Способ контроля работоспособности измерительного тракта в натурных условиях и гидрофонный тракт для его реализации

Способ контроля работоспособности измерительного тракта в натурных условиях и гидрофонный тракт для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретения относятся к измерительной технике и метрологии и могут быть использованы для проверки работоспособности измерительных трактов, работающих в тяжелых натурных условиях, например в глубинах океанов и морей.

Известен способ того же назначения, заключающийся в подаче на вход измерительного тракта (ИТ) первого тестового сигнала S₁ (ω) и измерении отклика S ˜ 1 ( ω ) ИТ при его ненагруженном измерительном преобразователе (ИП).

Известен гидрофонный тракт (ГТ) для реализации известного способа, содержащий подводную и наводную части, соединенные электрическим кабелем, при этом подводная часть (ПЧ) выполнена в виде преобразовательного блока (ПБ) пьезочувствительного элемента (ПЭ) и электрического эквивалента, подключенных через управляемый переключатель (УП) ко входу ПБ, а подводная часть (ПЧ) - в виде последовательно соединенных блока обработки (БО) и блока регистрации (БР) /Патент РФ №2450479, кл. H04R 29/00, H04R 1/44, 2012/.

Данные технические решения в части способа и устройства приняты за прототипы заявляемых изобретений.

Недостатком прототипов способа и устройства является низкая надежность проводимой диагностики работоспособности измерительного тракта в натурных условиях.

В известных способе и устройстве в качестве тестового сигнала используют тепловые шумы Джонсона, получаемые с помощью прецизионного резистора. Это в некоторых случаях не позволяет диагностировать работоспособность по его отклику на данный тестовый сигнал.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является контроль работоспособности ИТ в натурных условиях.

Данный технический результат в части способа достигается за счет того, что в известном способе, заключающемся в подаче на вход измерительного тракта первого тестового сигнала S₁(ω) и измерении отклика S ˜ 1 ( ω ) тракта при его ненагруженном измерительном преобразователе, на вход измерительного тракта подается второй тестовый сигнал S₂(ω), отличный от первого, и также измеряется отклик S ˜ 2 ( ω ) контролируемого тракта на этом сигнале, при этом работоспособность измерительного тракта диагностируется при выполнении математического соотношения:

S ˜ 1 ( ω ) S ˜ 2 ( ω ) = S 1 ( ω ) S 2 ( ω ) .   ( 1 )

Первый S ˜ 1 ( ω ) и второй S ˜ 2 ( ω ) тестовые сигналы задаются в виде сигналов белого шума, различающихся по спектральной плотности на заданную величину.

В части устройства данный технический результат достигается за счет того, что в известном ИТ, содержащем надводную и подводную части, соединенные электрическим кабелем, при этом подводная часть выполнена в виде преобразовательного блока, пьезочувствительного элемента и электрического эквивалента, подключенных через управляемый переключатель ко входу преобразовательного блока, а надводная часть - в виде последовательно соединенных блока обработки и блока регистрации. Электрический эквивалент выполнен в виде двух генераторов белого шума, спектральная плотность которого различается на заданную величину.

Изобретения поясняются чертежом, на котором представлен ГТ для реализации существа способа.

ГТ содержит подводную (1) и надводную (2) части (ПЧ1 и ПЧ2), соединенные электрическим кабелем (3).

ПЧ1 включает в себя ПЭ4, генератор 5 белого шума (ГБШ5), генератор 6 белого шума (ГБШ 6) и ПБ7.

ПЭ4, ГБШ5 и ГБШ6 подключаются к входу ПБ7 с помощью управляемого с НЧ 2 переключателя 8. (Цепь управления переключателем 8 на чертеже не показана).

НЧ2 содержит последовательно соединенные БО9 и БР10.

Способ реализуется с помощью приведенного ГТ следующим образом.

С помощью измерительного ГТ проводятся штатные натурные измерения. Затем, например, по окончании проводимых штатных измерений осуществляется проверка ГТ на присутствие в нем при его работе помех гидроакустического, вибрационного и т.п. типов.

Для этого от входа ПБ7 отключают с помощью переключателя 8 ПЭ4 и подключают к нему ГБШ5. Соответствующим образом обрабатывают и регистрируют отклик S ˜ 1 ( ω ) контролируемого ГТ на тестовый сигнал S₁(ω).

Затем отключают от ПБ7 ГБШ5 и подключают к нему ГБШ6 с другой спектральной плотностью шума S₂(ω), отличающейся от спектральной плотности шума ГБШ5, например, в два раза.

Контролируют отклик S ˜ 2 ( ω ) на тестовый сигнал S₂(ω).

И для случая соблюдения соотношения (1), которое в нашем принятом случае равно 2, диагностируют работоспособность ГТ и отсутствие в нем влияния на результаты измерений посторонних помех.

Для случая присутствия помехи Ï(ω) в ГТ равенство (1) соблюдаться не будет.

Поскольку в этом случае:

S ˜ 1 ( ω ) = K 2 S 1 ( ω ) = I ¨ ( ω ) ,   ( 2 )

S ˜ 2 ( ω ) = K 2 S 2 ( ω ) = I ¨ ( ω ) ,   ( 3 )

где К²(ω) - коэффициент передачи ГТ,

то S ˜ 1 ( ω ) S ˜ 2 ( ω ) ≠ S 1 ( ω ) S 2 ( ω ) .   ( 4 )

Если при контроле работоспособности ГТ будет соблюдаться соотношение (4), то диагностируется случай отсутствия работоспособности ГТ.

1. Способ контроля работоспособности измерительного тракта в натурных условиях, заключающийся в подаче на вход измерительного тракта первого тестового сигнала S₁(ω) и измерении отклика S ˜ 1 ( ω ) тракта при его ненагруженном измерительном преобразователе, отличающийся тем, что на вход измерительного тракта подается второй тестовый сигнал S₂(ω), отличный от первого, и также измеряется отклик S ˜ 2 ( ω ) контролируемого тракта на этом сигнале, при этом работоспособность измерительного тракта диагностируется при выполнении математического соотношения: S ˜ 1 ( ω ) S ˜ 2 ( ω ) = S 1 ( ω ) S 2 ( ω ) .

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый S₁(ω) и второй S₂(ω) тестовые сигналы задаются в виде сигналов белого шума, различающихся по спектральной плотности на заданную величину.

3. Гидрофонный тракт, содержащий надводную и подводную части, соединенные электрическим кабелем, при этом подводная часть выполнена в виде преобразовательного блока, пьезочувствительного элемента и электрического эквивалента, подключенных через управляемый переключатель ко входу преобразовательного блока, а надводная часть - в виде последовательно соединенных блока обработки и блока регистрации, отличающийся тем, что электрический эквивалент выполнен в виде двух генераторов белого шума, спектральная плотность которого различается на заданную величину.