Что измеряет абсолютный лаг
Судовые лаги, их классификации Погрешности лагов и учет их в судовождении.
Судовые лаги служат для измерения скорости судна и пройденного расстояния. Лаги бывают:
К относительным причисляют лаги, которые измеряют скорость судна относительные воды.
Если лагом измеряют только продольную составляющую скорости судна, то его называют однокомпонентным. Если же лаг измеряет и поперечную составляющую скорости, то он называется двухкомпонентным или лагом-дрейфометром. В зависимости от физического закона, положенного в принцип работы лага, различают:
1. Гидродинамические лаги
2. Индукционные лаги.
3. Гидроакустические доплеровские лаги.
4. Гидроакустические корреляционные лаги.
1. Гидродинамические лаги используют зависимость гидродинамического давления от скорости судна, которая имеет следующую зависимость:
В данном типе лагов с помощью трубки Пито выделяется гидродинамическое давление набегающего потока воды, который возникает при движении судна.
По величине этого давления находят скорость судна.
Данный тип является относительным и однокомпонентным.
3. Принцип работы гидроакустического доплеровского лага основан на эффекте Доплера.
В доплеровском лаге гидроакустическая антенна А излучает электро-звуковые импульсы с опорной частотой f 
, которые направлены в сторону дна. Отражаясь от дна импульсы опять поступают на гидродинамическую антенну А, однако их частота f 
из-за эффекта Доплера > f . Разность этих частот ( 
) называется доплеровским сдвигом частоты, который зависит от скорости судна. Измеряя , в лаге рассчитывается скорость судна.
Данный лаг является абсолютным и двухкомпонентным, т.е изменяет как продольную, так и поперечную составляющую скорости судна.
Для повышения точности измерения скорости судна определение каждой составляющей производится с помощью 2-х лучевой системы. Импульсы посылаются как по направлению, так и в противоположную сторону.
4. Гидроакустический корреляционный лаг с помощью носовой и кормовой гидроакустической антенной зондирует дно под судном.
.
Данный лаг является абсолютным и двухкомпонентным. Оба гидроакустических лага измеряют скорость судна относительно грунта на глубинах до 400 м. При больших глубинах они работают в режиме относительного лага.
Для относительных лагов существуют 3 погрешности:
1. Постоянная погрешность, не зависящая от скорости судна.
2. Линейно-зависящая от скорости судна.
3. Нелинейно-зависящая от скорости судна.
Для компенсации данных погрешностей в схеме лага вырабатывают соответствующие поправки.
Судовые лаги, их классификация. Погрешности лагов и учет их в судовождении.
Относительные лаги.
В настоящее время на судах морского транспортного флота применяются индукционные, гидродинамические и радиодоплеровские лаги, измеряющие скорость относительно воды.
Индукционные лаги. Их действие основано на свойстве электромагнитной индукции. Согласно этому свойству при перемещении проводника в магнитном поле в проводнике индуктируется э. д. с., пропорциональная скорости его перемещения.
С помощью специального магнита под днищем судна создается магнитное поле. Объем воды под днищем, на который воздействует магнитное поле лага, можно рассматривать как множество элементарных проводников электрического тока, в которых индуктируется э. д. с.: значение такой э. д. с. позволяет судить о скорости перемещения судна.
Индукционный лаг, независимо от конструктивного решения его узлов, включает:
электромагнит, токосъемные контакты (электроды) для съема наведенного в воде сигнала; измерительное устройство для измерения сигнала на электродах и преобразования его в скорость; корректирующее устройство, исключающее методическую погрешность измеряемой скорости; счетно-решающее устройство для выработки пройденного судном расстояния; трансляционное устройство для передачи данных о скорости и пройденном расстоянии на репитеры и в судовую автоматику.
Эксплуатируемые на судах морского флота индукционные лаги ИЭЛ-2 и ИЭЛ-2М построены по одинаковой схеме:
они измеряют только продольную составляющую относительной скорости; выступающих за корпус судна частей нет. Вся измерительная и счетно-решающая часть лагов ИЭЛ-2 и ИЭЛ-2М выполнена на полупроводниковых элементах с максимальным использованием интегральных микросхем. Блочно-функциональный принцип построения обеспечивает быстрое отыскание неисправностей и их устранение путем замены отдельных узлов (плат) без последующей регулировки лага. Лаг ИЭЛ-2М является модернизацией лага ИЭЛ-2. Серийно изготовляется в настоящее время только лаг ИЭЛ-2М. Лаг ИЭЛ-2 снят с производства в 1980 г. Лаг ИЭЛ-2М может устанавливаться на всех морских судах, включая ледоколы и суда на подводных крыльях.
Рекомендации по эксплуатации заключаются в следующем. С обрастанием корпуса судна лаги ИЭЛ-2 и ИЭЛ-2М начинают давать заниженные показания. При этом проверка «рабочего нуля», нуля измерительной схемы и масштаба никаких изменений не показывает. Для исключения погрешности за счет обрастания корпуса необходимо установить новый масштаб. Значение нового масштаба:
,
где М — первоначально установленный масштаб;
Vл — наблюдаемая скорость по лагу;
Vи — действительная скорость судна относительно поды в момент наблюдения.
После вычисления нового масштаба необходимо перевести лаг в режим масштабирования (переключатель рода работы в приборе 6 перевести в положение «Масштаб») и с помощью потенциометров «Масштаб грубо» и «Масштаб точно» установить новое значение масштаба. После этого вернуть лаг в рабочий режим. Новое значение масштаба записать в формуляр лага и на карту в приборе 6. Установку нового масштаба можно производить как на ходу, так и при стоянке судна у причала и на якоре.
Гидродинамические лаги. Принцип действия основан на измерении гидродинамического давления, создаваемого скоростным напором набегающего потока воды при движении судна.
Поправка гидродинамического лага, как правило, нестабильна. Основными причинами, обусловливающими ее изменения во время плавания, являются дрейф судна, дифферент, обрастание корпуса, качка и изменение плотности морской воды с изменением района плавания.
Рассчитать изменение поправки лага от влияния первых трех причин не представляется возможным.
Практика показывает, что наибольшую погрешность в измерении скорости вызывает дрейф судна. При больших углах дрейфа погрешность может достигать 3-4%. От изменения дифферента и обрастания корпуса погрешность не превышает 1-2%. При использовании штевневого приёмного устройства погрешность от обрастания корпуса судна вообще не возникает.
Погрешности от дрейфа, дифферента и обрастания корпуса носят систематический характер. Поэтому, будучи определены из наблюдений, они могут учитываться в дальнейшем при счислении.
Погрешность лага за счет качки носит периодический характер. При выработке пройденного расстояния эта погрешность интегрируется и в случае симметричной качки обращается в ноль.
Погрешность (в %) лага от изменения плотности морской воды с изменением района плавания может быть рассчитана по формуле
,
2. Абсолютные лаги.
Под абсолютными понимаются лаги, измеряющие скорость судна относительно грунта. Разработанные в настоящее время абсолютные лаги являются гидроакустическими и делятся на доплеровские и корреляционные.
Гидроакустические доплеровские лаги (ГДЛ). Принцип работы ГДЛ заключается в измерении доплеровского сдвига частоты высокочастотного гидроакустического сигнала, посылаемого с судна и отраженного от поверхности дна.
Результирующей информацией являются продольная и поперечная составляющие путевой скорости. ГДЛ позволяет измерять их с погрешностью до 0,1%, Разрешающая способность высокоточных ГДЛ составляет 0,01— 0,02 уз.
Для измерения только продольной составляющей путевой скорости ГДЛ должен иметь двухлучевую антенну А1 (на рис. 4.1 лучи 1 и 3). Для измерения продольной и поперечной составляющих антенна должна быть четырехлучевой, Лучи 2 и 4 используются в этом случае для измерения поперечной составляющей путевой скорости. На основании измеряемых продольной и поперечной составляющих путевой скорости гидроакустический доплеровский лаг позволяет определять вектор путевой скорости судна в каждый момент времени и снос судна под влиянием ветра и течения.
При установке дополнительной двухлучевой антенны A2 (см. рис. 4.1) ГДЛ позволяет контролировать перемещение относительно грунта носа и кормы, что облегчает управление крупнотоннажным судном при плавании по каналам, в узкостях и при выполнении швартовных операций.
Большинство существующих ГДЛ обеспечивают измерение абсолютной скорости при глубинах под килём до 200-300 м. При больших глубинах лаг перестаёт работать или переходит в режим измерения относительной скорости, т. е. начинает работать от некоторого слоя воды как относительный лаг.
Антенны ГДЛ не выступают за корпус судна. Для обеспечения их заменыбез докования судна они устанавливаются в клинкетах.
В качестве электроакустических преобразователей в антеннах доплеровских лагов используются пьезокерамические элементы.
Источниками погрешности ГДЛ могут быть: погрешность измерения доплеровской частоты; изменение скорости звука в морской воде; изменение углов наклона лучей антенны; наличие вертикальной составляющей скорости судна. Суммарная погрешность по этим причинам у современных лагов не превышает 0,5%.
Корреляционные лаги. Принцип действия гидроакустического корреляционного лага (ГКЛ) заключается в измерении временного сдвига между отраженным от грунта акустическим сигналом, принятым на разнесенные по корпусу судна антенны (рис. 4.2). Сигнал U2(t), принятый задней приемной антенной, повторяет форму сигнала U1(t), принятого передней антенной со сдвигом по времени t, равным:
,
где l — расстояние между антеннами;
Определение временного сдвига производится путем корреляционной обработки принятых сигналов. Для этой цели в тракт сигнала передней антенны вводится переменная временная задержка, производится вычисление взаимнокорреляционной функции огибающих сигналов разнесенных антенн и отслеживаются ее максимальные значения.
На глубинах до 200 м ГКЛ измеряет скорость относительно грунта и одновременно указывает глубину под килем. На больших глубинах он автоматически переходит на работу относительно воды.
Достоинствами ГКЛ по отношению к ГДЛ являются независимость показаний от скорости распространения звука в воде и более надежная работа на качке.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Абсолютный лаг
Е. Bottom speed log
Лаг, производящий измерение скорости относительно дна
Смотреть что такое «Абсолютный лаг» в других словарях:
абсолютный лаг — Лаг, производящий измерение скорости относительно дна. [ … Справочник технического переводчика
ЛАГ — (от голландского log), прибор для определения скорости судна и пройденного им расстояния относительно воды (относительный лаг) или скорости судна относительно морского дна и угла сноса судна (гидроакустический, или абсолютный, лаг) … Современная энциклопедия
Лаг — (от голландского log), прибор для определения скорости судна и пройденного им расстояния относительно воды (относительный лаг) или скорости судна относительно морского дна и угла сноса судна (гидроакустический, или абсолютный, лаг). … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ЛАГ — Происхождение: гол. log навигационный прибор для измерения, скорости и пройденного судном расстояния относительно воды или грунта. Первый называется относительным лагом, а второй абсолютным. По принципу действия относительные лаги подразделяют на … Морской энциклопедический справочник
лаг — а; м. [голл. log] Мор. 1. Навигационный прибор для измерения скорости хода судна и пройденного расстояния. Л. показывает пять узлов хода. 2. Борт судна. Стать лагом к волне. Стать лагом к течению. * * * лаг I (от голл. log), 1) лаг относительный … Энциклопедический словарь
Гидроакустический лаг — абсолютный лаг, работающий на принципе эхолота. Обеспечивает достаточную точность при глубинах, не превышающих 300 м. Различают доплеровские и корреляционные гидроакустические лаги. Действие доплеровских гидроакустических лаг основано на… … Морской словарь
Геомагнитный лаг — абсолютный лаг, основанный на использовании свойств магнитного поля Земли. Например, в геомагнитном лаге используется явление наведения эдс в проводнике при его движении в магнитном поле Земли. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь
ГОСТ 21063-81: Оборудование навигационное судовое. Термины и определения — Терминология ГОСТ 21063 81: Оборудование навигационное судовое. Термины и определения оригинал документа: 11. Абсолютный лаг Е. Bottom speed log Лаг, производящий измерение скорости относительно дна Определения термина из разных документов:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Орловский рысак — Граф Алексей Орлов Чесменский едет на жеребце Барс I. Картина Н. Сверчкова (1890 е; Музей коневодства, Москва) Орловский рысак, или орловская рысистая, знаменитая русска … Википедия
Алтанбулаг — Посёлок Алтанбулаг монг. Алтанбулаг Страна МонголияМонголия … Википедия
Что измеряет абсолютный лаг
Примерно с конца XV в. получил известность простой измеритель скорости – ручной лаг. Он состоял из деревянной дощечки со свинцовым грузом формой в 1/1 круга, к которой прикреплялся легкий трос, имеющий узлы через равные промежутки (чаще всего 7 м).
Для измерения скорости парусных судов, плававших в те времена, лаг, как приблизительно постоянная отметка на поверхности воды, бросали за борт и поворачивали песочные часы, отмеряющие определенную продолжительность времени (14 с). За время, пока сыпался песок, матрос считал количество узлов, которые проходили через его руки.
Число узлов, полученных за это время, давало в пересчете скорость судна в морских милях в час. Этот способ измерения скорости объясняет возникновение выражения «узел».
Лаг – навигационный прибор для измерения скорости судна и пройденного им расстояния. На морских судах применяются механические, геомагнитные, гидроакустические, индукционные и радиодоплеровские лаги. Различают:
– относительные лаги, измеряющие скорость относительно воды; и
– абсолютные лаги, измеряющие скорость относительно дна.
Гидродинамический лаг – относительный лаг, действие которого основано на измерении разности давления, которая зависит от скорости судна. Основу гидродинамического лага составляют две трубки, выведенные под днище судна: выходное отверстие одной трубки направлено к носовой части судна; а выходное отверстие другой трубки находится заподлицо с обшивкой. Динамическое давление
определяется по разности высот воды в трубках и преобразуется механизмами лага в показания скорости судна в узлах. Кроме скорости, гидродинамические лаги показывают пройденное судном расстояние в милях.
Индукционный лаг – относительный лаг, принцип действия которого основан на зависимости между относительной скоростью проводника в магнитном поле и наводимой в этом проводнике электродвижущей силой (ЭДС). Магнитное поле создается электромагнитом лага, а проводником является морская вода. Когда судно движется, магнитное поле пересекает неподвижные участки водной среды, при этом в воде индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости перемещения судна. С электродов ЭДС поступает в специальное устройство, которое вычисляет скорость судна и пройденное расстояние.
Гидроакустический лаг – абсолютный лаг, работающий на принципе эхолота.
Различают доплеровские и корреляционные гидроакустические лаги.
Геомагнитный лаг – абсолютный лаг, основанный на использовании свойств магнитного поля Земли.
Радиолаг – лаг, принцип действия которого основан на использовании законов распространения радиоволн.
На практике отсчеты лага замечают в начале каждого часа и по разности отсчетов получают плавание S в милях и скорость судна V в узлах. Лаги имеют погрешность, которая учитывается поправкой лага.
Относительные лаги.
В настоящее время на судах морского транспортного флота применяются индукционные, гидродинамические и радиодоплеровские лаги, измеряющие скорость относительно воды.
Индукционные лаги. Их действие основано на свойстве электромагнитной индукции. Согласно этому свойству при перемещении проводника в магнитном поле в проводнике индуктируется э. д. с., пропорциональная скорости его перемещения.
С помощью специального магнита под днищем судна создается магнитное поле. Объем воды под днищем, на который воздействует магнитное поле лага, можно рассматривать как множество элементарных проводников электрического тока, в которых индуктируется э. д. с.: значение такой э. д. с. позволяет судить о скорости перемещения судна.
Индукционный лаг, независимо от конструктивного решения его узлов, включает:
электромагнит, токосъемные контакты (электроды) для съема наведенного в воде сигнала; измерительное устройство для измерения сигнала на электродах и преобразования его в скорость; корректирующее устройство, исключающее методическую погрешность измеряемой скорости; счетно-решающее устройство для выработки пройденного судном расстояния; трансляционное устройство для передачи данных о скорости и пройденном расстоянии на репитеры и в судовую автоматику.
Эксплуатируемые на судах морского флота индукционные лаги ИЭЛ-2 и ИЭЛ-2М построены по одинаковой схеме:
они измеряют только продольную составляющую относительной скорости; выступающих за корпус судна частей нет. Вся измерительная и счетно-решающая часть лагов ИЭЛ-2 и ИЭЛ-2М выполнена на полупроводниковых элементах с максимальным использованием интегральных микросхем. Блочно-функциональный принцип построения обеспечивает быстрое отыскание неисправностей и их устранение путем замены отдельных узлов (плат) без последующей регулировки лага. Лаг ИЭЛ-2М является модернизацией лага ИЭЛ-2. Серийно изготовляется в настоящее время только лаг ИЭЛ-2М. Лаг ИЭЛ-2 снят с производства в 1980 г. Лаг ИЭЛ-2М может устанавливаться на всех морских судах, включая ледоколы и суда на подводных крыльях.
Рекомендации по эксплуатации заключаются в следующем. С обрастанием корпуса судна лаги ИЭЛ-2 и ИЭЛ-2М начинают давать заниженные показания. При этом проверка «рабочего нуля», нуля измерительной схемы и масштаба никаких изменений не показывает. Для исключения погрешности за счет обрастания корпуса необходимо установить новый масштаб. Значение нового масштаба:
,
где М — первоначально установленный масштаб;
Vл — наблюдаемая скорость по лагу;
Vи — действительная скорость судна относительно поды в момент наблюдения.
После вычисления нового масштаба необходимо перевести лаг в режим масштабирования (переключатель рода работы в приборе 6 перевести в положение «Масштаб») и с помощью потенциометров «Масштаб грубо» и «Масштаб точно» установить новое значение масштаба. После этого вернуть лаг в рабочий режим. Новое значение масштаба записать в формуляр лага и на карту в приборе 6. Установку нового масштаба можно производить как на ходу, так и при стоянке судна у причала и на якоре.
Гидродинамические лаги. Принцип действия основан на измерении гидродинамического давления, создаваемого скоростным напором набегающего потока воды при движении судна.
Поправка гидродинамического лага, как правило, нестабильна. Основными причинами, обусловливающими ее изменения во время плавания, являются дрейф судна, дифферент, обрастание корпуса, качка и изменение плотности морской воды с изменением района плавания.
Рассчитать изменение поправки лага от влияния первых трех причин не представляется возможным.
Практика показывает, что наибольшую погрешность в измерении скорости вызывает дрейф судна. При больших углах дрейфа погрешность может достигать 3-4%. От изменения дифферента и обрастания корпуса погрешность не превышает 1-2%. При использовании штевневого приёмного устройства погрешность от обрастания корпуса судна вообще не возникает.
Погрешности от дрейфа, дифферента и обрастания корпуса носят систематический характер. Поэтому, будучи определены из наблюдений, они могут учитываться в дальнейшем при счислении.
Погрешность лага за счет качки носит периодический характер. При выработке пройденного расстояния эта погрешность интегрируется и в случае симметричной качки обращается в ноль.
Погрешность (в %) лага от изменения плотности морской воды с изменением района плавания может быть рассчитана по формуле
,
2. Абсолютные лаги.
Под абсолютными понимаются лаги, измеряющие скорость судна относительно грунта. Разработанные в настоящее время абсолютные лаги являются гидроакустическими и делятся на доплеровские и корреляционные.
Гидроакустические доплеровские лаги (ГДЛ). Принцип работы ГДЛ заключается в измерении доплеровского сдвига частоты высокочастотного гидроакустического сигнала, посылаемого с судна и отраженного от поверхности дна.
Результирующей информацией являются продольная и поперечная составляющие путевой скорости. ГДЛ позволяет измерять их с погрешностью до 0,1%, Разрешающая способность высокоточных ГДЛ составляет 0,01— 0,02 уз.
Для измерения только продольной составляющей путевой скорости ГДЛ должен иметь двухлучевую антенну А1 (на рис. 4.1 лучи 1 и 3). Для измерения продольной и поперечной составляющих антенна должна быть четырехлучевой, Лучи 2 и 4 используются в этом случае для измерения поперечной составляющей путевой скорости. На основании измеряемых продольной и поперечной составляющих путевой скорости гидроакустический доплеровский лаг позволяет определять вектор путевой скорости судна в каждый момент времени и снос судна под влиянием ветра и течения.
При установке дополнительной двухлучевой антенны A2 (см. рис. 4.1) ГДЛ позволяет контролировать перемещение относительно грунта носа и кормы, что облегчает управление крупнотоннажным судном при плавании по каналам, в узкостях и при выполнении швартовных операций.
Большинство существующих ГДЛ обеспечивают измерение абсолютной скорости при глубинах под килём до 200-300 м. При больших глубинах лаг перестаёт работать или переходит в режим измерения относительной скорости, т. е. начинает работать от некоторого слоя воды как относительный лаг.
Антенны ГДЛ не выступают за корпус судна. Для обеспечения их заменыбез докования судна они устанавливаются в клинкетах.
В качестве электроакустических преобразователей в антеннах доплеровских лагов используются пьезокерамические элементы.
Источниками погрешности ГДЛ могут быть: погрешность измерения доплеровской частоты; изменение скорости звука в морской воде; изменение углов наклона лучей антенны; наличие вертикальной составляющей скорости судна. Суммарная погрешность по этим причинам у современных лагов не превышает 0,5%.
Корреляционные лаги. Принцип действия гидроакустического корреляционного лага (ГКЛ) заключается в измерении временного сдвига между отраженным от грунта акустическим сигналом, принятым на разнесенные по корпусу судна антенны (рис. 4.2). Сигнал U2(t), принятый задней приемной антенной, повторяет форму сигнала U1(t), принятого передней антенной со сдвигом по времени t, равным:
,
где l — расстояние между антеннами;
Определение временного сдвига производится путем корреляционной обработки принятых сигналов. Для этой цели в тракт сигнала передней антенны вводится переменная временная задержка, производится вычисление взаимно-корреляционной функции огибающих сигналов разнесенных антенн и отслеживаются ее максимальные значения.
На глубинах до 200 м ГКЛ измеряет скорость относительно грунта и одновременно указывает глубину под килем. На больших глубинах он автоматически переходит на работу относительно воды.
Достоинствами ГКЛ по отношению к ГДЛ являются независимость показаний от скорости распространения звука в воде и более надежная работа на качке.
Дата добавления: 2015-02-05 ; просмотров: 3343 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ