ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Данная модель донной автономной гидрофизической станции для зондирования параметров водной среды на нескольких фиксированных глубинах (АГС ФГ) предназначена для измерения и регистрации в придонном слое и на некоторых фиксированных глубинах в автономном режиме (реальная предельная глубина определяется наименьшей рабочей глубиной из применяемых гидрофизических и экологических датчиков) и на этапах погружения и всплытия станции гидрофизической информации на цифровые накопители.

Установка станции на дно обеспечивается свободным погружением с помощью балласта на гайдропе и всплытие на поверхность за счет положительной плавучести прочного несущего корпуса автономной гидрофизической станции (АГС) при отделении балласта и положительной плавучести гидрофизических измерительных модулей (ГИМ).

АГС ФГ состоит из аппаратурного модуля АГС, семиэлементной “гирлянды” ГИМ, поверхностного буя со спутниковой системой связи “Гонец”, системы определения местоположения АГС, системы освобождения от балласта, гидроакустической командной системы, системы регистрации, предварительной обработки и накопления гидрофизической информации, различных гидрофизических датчиков.

Семиэлементная “гирлянда” ГИМ состоит из семи секции. Секция состоит из ГИМ и отрезка измерительного кабеля. ГИМ представляет собой аппаратурный модуль в

виде прочного цилиндрического корпуса, на плоские поверхности вынесены восемь герморазъемов для подключения датчиков и два герморазъема для ввода сигнальных кабелей (по четыре для датчиков и по одному для кабеля на каждой поверхности), кабель закрепляется зажимом к ограждению, для исключения возможности разрыва сигнального кабеля проложены две страховочные фалы. Страховочные фалы и сигнальный кабель закрепляются друг с другом при помощи зажимов и с аппаратурным модулем специальным зажимом. Для придания отдельной секции положительной плавучести порядка 2 кг аппаратурный модуль опоясывается поплавком. Верхний (последний) аппаратурный модуль соединен с помощью кабеля и страховочных фалов с поверхностным радиобуем. Расстояние между отдельными ГИМ можно скорректировать в сторону уменьшения, укорачивая с помощью зажимов, длину страховочных фалов. ГИМ можно использовать как локальный центр сбора информации, например, термодатчиков, оснащенных кабелями различной длины, которые заведены в ГИМ с помощью гермовводов. Таким образом, можно произвольно разместить 8 датчиков между соседними ГИМ.

В поверхностном радиобуе размещен абонентский терминал спутниковой системы связи “Гонец” с антенной, источник питания.

Вся полученная информация поступает в накопитель информации (НИ), входящего в бортовой вычислительный узел (БВУ).

НИ предназначен для:

• предварительной обработки зарегистрированной информации фильтром – усилителем (конструктивно располагается как в БВУ, так и в отдельных ГИМ);
• аналого-цифрового преобразования информации (8-канальный 12 – разрядный АЦП, конструктивно располагается как в БВУ, так и в отдельных ГИМ);
• коммутирования данных с НА и с ГИМ, запоминания информации в буферной памяти ОЗУ, затем в энергонезависимом запоминающем устройстве CF и HDD.

Система накопления зарегистрированных данных построена на базе одноплатного микрокомпьютера Persior CF-1. CF-1 построен на микроконтроллере МС68СК338 фирмы Motorola, и включает 1Mb flash памяти для данных и программ, а также 250 Kb статического оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). Для энергонезависимого хранения данных используется карта Compact Flash (CF) объемом от 16 Mb (в предлагаемой полезной модели 256 Mb). CF-1 поставляется с собственной операционной системой Pico DOS, которая позволяет создать на карте Compact Flash файловую систему, совместимую с MS DOS. Для разработки целевых программ использован компилятор Metrowerks Code Warrior Pro C/C++.

Программное обеспечение системы накопления данных представляет собой набор трех независимых программ. Они располагаются на трех различных участках флэш-памяти и используются для различных целей. Программа установки параметров накопления Settings позволяет просматривать и устанавливать такие параметры регистрации, как количество каналов (до 64 каналов), частота дискретизации (частота дискретизации в данной полезной модели установлена в 1 Гц), размеров буферов данных, режимы диагностики без перекомпиляции и перезагрузки программы накопления. Длительность регистрации для 64 канального (7 ГИМ х 8 датчиков = 56 каналов плюс 8 каналов АГС) непрерывного режима записи при частоте дискретизации 1 Гц достигает до 6 месяцев. Данная модель в рассматриваемом варианте использует только восемь каналов (датчик давления ДД, датчик температуры ДТ, датчик электропроводности ДЭ, два канала электромагнитный датчик течения ЭДТ, акустический датчик скорости распространения звука АДЗ, данные с компаса датчика наклона с блока определения ориентации и наклона ООН). Имеется возможность подключения других гидрофизических датчиков, измеряющих, например, содержание кислорода, рН, редокса, хлорофилла, роддамина, нефтепродуктов, фенолов и т.д.

Источник питания собран из литиевых аккумуляторных батарей, обеспечивающих в настоящее время максимальную емкость на условную единицу весогабаритных характеристик батарей. Источник питания установлен таким образом, чтобы центр тяжести собранной станции располагался на нижней полусфере для обеспечения устойчивости станции на поверхности моря.

Работа АГС ФГ заключается в следующем.

На борту обеспечивающего судна перед постановкой АГС ФГ проходит полный цикл подготовки, включающий в себя включение и тестирование различных узлов и блоков, занесение программы работы станции в программное устройство, задание времени срабатывания исполнительного механизма на приборе срочности. После цикла подготовки АГС ФГ с обеспечивающего судна следующего ходом 1-2 узла сбрасывают сначала радиобуй, затем последовательно верхний (последний) ГИМ, далее предпоследний и т.д. Последним с помощью бортового крана выводят за борт и осуществляют сброс НА АГС с балластом. С этого момента АГС ФГ начинает погружаться со средней скоростью порядка 1 м/с. Герметичный контейнер НА, выполненный из алюминиевых сплавов, производит “мягкое” придонение с помощью гайдропа на дно. После придонения АГС ФГ по программе с ПУ или по команде с ГАКС производит регистрацию, предварительную обработку и накопление гидрофизической информации. Предусмотрен режим регистрации гидрофизической информации на этапе погружения и всплытия АГС ФГ. Накопленная информация может быть передана по спутниковому каналу связи в моменты прохождения спутников в зоне видимости радиобуя.

При приеме с обеспечивающего судна команд на блок ГАКС по гидроакустическому каналу связи, эти команды исполняются ПУ. После завершения программы работ, заложенной в ПУ, программное устройство по программе, либо по команде ГАКС дает команду на блок управления исполнительным механизмом УИМ на отдачу балласта. В случае не прохождения команды, команда на сброс непосредственно исполнительным механизмом размыкателя ИМР может быть продублирована с автономного прибора срочности. Экстренное всплытие АГС ФГ может быть осуществлено в случае затекания станции по сигналу от датчика герметичности, в случае превышения глубины погружения предельной величины 6000 м по сигналу от ДД и по команде по гидроакустическому каналу связи через блок ГАКС.

После всплытия станция включает проблесковый маяк (в ночное время), начинает передавать радиосигнал пеленга через антенну радиолокационного отражателя и радиопередатчика, кодированный сигнал через антенну СРНС. В случае приема сигнала от судового радиолокатора, антенна начинает работать и в режиме активного отражателя. Обнаруженную станцию выбирают на борт судна, в той же по сравнению с постановкой последовательности, а именно сначала выбирается радиобуй, далее последовательно ГИМ и последним НА АГС. После выборки станции производят серию послепостановочных тестов, далее открывают станцию и осуществляют выемку НИ с целью проведения обработки данных.