Эксплуатация индукционного лага

Комплект приборов лага

В комплект лага входят следующие приборы (рис. 1):

- индукционный преобразователь (прибор 9);

центральный прибор (прибор 6);

- прибор питания (прибор 3);

- согласующий прибор (прибор 29);

- указатель скорости судна (прибор 1);

- указатель скорости V судна и пройденного им расстояния S (прибор 5);

- размножитель информации (прибор 59);

- прибор связи (прибор 119).

Прибор 9 является датчиком первичной информации, который представляет собой индукционный преобразователь, вырабатывающий электрический сигнал, пропорциональный скорости судна относительно воды.

Этот прибор устанавливается в специальном клинкете. Имеются две мо­дификации индукционного преобразователя: с установкой заподлицо с корпусом судна или с выдвижением за днище судна до 890 мм. На судах морского флота в настоящее время используют индукционные преобразователи, устанавливаемые заподлицо с корпусом судна (прибор 9Д с герметизированным кабелем). Размещение прибора в клинкете позволяет легко заменять его в случае выхода из строя. Суда на подводных крыльях вместо прибора 9 несут прибор 64, который монтируется стационарно на крыле.

Прибор 6 предназначен для преобразования сигнала, поступающего от прибора 9 (или прибора 64), в показания скорости V судна и пройденного им расстояния S. В приборе имеются блоки преобразования, индикации, контроля и управления.

Прибор 3 служит для преобразования напряжения судовой сети частотой 50 Гц 220 В в напряжения требуемых значений постоянного и переменного тока. Кроме этого в приборе создается опорное напряжение ~U_oп, необходимое для работы лага.

Прибор 29 согласует выходное сопротивление индукционного преобразователя с входным сопротивлением измерительной схемы прибора 6. В согласующем приборе размещен предварительный усилитель сигнала.

Прибор 1 представляет собой цифровой индикатор скорости (от 0 до 30 узлов).

Прибор 5 содержит цифровой указатель скорости судна и механический счетчик пройденного судном расстояния.

Прибор 59 позволяет размножать получаемую информацию и подключать к схеме лага дополнительно до семи репитеров скорости судна и пройденного расстояния.

Прибор 119 преобразует цифровой код скорости судна в аналоговую форму сигнала V, необходимую для подключения лага к гирокомпасу и радиолокатору.

При установке комплекта приборов лага на судне необходимо добиваться, чтобы длина соединительного кабеля между отдельными приборами не превышала допустимых установленных значений:

приборы 3 – 29 до 150 метров;

приборы 3 – 6 до 50 метров;

приборы 9 – 29 до 50 метров.

Принцип действия лага

Чувствительным элементом лага является индукционный преобразователь, который вырабатывает сигнал ~U_ип, пропорциональный скорости V судна. Принцип действия индукционного преобразователя основан на явлении электромагнитной индукции. При движении судна поток морской воды обтекает торцовую поверхность корпуса преобразователя (рис. 2). На этой поверхности расположены два электрода 2. Линия, соединяющая электроды, перпендикулярна диаметральной плоскости судна.

Внутри корпуса расположен вертикальный электромагнит 1, обмотка которого пи­тается однофазным переменным током частотой 50 Гц (~U_пит). Электромагнит создает магнитное поле, перемещающееся вместе с судном относительно воды. Морская вода является проводником тока, поэтому в ней наводится ЭДС, представляющая собой выходной сигнал ~U_ип индукционного преобразователя.

Это напряжение состоит из двух частей: полезного сигнала, зависящего от скорости V судна, и помехи, которая называется квадратурной, так как она сдвинута по фазе на π/2 по отношению к полезному сигналу. Сигнал ~U_ип снимается с электродов 2 и передается в электрическую схему лага для преобразования его в отсчёт скорости V судна.

При преобразовании сигнала квадратурная помеха отделяется от полезного сигнала и компенсируется.

 

На рис. 3 представлена блок-схема индукционного лага, поясняющая принцип преобразования сигнала в показания скорости судна и пройденного расстояния.

При движении судна в индукционном преобразователе возникает сигнал переменного тока ~U_ип, пропорциональный скорости V судна. Этот сигнал поступает в прибор 29, в котором находится предварительный усилитель УП, предназначенный для согласования выходного сопротивления ИП с входным сопротивлением усилителя измерительного канала УИК. В блоке УИК производятся усиление сигнала ~U_ип и преобразование его в напряжение постоянного тока -U_c.

Одновременно с преобразованием сигнала из него исключается квадратурная помеха, которая всегда возникает в ИП при работе лага. Сигнал постоянного тока -U_c, свободный от помехи, с выхода УИК подается в преобразователь «напряжение – время» (ПНВ). Сюда же поступает опорное напряжение в виде сигнала постоянного тока -U_oп. Опорное напряжение вырабатывается в приборе питания (прибор 3), по­ступает в усилитель опорного канала УОК, где усиливается и преобразуется в сигнал постоянного тока -U_oп.

В блоке ПНВ при помощи сигналов -U_c и -U_oп вырабатывается прямоугольный импульс, длительность которого пропорциональна скорости V судна. Для измерения значения τ, т.е. для расчета скорости V, служит преобразователь «время – цифра» (ПВЦ). Определение осуществляется путем подсчета числа импульсов (за время τ), поступающих от генератора опорной частоты (f₀ = 250 кГц). Чем выше скорость судна, тем длиннее промежуток времени τ и тем большее число импульсов будет подсчитано.

Эта информация поступает в устройство индикации скорости УИС и устройство индикации расстояния УИР. В итоге в блоке УИС вырабатывается цифровая индикация скорости V, а в блоке УИР — пройденного расстояния S.Эти данные подаются в репитеры: в прибор 1 — скорость, в прибор 5 — скорость и пройденное расстояние.

 

Конструкция приборов лага ИЭЛ-2М

Индукционный преобразователь (прибор 9). Он представляет собой забортное устройство, устанавливаемое в прорези днища заподлицо с обшивкой корпуса судна. Является датчиком сигнала, получаемого в результате преобразования скорости потока воды, обтекающей корпус судна, в электрическое напряжение. На рис. 4 представлена конструкция преобразователя. Его основными деталями являются трехстержневой электромагнит 7 и два электрода 6 для съема сигнала –U_ип. Электромагнит, создающий поток магнитной индукции, имеет три обмотки 4, в которые подается ток питания напряжением -U_nиm частотой 50 Гц. Обмотки электромагнита соединены последовательно. Нижняя часть 5 индукционного преобразователя выполнена из изоляционного материала.

Съемные электроды 6, находящиеся на поверхности нижней части 5 преобразователя, соприкасаются с забортной водой. Внутренняя полость корпуса 3 индукционного преобразователя залита эпоксидной смолой и представляет собой монолитную конструкцию, которая шпильками и гайками крепится к стойке 1 прибора 9. Для контроля изоляции между проводами преобразователя и его корпусом 3 предусмотрен электрод 2, впаянный в корпус. К этому электроду подводится отдельный провод. Внутри стойки 7 проходит жгут из пяти проводов, которые через штепсельный разъем 8 соединяют схему лага с элементами преобразователя.

Индукционный преобразователь устанавливают в клинкете (прибор 11). Клинкет изолируют от корпуса судна полиэтиленовыми втулками. С целью уменьшения помех все провода преобразователя экранируют.

Согласующий прибор (прибор 29). Он имеет корпус 6 (рис. 5) с откидной крышкой 2. В корпусе расположены три контактные платы 5. На внутренней стороне крышки 2 закреплена плата 1, на которой смонтирован предварительный (согла­сующий) усилитель УП. Элементы усилителя защищены кожухом (экраном) 12, в котором имеется отверстие 11 для наблюдения за контрольной лампой 3. Эта лампа подключена к выходу согласующего усилителя УП и свидетельствует о наличии выходного сигнала.

В процессе работы лага возникает необходимость изменять коэффициент усиления УП. Для этой цели в схеме лага предусмотрены резисторы 29R20, 29R21 и 29R22. Подключение этих резисторов может быть выполнено с помощью перемычки 7, которая устанавливается между соответствующими контактами средней платы 5. При этом осуществляется дискретное изменение коэффициента усиления УП в пределах ±25%. Необходимость такой операции может возникнуть при тарировке лага.

Подключение прибора к схеме лага осуществляется с помощью кабелей, проходящих через сальник 9. Для уменьшения влажности внутри прибора расположен патрон с силикагелем.

Центральный прибор (прибор 6). В нём расположены основные блоки и узлы лага, а также органы управления и контроля. На рис.6 показана лицевая часть прибора.

1. Окно счетчика пройденного расстояния;

2. Табло указателя скорости;

3. Сигнальные табло «Сеть» (зеленого цвета);

4. «Неисправность» (красного цвета);

5. «Ручной ввод» (желтого цвета);

6. Тумблер включения лага;

7. Рукоятка «Подсветка» для регулировки яркости освещения шкалы счетчика пройденного расстояния

Рис. 7. Центральный прибор с открытой крышкой

На рис.7 изображён центральный прибор с открытой крышкой.

На её внутренней стороне видны сигнальные лампы 22 «Сеть», 21 «Неисправность», 20 «Ручной ввод», а также 18 «Регулятор подсветки». В верхней части установлен блок 2 цифровой индикации скорости.

В корпусе размещены блоки и узлы схемы лага:

4. Блок выработки синхроимпульсов;

5. Блок преобразователя, в который входят усилитель измерительного канала УИК, усилитель опорного канала УОК и преобразователь «напряжение – время» (ПНВ);

6. Блок управления

7. Панель, на которой находятся органы управления и контроля;

8. Блок цифрового фильтра;

9. Блок делителя интегратора;

10. Блок выдачи информации;

11. Блок корректора

12. Коммутатор;

13. Панель с предохранителями;

14. Контейнер с коммутационными перемычками корректора;

15. Узел пройденного расстояния, состоящий из шагового двигателя и счетчика пройденного расстояния.

На внутренней стороне крышки размещены:

1. Отвертка, которой производят установку регулировочных потенциометров;

3. Ключ для установки контактных перемычек в коммутаторе 12 блока 11 корректора;

16. Ручка для извлечения съемных плат из центрального прибора;

19. Матовое стекло записи эталонной скорости для контроля работы лага.

Прибор питания (прибор 3). В нем расположены силовой трансформатор, выпрямители, стабилизаторы, элементы контроля и сигнализации. Прибор питания является устройством, которое вырабатывает напряжения, необходимые для работы лага. На рис. 8 показан общий вид прибора с открытой крышкой. Внутри корпуса размещены:

Сигнальная лампа 1 зеленого цвета, которая горит при наличии напряжения на вторичной обмотке силового трансформатора, расположенного внутри прибора питания.

Сигнальная лампа 2 красного цвета отсутствия тока в цепи.

Сигнальная лампа 3 «Контроль», которая зажигается при наличии напряжения в цепи, подсоединяемой к схеме контроля переключателем 4.

Переключатель 4 на 11 фиксированных положений, предназначенный для проверки основных напряжений в схеме.

Съемные платы 5, 6, 7. На платах 5 и 6 смонтированы стабилизаторы на­пряжения, на плате 7 — блок автоматического контроля и сигнализации. При исчезновении какого-либо напряжения блок 7 включает сигнальную лампу 2 красного цвета в приборе 3, а также лампу 4 (см. рис. 6) в приборе 6.

Предохранители 8 цепи питания лага.

Выключатель 9 «Сеть».

Регулирующий транзистор 10 стабилизатора 5 В.

Выходные гнезда 11 для контроля напряжений.

Предохранители 12 отдельных цепей питания.

В схемах стабилизаторов предусмотрена защита от короткого замыкания в цепи нагрузки. После срабатывания защиты необходимо отключить сеть (выключа­телем «Сеть») и через 15с вновь подать ток питания в схему.

Органы управления лага

Блок управления (позиции 6 и 7 на рис. 7), расположенный в центральном приборе 6, имеет элементы, с помощью которых задают режим работы лага, осуществляют включение и отключение отдельных узлов, производят необходимые регулировки и периодический контроль работы всех блоков схемы.

На рис. 10 показана панель блока управления с элементами, которые предназначены для управления и контроля.

 

 

Переключатель 1 (рис. 9) имеет 11 фиксированных положений. Первые три положения (не отмеченные цифрами) определяют режимы лага: «Работа», «Калибровка», «Масштабирование.

В режиме «Работа» (исходное положение переключателя 1) на вход схемы подключается индукционный преобразователь. При отсутствии движения судна лаг должен показывать нулевой отсчёт скорости – «рабочий нуль». В случае необходимости выполняют регулировку потенциометром 8 «Уст. 0-Р».

В режиме «Калибровка (второе положение переключателя 1) вход схемы замыкается на корпус. Независимо от того, имеет судно ход или нет, лаг должен показывать нулевой отсчёт скорости. Для регулировки «электрического нуля» служит потенциометр 9 – «Уст. 0-К».

В режиме «Масштабирование (третье положение переключателя 1) на вход схемы поступает эталонное напряжение. Лаг должен показывать некоторый отсчёт эталонной скорости, записанный на матовом стекле прибора. Значение эталонной скорости определяется на мерной линии и устанавливается грубо регулятором 11 и плавно (дополнительно) регулятором 10. Посредством указанных регуляторов задают определённую крутизну характеристики схемы лага, которая сохраняется в рабочем режиме.

При отказе индукционного преобразователя и (или) согласующего прибора предусмотрен ручной ввод сигнала скорости. Необходимо переключатель 1 установить в положение «Ручной ввод»». Загорается жёлтое сигнальное табло 5 центрального прибора (рис. 6). Скорость выставляется на цифровом указателе по оборотам винтов с помощью рукоятки 3.

На панели блока управления расположены тумблеры 4 для включения и выключения корректора, фильтра 5, счётчика пройденного расстояния 6. Гнёзда 7 предназначены для подключения внешнего имитатора, позволяющего произвести точную установку заданных значений скорости при проверке правильности ввода в корректор данных мерной линии.

Эксплуатация индукционного лага

1). Калибровка (тарировка) лага на мерной лини. Производится специалистами сервисной службы не реже одного раза в год, после замены индукционного преобразователя, ремонта лага, в случае изменения поправок на величину, превышающую предельную погрешность их определения на мерной линии. Измеряется сопротивление изоляции индукционного преобразователя (более 100 Мом). Результаты калибровки заносятся в формуляр лага.

2). Включение лага. Исходное положение органов управления:

· в приборе 3 тумблер 9 в положении «Сеть»;

· В приборе 6 переключатель 1 в положении «Работа», тумблер 6 «Мили» в положении «Ход», тумблер 4 «Корректор» в положении «Откл.», тумблер 5 «Фильтр» в положении 1 (налево).

Включение и выключение лага осуществляется тумблером 6 на боковой панели центрального прибора. После включения в центральном приборе, приборе питания, размножителе информации и приборе связи загораются табло зелёного цвета. При коротких стоянках в порту лаг рекомендуется не выключать.

3). Проверка и регулировка лага перед выходом судна в рейс. Через 30-40 минут после включения лага последовательно выполняются следующие операции:

· «Установка рабочего нуля» (проверка и регулировка «нуля» схемы при подключенном индукционном преобразователе). Допуск – 0,1 узла. При большем отклонении необходима регулировка – см. раздел «Органы управления лага».

· «Калибровка» (установка «электрического нуля») измерительной схемы лага при замкнутом накоротко входе. Допуск – 0,1 узла. При большем отклонении необходима регулировка – см. раздел «Органы управления лага».

· «Контроль масштабирования» (проверка схемы лага при отключенном индукционном преобразователе и поданном на вход схемы эталонном напряжении). Лаг должен показывать скорость, определённую по результатам мерной линии и записанную на матовом стекле внутри центрального прибора. При большем отклонении необходима регулировка – см. раздел «Органы управления лага».

Переключатель 1 в центральном приборе вернуть в положение 1.

4). Контроль работоспособности лага в море заключается в контроле показаний скорости и контроле сигнализации о неисправностях лага:

· контроль показаний скорости лага – путём периодического сличения показаний скорости со скоростью по оборотам винтов или по расстояниям между точными обсервациями. Рекомендовано в процессе плавания периодически включать режимы «Калибровка» и «Контроль масштабирования».

При размахе показаний лага на волнении более 0,5 узла тумблер 5 «Фильтр» центрального прибора установить в положение 2 (направо).

· контроль сигнализации о неисправностях лага – путём наблюдения за табло «Неисправность» красного цвета на центральном приборе и приборе питания. Поиск и устранение неисправности выполняется с учётом рекомендаций граф-схем в инструкции по эксплуатации. После замены блоков и предохранителей регулировка не требуется. При отказе индукционного преобразователя и (или) согласующего прибора использовать режим «Ручной ввод» в центральном приборе. Проверка работоспособности – представлена выше.

5). Особые указания:

· запрещается подавать питание на лаг, когда индукционный преобразователь не имеет контакта с водной средой - преобразователь перегорает;

· при первой возможности производить чистку электродов индукционного преобразователя - ветошью, смоченной в воде, уайт-спирите или ацетоне (в зависимости от загрязнения).

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: