Ультразвуковой глубиномер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Индикаторы, детекторы, металлоискатели

 Комментарии к статье

Измерение глубины дна акватории или - поиск затонувших предметов возможны с помощью ультразвукового глубиномера, схема и краткое описание которого приводятся ниже.

Принцип действия прибора основан на отражении кратковременных ультразвуковых импульсов от речного или морского дна. При этом измеряется не время прохождения импульсов в толще воды (скорость звука в воде 1500 м/сек), а количество отраженных в единицу времени импульсов. Глубина проникновения ультразвуковых импульсов определяется мощностью излучения и чувствительностью приемного устройства. В описываемом приборе она не превышает 20 м.

Рис.1

Глубиномер состоит из двух частей: магнитострикционного датчика и электронного блока. Магнитострикционный датчик (его устройство показано на рис. 1) представляет собой никелевый стержень 4, закрепленный с помощью медного кольца 1 в корпусе 2. На стержень надет каркас 5 с намотанными на него катушками 3, герметизированный пробковой прокладкой 6. Ультразвуковые колебания (их амплитуда максимальна при резонансе частот) никелевого стержня и пластины 7 передаются водной среде. Чтобы исключить колебания уровня воды в раструбе датчика, он закрыт резиновой мембраной ю толщиной 0,5-0,8 мм, которая удерживается с помощью бандажа 9. При измерениях через отверстие 8 в раструб заливается вода.

Электронный блок (рис. 2) состоит из ультразвукового генератора, собранного на транзисторах T1, Т2, модулятора на транзисторах Т3, Т4, приемника отраженных импульсов Т5-Т8 и стрелочного индикатора, шкала которого калибрована в метрах глубины.

Рис.2

Двухтактный генератор с емкостной обратной связью генерирует ультразвуковые колебания частотой 40 кГц. Нагрузкой генератора служит контур, образованный катушкой L4 (она намотана на замкнутом ферритовом стержне сечением 2 см²) и конденсатором С2. Конкретные данные этих величин в оригинале не приведены. Их подбирают, исходя из измеренной (одним из известных способов) индуктивности возбуждающей обмотки вибратора L1 (1500 витков ПЭЛ 0,35), которая в свою очередь сильно зависит от качества сердечника вибратора. При атом следует иметь в виду, что индуктивность L1 и емкость конденсатора С1 образуют последовательный резонансный контур, согласование которого с контуром генератора производится с помощью катушки связи L3, Количество витков L3 также находят опытным путем. Катушка подмагничивания L2 имеет 3000 витков провода ПЭЛ 0,15, величина ее индукции 0,5 Т. Последовательно с L2 включен дроссель Др1 препятствующий проникновению колебаний ультразвуковой частоты в цепь подмагничивания. Величина индуктивности дросселя 0,25-0,3 гн.

Мультивибратор (транзисторы Т3, Е4) используется в приборе в качестве модулятора и измерителя частоты. Постоянная времени его базовой цепи 600 мксек. С коллектора Т3 снимаются отрицательные импульсы, управляющие работой ультразвукового генератора. Необходимая величина напряжения импульсов устанавливается переменными резисторами R3, R4. В эту же цепь включен вольтметр постоянного тока с предельным значением 10 В, измеряющий среднее значение напряжения имцульсов. Кроме этого мультивибратор совместно с транзистором Т5, выполняет функции электронного коммутатора, закрывающего вход приемника на время посылки зондирующего импульса и открывающего его при приеме отраженного импульса.

В состав приемника входят усилитель на транзисторах Т6-Т8 и детектор на диоде Д1 Отраженные импульсы, принятые датчиком (при этом используется обратный Магнитострикционный эффект), усиливаются трехкаскадным усилителем, на входе которого включен избирательный контур, настроенный на частоту 40 кГц, детектируются и через конденсатор С16 поступают в базовую цепь транзистора Т4, запуская мультивибратор. Так как число отраженных в единицу времени импульсов зависит от глубины, то при изменении последней меняется частота запуска мультивибратора.

Начальную калибровку прибора производят на известной глубине, равной 3 м. Вибратор погружают в воду и переменными резисторами R4 R6" устанавливают ток, потребляемый генератором, равный 60 ма, Показание вольтметра при этом калибруют отметкой 3 м. Величина тока, потребляемого генератором, должна уменьшаться с увеличением глубины. Максимальной глубине будет соответствовать минимальное отклонение стрелки глубиномера.

Литература

1. "Radioamater", 1970, N5.

Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Индикаторы, детекторы, металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Сигнал GPS измерит скорость ветра над водой 02.08.2013 Ветра над океанами и озерами можно отследить по отражению сигналов GPS. Это поможет метеорологам более точно предсказывать погоду и, в частности, такие катастрофические явления, как торнадо. В глобальном масштабе, эксперты НАСА надеются с помощью нового метода замера скорости ветров лучше понять климат нашей планеты. Для точного предсказания погоды и моделирования климата необходимо точно знать силу ветра на различных высотах или хотя бы у поверхности. На суше эту задачу худо-бедно выполняют простые метеостанции, но над океанами, над "кухней" мирового климата, проводить измерения сложнее. Обычно для этого используют одноразовые зонды, сбрасываемые с самолетов. Однако эти зонды стоят недешево: по $750 за штуку, а ведь в ходе типичной миссии "охотник за ураганами" расходует около 20 таких зондов. Понятно, что для получения картины ветров на большой площади сбрасываемых зондов недостаточно. Чтобы решить эту проблему, специалисты НАСА разработали технологию мониторинга, которая позволяет измерять скорость ветра по отражению спутниковых сигналов GPS от морских волн. Точность такого измерения в 10 раз ниже, чем у сбрасываемых зондов, которые ошибаются лишь на 0,5 м/с. В то же время анализ отражения GPS-сигналов от волн позволяет вести мониторинг обширных пространств, причем вести его в режиме реального времени, что очень важно для прогнозирования ураганов. Благодаря GPS следить за ветрами теперь можно без сбрасываемых датчиков. Данные о ветрах можно будет собирать с борта самолетов и спутников. В частности, в 2016 году НАСА планирует запустить систему малых спутников под названием CYGNSS, которые будут измерять отраженные сигналы GPS с низкой орбиты. Это позволит делать прогнозы движения штормовых фронтов. В будущем помимо сигналов GPS для мониторинга можно будет использовать телевещательные сигналы мощных спутниковых передатчиков, таких как DirecTV и Sirius XM. Таким образом, чрезвычайно мощные спутники обеспечивают ученым "бесплатный" мониторинг океанов, что до сих пор было крайне сложной задачей. Все что требуется: GPS-приемник, нексолько микросхем и программное обеспечение. Все это стоит несколько сотен долларов.

Другие интересные новости:

▪ Технология NFC получит еще большее распространение

▪ Зарядка электромобиля за 10 минут

▪ Селекция пшеницы привела к снижению ее устойчивости

▪ Белковый картофель

▪ Разлагающиеся костные имплантаты

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Звонки и аудио-имитаторы. Подборка статей

▪ статья Шварц Евгений Львович. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему песня Nothing Else Matters начинается перебором на открытых струнах? Подробный ответ

▪ статья Работник книжного магазина. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Смешанное подключение акустики к магнитолам с усилителями разной мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Опыт с сухой палкой. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026