomjeraj (sift) jeste razlika između frekvencije primljenog signala fr koja se može mjeriti, i frekvencije odaslanog signala f koja je poznata. Prema tome, Doplerov pomjeraj

je: fr -L odnosno f - fr-

Za ranije navedeni slucaj, kada se prijemnik i izvor kreću jedan u odnosu na drugi, imamo da je:

c + V

fr - f = f---------- - f = f

c - V,

(^ ^) = fs ■

c - Vs c - Vs c - Vs

(12)

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2006.

51

Iako se Doplerov efekat javlja i kod elektromagnetnih talasa (svjetlosnih, radio) i ima važnu ulogu u nekim radio-na-vigacionim i radarskim sistemima, pret-hodni izrazi se ne mogu generalno primi-jeniti na sva kretanja talasa u prostoru, ili na talase primljene od satelita, gdje se uzimaju u obzir i drugi faktori.

Međutim, izraz (11) može se primi-jeniti kod brodskih navigacionih Dople-rovih brzinomjera, pri cemu su predajni i prijemni projektor (antena) smjesteni na dnu broda. Vibracije u moru proizvodi predajni projektor, a njih odbijene od dna, prihvata prijemni projektor.

Primjena Doplerovog efekta kod brodskih brzinomjera (hidroakusticki brzinomjer)

Doplerov efekat primijenjen je u konstrukciji brodskih brzinomjera. Sa-vremeni brodski navigacioni brzinomjeri drugih tipova mjere brzinu broda na osnovu razlike dinamickog i statickog pritiska (hidrodinamicki brzinomjeri) ili

na osnovu brzine strujanja vode u mag-netskom polju sonde (elektromagnetni brzinomjeri). Ovi brzinomjeri nisu do-voljno tacni, jer mjere brzinu broda u od-nosu na okolnu vodu koja se, takođe, kreće uslijed strujanja. Kako su vektori brzine broda i morske struje razliciti po intenzitetu i smjeru, to su greske u poka-zivanju stvarne brzine i pređenog puta znacajne i vremenom se sabiraju. Doplerov brzinomjer mjeri stvarnu brzinu bro-da u odnosu na dno ili u odnosu na gra-nicne slojeve morske vode i zato je mno-go precizniji. Osim mjerenja brzine bro-da, Doplerov efekat se koristi i za mjere-nje bocnog zanosenja.

Predajni projektor brzinomjera mon-tiran je na kobilici broda koji se kreće br-zinom v. Predajni projektor emituje snop zvucnih vibracija u vodu pod uglom a (uobicajeno pod uglom od 60° u odnosu na kobilicu u smjeru - naprijed). Pri emi-tovanju signala sa broda u pokretu imamo slucaj izvora koji se kreće, pa se frekven-cija zvuka mijenja po izrazu (3). Morsko

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Si. 3 — Prikaz kretanja zvuka naprijed sa projektora

52

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2006.

dno predstavlja reflektor od koga se signal odbija i vraća prema brodu. Brod predstavlja prijemnik koji se kreće, te opet dolazi do promjene frekvencije signala, kao {to je već pokazano izrazom (11).

Zvuk se kreće ka dnu (od dna) brzi-nom v cosa, {to uslovljava Doplerov efe-kat, kako je prikazano na slici 3. Analiza se može uprostiti pretpostavkom da su zvuk iz predajnog projektora i zvuk koji dolazi na prijemni projektor suprotnog smjera u odnosu na tacku P, a imaju istu brzinu v cosa. Ako u izrazu (11) umjesto f uvrstimo f a umjesto f fv, dobija se iz-raz (13):

fv = f •

c + v • cosa c-v • cosa

v

1 + —• cosa

f —c--------(13)

v

1----cosa

c

Za vrijednosti x <<1, važi izraz (14):

1

1 - x

= 1 + x + x2 + x3 +

(14)

Po{to su svi clanovi poslije (2v2/c2)cos2a zanemarivi u odnosu na 1, to je frekvencija primljenog zvuka ko-nacno:

fv = f • (1 +---cosa + —— • cos2 a) (16)

c c

Izraz slican izrazu (16), ali izveden na drugi nacin nalazi se u literaturi [4] (str. 262).

Ako su poznati f, c i a, i ako se mje-ri fv, može se odrediti brzina broda u odnosu na morsko dno. Podatak o brzini predaje se na integrator koji, množeći v i t, daje put koji je pre{ao brod.

Drugi predajni projektor usmjerava snop talasa unazad (slika 4) i drugi pri-jemni projektor prima odbijeni talas od dna. Ako drugi projektor snop talasa usmjerava unazad, vektor vcosa je za taj snop negativan, jer se projektor kreće udaljavajući se od reflektovane povr{ine umjesto da se njoj približava. Tada važi izraz (17):

Kombinujući izraze (13) i (14), do-bijamo izraz (15):

л v

1 + — • cosa

fv = f---v------- = f • (1 + “ ■ C0Sa) •

1 v c

1----cosa

c

1v ---------= f • (1 + — • cosa) •

vc 1---cosa

c

/1 v v 2 \

•(1 + — • cosa + —^• cos a +...) =

2v

2v

= f • (1 +-----cosa + —— +...)

(15)

r r /1 2 x s, _x

fa = f • (1----cosa + —— • cos a) (17)

c c

gdje je fa frekvencija odbijenog sig-nala koji ide unazad.

Razlika fv -f lako se mjeri mje{aju-ći ove dvije frekvencije i detektujući pro-izvod mje{anja.

sma

Sl. 4 — Prikaz kretanja zvuka nazad u odnosu na brod

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2006.

53

Tako se dobijaju izrazi (18):

r r 4' f'v

fv — fa =----C0Sa

v = -

4 • f • cosa

•( fv - fa )

c

(18)

U izrazima (18) f i cosa su poznate vrijednosti, a f-f se mjeri. Nakon toga se racuna v. S obzirom na to da brzina prostiranja zvuka kroz vodu zavisi od temperature i manje od saliniteta, cesto se blizu projektora ugrađuje termistor ko-ji daje podatak o temperaturi na osnovu koje se vrsi korekcija brzine c. Uocava se da se u jednacinama (18) ne javljaju ni vrijeme propagacije upadnog talasa ni vrijeme njegovog odziva, a ni dubina mora. Neki tipovi Doplerovih brzinomje-ra izraz c/cosa drže automatski konstant-nim, pa se iz (18) dobija izraz (19):

a•f if f \

v =-----— • ( f — f ) =

л n к j v J a '

f (19)

= к • (fv — fa), к = a

Iz ovog izraza slijedi da je v propor-cionalno fv - fa. Na slici 5 dat je prikaz konfiguracije projektora Doplerovog br-zinomjera firme Krupp&Thomson CSF. Ugrađeno je 72 piezoelektricna elementa (na slici su prikazana samo cetiri). Za ovaj brzinomjer važe izrazi (19).

cos a = c / a f cl cosa = a f a - razmak između prvog i posljednjeg elementa

Sl. 5 — Prikaz ugradnje projektora na brodu

Doplerov brzinomjer koristi vise frekvencije signala nego brodski naviga-cioni dubinomjer, tako da povrsina re-flektora može biti manja. Kraći talasi omogućavaju uže uglove snopa, sto znaci da je (zbog bolje usmjerenosti) potrebna manja emitovana snaga vibracija.

I dubinomjeri i Doplerovi brzino-mjeri rade na principu odbijanja zvucnih talasa od morskog dna; dubinomjeri mje-re vrijeme propagacije talasa, a Doplero-vi brzinomjeri razliku između frekvenci-ja (fv - fa).

Refleksije zvuka nastaju i kad se zvucni snop kreće iz jednog sloja vode koji ima jednu strukturu i temperaturu u drugi sloj sa razlicitim osobinama. Doplerov efekat se javlja, takođe, kada se jedan sloj vode relativno kreće u odnosu na drugi. U tom slucaju Doplerov brzino-mjer mjeri algebarsku sumu pomjeraja Doplerove frekvencije zvuka na njego-vom putu do dna (ili reflektujućeg sloja vode) i povratka do prijemnika.

Ako zvucni snop nailazi na dno, ukupni frekvencijski pomjeraj je propor-cionalan brzini broda u odnosu na dno. Ako zvucni signal ne dolazi do dna, već se refleksija vrsi od sloja vode, mjereni Doplerov pomjeraj je proporcionalan br-zini broda u odnosu na sloj vode.

Konfiguracija od dva transmitera, od kojih jedan proizvodi snop usmjeren naprijed, a drugi nazad, zove se Janusova konfiguracija. Prednost Janusove konfiguracije jeste sto vertikalno kretanje bro-da izaziva iste promjene Doplerovog po-mjeraja, pa razlika fv -f ostaje konstant-na. Pri podizanju pramca broda frekven-cija se povećava. Istovremeno, krma se spusta, a frekvencija smanjuje. Suprotno se desava pri spustanju pramca i izdiza-

54

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2006.

nju krme. Sabiranjem i dijeljenjem ovih frekvencija dobija se srednja vrijednost, odnosno prava brzina broda. Prema tome, vertikalno kretanje broda ne uti~e na Doplerov pomjeraj.

Da bi se mjerila popre~na brzina, sli~no Janusovoj konfiguraciji, montiraju se projektori koji usmjeravaju snop pod uglom od 90° u odnosu na uzdužne pro-jektore. S obzirom na to da od mosta do pramca velikih tankera može biti rastoja-nje veće od 150 m, moraju se imati poda-ci o brzini pram~anog i krmenog dijela pri pristajanju.

Hidroakusti~ni sistemi kod kojih projektori stalno proizvode zvu~ne signa-le nazivaju se sistemima sa kontinualnim talasima. Oni imaju razli~ite predajne i prijemne projektore koji su jednake kon-strukcije. Drugi tip hidroakusti~nih siste-ma su impulsni sistemi. U takvim sistemima projektor generise impulse i isti projektor prima odbijeni signal u periodu između generisanja impulsa. U kontinualnim sistemima prijem odziva može biti ometan emitovanim vibracijama projek-tora, sto nije slu~aj sa impulsnim sistemima. Većina Doplerovih brzinomjera kori-sti impulsne sisteme.

Doplerovi brzinomjeri, u principu, mogu da se koriste do 200 m dubine. Na-

ime, zvu~ni snop se apsorbuje u sloju vo-de dubine od 200 m do 400 m. Ako se zvuk reflektuje od ovog sloja, dobija se brzina broda u odnosu na taj sloj vode. Međutim, i grani~ni sloj vode 10 m do 30 m ispod kobilice broda uslovljava reflek-siju zvu~nog talasa. Tada Doplerov brzi-nomjer mjeri brzinu broda u odnosu na ovaj grani~ni sloj vode.

Prijemnici kod Doplerovih brzino-mjera su konstruisani tako da mogu biti operativni neposredno iza impulsa predaje ili nakon nekog kratkog vremena koje sli-jedi iza impulsa predaje. Ako zvu~ni talas ima kontakt sa dnom prijemnik će se akti-virati kratko vrijeme poslije predajnog impulsa i dobiće se brzina broda u odnosu na dno. Ako je talas izgubio kontakt sa dnom, dubinomjer se automatski prebacu-je na drugi režim rada, odnosno prijemnik

/ \

/ \ t \

Sl. 7 — Blok šema Doplerovog radio-brzinomjera: 1 — antensk sistem; 2 — primopredajnik (mješanje primljene i predajne frekvencije i pojacanje);

3 — sklop za mjerenje Doplerovog pomjeraja;

4 — racunarski dio za proracun brzine;

5 — integrator za racunanje prelenogputa;

6 i 7 — ponavljaci

VOJNOTEHNICKI GLASNIK 1/2006.

55

x, y — koordinate broda; Vg — brzina u odnosu na zemlju; Vw — brzina u odnosu na vodu; S — brzina pod uticajem vjetra; t — brzina pod uticajem struje; Ve — brzina pod uticajem potiska propelera; Vxg — brzina naprijed u odnosu na zemlju; Vyg—poprecna brzina u odnosu na zemlju; Vxw — brzina naprijed u odnosu na vodu; Vyw — poprecna brzina u odnosu na vodu; Pravci vektora dati su u odnosu na sjever (N) a pravac Ve

je kurs broda (pravi kompasni kurs)

se aktivira neposredno poslije generisanja predajnog impulsa, tako da prima reflek-tovani signal od sloja vode koji je 10 m do 30 m ispod kobilice broda. Doplerov brzinomjer tada radi u režimu mjerenja brzine broda u odnosu na vodu.

Ugao snopa za uzdužno mjerenje brzine iznosi oko 3°, a za poprecno mjerenje oko 8°. Radna frekvencija hidroakustickih Doplerovih brzinomjera iznosi od 100 kHz do 455 kHz. Ovi brzinomjeri mjere brzinu u vožnji naprijed i krmom, a gre-ska brzine iznosi ±0,01 cvor za brzine ispod 2 cvora, a ±0,1 cvor za veće brzine.

Pri vožnji krmom propeler stvara veli-ku kolicinu vazdusnih mjehurića kroz koje cesto ne može da prodre zvucni signal brzinomjera, pa može doći do gubitka podataka o brzini ili se dobijaju pogresni podaci.

Doplerovi radio-brzinomjeri

Ovi brzinomjeri koriste se na brodo-vima sa podvodnim krilima i brodovima lebdilicama. Radio-signali emitovani sa broda odbijaju se od povrsine mora i re-gistruje se Doplerov pomjeraj. Formula za racunanje primljene frekvencije je:

56

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2006.

/„ = /.-(1 + (20)

c

gdje je:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

f - primljena fekvencija,

f 0 - emitovana frekvencija,

yi - ugao koji radio-snop obrazuje sa po-

vrsinom vode u elementarnoj cestici i,

b - brzina lebdilice,

bpi = b cos Yi,

Ду - sirina snopa radio-signala (slika 6).

Doplerov pomjeraj frekvencije pri-kazan je izrazom (21):

r 2 • v

¥ = /pr - f. =------f. • cosy (21)

c

a brzina broda je:

¥ • c

2 • /. • cosy

(22)

Antenski sistem emituje signale u 1 do 4 snopa frekvencije 13,3 do 15 GHz. Dijapazon mjerenja brzina je -50 cv (kr-mom) do +186 cv. Greska mjerenja izno-si 0,1% do 3,0%.

Karakteristike Doplerovih

brzinomjera

Minimalne vrijednosti karakteristika savremenih brzinomjera propisane su IMO rezolucijom A.224 (VII) i standar-dom IEC 1023 [1, 5]. Definisano je da uređaji za mjerenje brzine i pređenog pu-ta moraju dati informaciju o brzini napri-jed i pređenom putu u odnosu na sloj vo-de ili povrsinu tla ili oboje.

Ako se kod brzinomjera koriste di-gitalni pokazivaci, korak prikazivanja brzine ne smije biti veći od 0,1 cvor, a ako

se koristi analogni pokazivac podjela skale ne smije biti veća od 0,5 cvorova pri cemu svakih najmanje 5 cvorova mora biti oznaceno brojem. Za mjerenje pre-đenog puta opseg pokazivaca mora biti bar od 0 do 9999,9 nm, pri cemu korak ne smije prelaziti 0,1 nm. Dozvoljena greska pri mjerenju brzine ne smije pre-masiti 5% brzine broda ili 0,5 cvorova (sto je veće), dok greska prikazivanja pređenog puta ne smije preći 5% pređe-nog puta za 1 sat ili 0,5 nm na svaki sat (sto je veće).

Na slici 7 prikazani su vektori brzine broda koji su definisani standardom IEC 1023.

U tabeli 1 prikazane su karakteristi-ke savremenih Doplerovih brzinomjera u skladu sa standardom IEC 1023 [6].

Tabela 1

v\Model KarakterNv DS-50 Furuno SRD 500 Sperry EM 200 Plath SRD 331 Sperry DS 70 Furuno DS 30 Furuno

Uzdužna brzina (cvor) -10,0 do 40,0 -20,0 do 50 -5 do +25 do -5 do +80 0-50,0 0-30,0 -10,0 do 40,0

Poprecna brzina (cvor) -9,9 do 9,9 -10 do +10 / 0-50,0 0-10,0 -9,99 do 9,99

Ukupni pređeni put (nm) 0 do 99999,99 / 0 do 1999,99 ili 0 do 999999,9 0 do 9999,9 0 do 99999,9 /

Dozvoljena greska brzine ±1% ili ±0,1 cvor ±0,1 cvor max. ±0,1 cvor ±0,1 cvor ili ±1% ±0,1 cvor ili ±1% ±1% ili 0,1 cvor

Dozvoljena greska pređenog puta ±1% ili ±0,1 nm 0,5% ±1% ±1% ±1% /

Na slici 9 prikazan je Doplerov brzi-nomjer SAL R1 svedske firme Consilium.

VOJNOTEHNICKI GLASNIK 1/2006.

57

Zaključak

Sl. 9 — Sastavne jedinice Doplerovog brzinomjera SAL R1

Radi kompletnosti izlaganja prika-zane su osnovne karakteristike savreme-nog Doplerovog brzinomjera SRD 500, americke firme Sperry. Brzina broda u odnosu na vodu (relativna brzina) mjeri se na najmanje tri metra ispod projektora, brzina u odnosu na dno (apsolutna brzina) na dubini 1,2 m do 200 m ispod projektora, uzdužna brzina u opsegu -20 do +50 cvorova, poprecna brzina u opsegu ±10 cvorova, a frekvencija ultrazvuka je 307 kHz. Greska mjerenja brzine 1 о (je-dan sigma) iznosi ±1% ili ±0,1 cvor, greska mjerenja pređenog puta ±1%, a greska mjerenja dubine ±2%. Brzinomjer posjeduje sljedeće izlaze za podatke: pet relejnih izlaza, serijski format RS 232 ili 422, NMEA 0183, analogni izlaz 1mA za punu skalu ili 0,1 V/cv, sinhro izlaz 60 ili 400 Hz. Doplerov brzinomjer SRD 500 koristi se i kao dubinomjer.

Napajanje uređaja je 100/115/230 VAC (±10%), 100 VA, 50/60 Hz. U ta-beli (2) prikazani su podaci za dimenzije i težine pojedinih jedinica dubinomjera.

Tabela 2

Jedinica Dimenzije (mm) Masa (kg)

Osnovni displej 365x273x216 6,8

Pomoćni displej 365x273x216 6,8

Elektronika 425x356x152 7

Projektor Precnik: 203 27

Brzinomjeri su obavezni navigacio-ni uređaji na ratnim i trgovackim brodo-vima. U danasnje vrijeme na brodovima se uglavnom koriste Doplerovi navigaci-oni brzinomjeri. Bez obzira na ekspanzi-ju savremenih uređaja za navigaciju kao sto su GPS prijemnici, koristenje brzinomjera (kao i žirokompasa) nezamjenljivo je. Međunarodna organizacija za pomor-stvo - IMO je u svojim rezolucijama pro-pisala karakteristike brzinomjera koje treba da zadovolje svi Doplerovi brzino-mjeri koji su u upotrebi. Po potrosnji elektricne energije i gabaritima Doplero-vim brzinomjerima mogu konkurisati sa-mo elektromagnetni brzinomjeri. Među-tim, dok elektromagnetni brzinomjeri mjere samo relativnu brzinu, odnosno br-zinu u odnosu na vodu, Doplerovi brzi-nomjeri mogu mjeriti i apsolutnu i rela-tivnu brzinu. Doplerovi brzinomjeri se sa prosirenom kontrolnom jedinicom, a sa istim projektorima, mogu koristiti i kao dubinomjeri (primjer: SPERRY SRD 500), sto je dodatna prednost u odnosu na ostale brodske navigacione brzino-mjere. Doplerovi brzinomjeri, takođe, mjere brzinu zanosenja broda, sto nije slucaj sa drugim brzinomjerima.

Literatura:

[1] IEC 1023: Marine speed and distance measuring equipment, International Electrotechnical Comission, Geneve, 1990.

[2] Skolnik, I. M.: Introduction to Radar Systems, Second edition, 4th Printing, McGraw Hill Inc., New York, 1981.

[3] Sonnenberg, J. G.: Radar and Electronic Navigation, Sixth Edition, Butterwords, London, 1988.

[4] Lazarević, Ž.: Tehnicka hidroakustika, SSNO, RM-1710, Split, 1987.

[5] Unković, M.: Brodski navigacioni brzinomjeri, Pomorstvo, Kotor, God. X, Br.18, Mart 2003., str. 46-48.

[6] Prospektni podaci za brodske brzinomjere firmi FURUNO, SAGEM, SPERRY, PLATH, KRUPP-ATLAS, CONSILIUM.

58

VOJNOTEHNICKI GLASNIK 1/2006.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.