Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.
Номер 66-002-06 |
Наименование проекта Всплывающий подводный радиобуй |
Назначение Оперативная передача гидрофизической информации с донных гидростанций на обеспечивающие суда |
Рекомендуемая область применения При выполнении гидрофизических исследований, экологического мониторинга, передаче гидрофизической информации |
Описание
Описание к ИЛ № 66-002-06. Данная работа является результатом опытно-конструкторской работы специального конструкторского бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН г. Южно-Сахалинска. Оперативную передачу гидрофизической информации от донных гидрофизических станции на обеспечивающие суда можно осуществлять через радио- и гидроакустический каналы связи. При этом гидроакустический канал связи имеет относительно радиоканала меньшую скорость передачи при большей энергопотреблении на единицу передаваемой информации. Для передачи гидрофизической информации на центр обработки данных, расположенного на суше, можно использовать только радио - каналы. При проведении гидрофизических исследований на море широко используются радиопередающие буи, которые в последнее время часто становятся добычей морских “хулиганов”. Поэтому в настоящее время имеют определенный интерес к всплывающим подводным радиобуям (РБ), которые на поверхности находятся короткое время, на период передачи гидрофизической информации, полученной донной гидрофизической станцией по спутниковому каналу связи, а остальное время располагаются под водой.
Данный РБ содержит прочный корпус с балластной камерой и рабочее тело, заключенное в сильфоне, взаимодействующим с системой принудительной подачи – выпуска воздуха в балластную камеру. Система меняет свою плавучесть по программе, заданной в специальном блоке управления. РБ состоит из блока управления баллона со сжатым воздухом, сильфона, двух камер, одна исполняет роль ресивера, другая - роль балластной камеры, источника питания (литиевые батареи), поплавка, абонентского пункта спутниковой системы связи, антенны спутниковой системы связи, радиопрозрачного корпуса, стравливающего электроклапана, электроклапана, двух датчиков давления (ДД), датчика герметичности, редуктора, двух пневмопроводов, герметичного прочного цилиндрического корпуса, плоской крышки, отверстий, страховочных фалов, сигнального кабеля, гермоввода, специального зажима и металлического ограждения. Металлическое ограждение предназначено для защиты от случайных ударов радиопрозрачного корпуса, а также с помощью ограждения производится выборка РБ на борт обеспечивающего судна. Сигнальный кабель заведен во внутрь прочного корпуса с помощью гермоввода, от рывка, который может стать причиной порыва кабеля, сигнальный кабель застрахован при помощи страховочных фалов, скрепленных с сигнальным кабелем с помощью специальных зажимов. Прочный цилиндрический корпус с торцов закрыт плоскими крышками, причем нижняя крышка, ограниченная окружностью радиусом, соответствующим радиусу камер, просверлены отверстия для обеспечения связи балластной камеры с окружающей водной средой. В балластной камере располагается сильфон, закачка воздуха в сильфон или откачка воздуха из сильфона осуществляется электроклапаном, управляемого из блока управления. В камере, исполняющей роль ресивера, давление воздуха поддерживается с помощью контроллера в пределах от 0,2 МПа до 0,7 МПа. Нижний предел 0,2 МПа автоматически контролируется с помощью редуктора, который обеспечивает подпитку по пневмопроводу воздухом камеры, в случае понижения давления ниже предела 0,2 МПа - из баллона со сжатым воздухом (давление до 23 МПа). Верхний предел 0,7 МПа контролируется с помощью датчика давления и стравливающего электроклапана по пневмопроводу. Источник питания собран из литиевых батарей МРЛ-200. Абонентский пункт спутниковой системы связи “Гонец” с помощью антенны осуществляет передачу гидрофизической и служебной информации в центр обработки данных (ЦОД). Датчик давления обеспечивает контроль глубины погружения РБ. Поплавок, изготовленный из синтактических материалов с плотностью 0,5 кгс/дм3, обеспечивает РБ положительную плавучесть порядка 2 кгс (когда сильфон закачан воздухом в полном объеме). Блок управления обеспечивает выполнение РБ работ либо по заложенной программе, либо по командам, полученным по радиоканалу, либо по командам, полученным с донной гидрофизической станции. Работа РБ заключается в следующем: донная гидрофизическая станция через сигнальный кабель со страховочным фалом, который вытягивается с помощью поплавка, находящегося на глубине 20-40 метров, связана с РБ в единую систему. РБ в основном находится в подводном положении, всплывая на поверхность лишь для передачи информации по спутниковому каналу связи. Предельная глубина погружения РБ до 400 метров, рекомендуемая рабочая глубина до 200 метров. РБ находится в режиме ожидания в подводном положении. По программе, заложенной в блоке управления или по команде с донной гидрофизической станции, блок управления дает с помощью контроллера команду электроклапану о закачке воздуха из камеры, исполняющей роль ресивера, в сильфон. Сильфон начинает выдавливать воду из балластной камеры и с некоторого момента времени РБ начинает подъем. Начало подъема РБ фиксируется при помощи датчика давления, контролирующего нижний предел давления. С момента начала подъема блок управления дает с помощью контроллера команду электроклапану о прекращении закачки воздуха из камеры в сильфон. При этом в камере, исполняющей роль ресивера, давление может понизиться ниже 0,2 МПа. При понижении давления в камере ниже 0,2 МПа производится автоматическая закачка воздуха в эту камеру редуктором из баллона со сжатым воздухом до достижения нижнего предела 0,2 МПа. При достижении поверхности РБ по команде с блока управления абонентский пункт спутниковой связи с помощью антенны сообщает ЦОД о начале сеанса связи, после чего начинает передачу накопленной донной гидрофизической станцией информации. После окончания передачи гидрофизической информации, РБ отвечает на служебные вопросы с ЦОД и принимает новые установки (в случае изменения программы работ) для РБ и для гидрофизической станции. После окончания сеанса связи блок управления дает с помощью контроллера команду электроклапану о начале откачки воздуха из сильфона в камеру, исполняющую роль ресивера, что приводит к забору забортной воды в балластную камеру. Закачка воздуха в камеру может привести к превышению верхнего предела 0,7 МПа. Избыточное давление в камере (более 0,7 МПа), фиксируемое с помощью датчика давления, контролирующего верхний предел, стравливается за борт по пневмопроводу (по команде с блока управления) стравливающим электроклапаном. Начало движения РБ вниз (под воду) фиксируется с помощью датчика давления. С этого момента времени по команде из блока управления прекращается откачка воздуха из сильфона. Такой цикл может многократно повторяться по программе, заложенной в блоке управления или по команде с гидрофизической станции. Экстренное всплытие РБ может, произведено по команде с датчика затекания или при понижении напряжения источника питания ниже критической, вследствие истощения емкости литиевых батарей. Такая схема работы РБ обеспечивает эффективное использование запаса сжатого воздуха в баллоне. Работа с РБ в составе гидрофизического комплекса выполняется следующим образом. После выполнения предпостановочных мероприятий производится постановка комплекса в следующей последовательности. Сначала за борт обеспечивающего судна выносится РБ, затем стравливается кабель со страховочным фалом, далее ставится поплавок, затем стравливается кабель с фалом и, наконец, с использованием судового крана выносится за борт донная гидрофизическая станция с балластом. Донная гидрофизическая станция, погружаясь, увлекает за собой кабель, затем и поплавок. В конкретном районе экспериментальных работ с учетом глубины места необходимо установить такую длину сигнального кабеля со страховочным фалом, чтобы поплавок устанавливался на глубине 20-40 метров. Через определенное время по программе РБ уходит под воду, занимая свою рабочую позицию (режим ожидания). Далее РБ выполняет свою работу по заложенной программе. После выполнения рабочей программы, донная гидрофизическая станция по программе или по команде, полученной по гидроакустическому каналу связи, отдает балласт и начинает всплытие. Выборка гидрофизического комплекса производится в той же последовательности, как и постановка. Сначала выбирается РБ затем последовательно поплавок и донная гидрофизическая станция. |
Преимущества перед известными аналогами Большая скорость передачи при меньшем энергопотреблении на единицу передаваемой информации |
Стадия освоения Внедрено в производство |
Результаты испытаний Использование РБ обеспечивает надежную передачу гидроинформации |
Технико-экономический эффект Годовой экономический эффект 500 тыс. руб. |
Возможность передачи за рубеж Возможна передача за рубеж |
Дата поступления материала 22.11.2006 |
У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)
Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)
Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)
Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)