Назначение и виды дистанционных магнитных компасов, порядок и правила их подготовки к рейсу. Расчет переходного процесса картушки. Оценка необходимой точности положения судна при пеленговании. Анализ девиации компаса в открытом море, ее профилактика.
При низкой оригинальности работы "Исследование работы и эксплуатационных характеристик дистанционных компасов", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Пока судно в море, курсоуказатель не должен выходить из строя ни на одну минуту, иначе судно теряет ориентировку и лишается возможности продолжать путь. Котелок 4 магнитного компаса имеет картушку 2 с прозрачной шкалой 3. Получая от зондов напряжение, пропорциональное указанным компонентам магнитного поля картушки, эти обмотки создают внутри СКВТ ортогональные магнитные потоки Ф1 и Ф2, образующие в сумме магнитный поток, ориентация вектора Ф которого внутри статора определяется положением картушки относительно диаметральной плоскости судна. Таким образом, устанавливая ротор СКВТ в такое положение, когда на одной из его обмоток сигнал постоянно будет равен нулю, мы будем отслеживать изменение ориентации картушки относительно диаметральной плоскости судна. Следует иметь в виду, что следящие системы передают информацию от картушки МК к потребителям с некоторой погрешностью, что уменьшает точность работы системы в целом.В ходе выполнения настоящего курсового проекта мною были изучены различные виды дистанционных магнитных компасов, их назначение, устройство и тактико-технические данные.
Введение
дистанционный компас картушка пеленгование
Магнитный компас занимает особое место среди современных технических средств судовождения. Этот древний прибор, переживший не одно тысячелетие, до сих пор несет свою службу на всех флотах мира. Объясняется это тем, что магнитный компас обладает достоинствами, свойственными очень немногим навигационным приборам. Он прост в обращении, недорог, действует автономно и, что самое главное, надежно.
Безотказность действия любого прибора является очень ценным его качеством, но особенно это важно для курсоуказателя.
Пока судно в море, курсоуказатель не должен выходить из строя ни на одну минуту, иначе судно теряет ориентировку и лишается возможности продолжать путь. По существующим правилам ни одно самоходное судно, какими бы новейшими техническими средствами оно ни было оборудовано, не может быть выпущено в море, если на судне отсутствует магнитный компас.
В последнее время появилась возможность применения магнитного компаса в комплексных системах курсоуказания, основанных на фильтрации помех, возникающих в магнитных и гироскопических датчиках, действующих совместно. Это новый шаг в применении магнитного компаса, свойственный новому времени-веку автоматизации. Изучение магнитного компаса как прибора, овладение правилами технической его эксплуатации на судне являются неотъемлемой частью подготовки инженера-судоводителя. Каждый судоводитель должен уметь определить девиацию магнитного компаса и, если она велика, уметь уничтожить ее.
1.1 Назначение и виды дистанционных магнитных компасов
Современные МК снабжаются системой дистанционной передачи информации Наибольшее распространение получили оптические и электромеханические системы Последние более универсальны т.к. позволяют не только отобразить информацию на репитерах но и ввести ее в другие устройства, например РЛС авторулевые и т.п. Электромеханические системы дистанционной передачи информации МК часто дополняются электронными системами с целью преобразования аналогового сигнала в цифровой для передачи его по линиям связи и отображения на цифровых репитерах. Могут применяться цифровые системы дистанционной передачи информации с последующим преобразованием ее в аналоговый сигнал для тех потребителей, которые работают с указанным видом сигнала. Рассмотрим вкратце отдельные виды систем.
Оптическая система дистанционной передачи информации
Оптическая система дистанционной передачи позволяет отобразить в ходовой рубке информацию о курсе судна, снятую с картушки компаса. Это может быть обеспечено путем использования специальной оптической трубы, связывающей МК с ходовой рубкой, или с помощью волоконного оптического кабеля. Схема передачи информации по оптической трубе показана на рис. Котелок 4 магнитного компаса имеет картушку 2 с прозрачной шкалой 3. Сверху котелок накрыт стеклом 1 и установлен в нактоузе 5. Шкала картушки может подсвечиваться 7, благодаря чему она хорошо видна в любое время суток. Луч света проходит через прозрачное стекло 8, оптическую систему 9, стекло 10 и далее попадает на зеркало 13, положение которого может подстраиваться под глаз наблюдателя. Оптическая труба проходит сквозь подволок 12 ходовой рубки, располагается над стойкой авторулевого и имеет подогрев с целью предотвращения запотевания стекол.
Несколько иначе выглядит оптическая система передачи информации по волоконному кабелю Она имеет объектив, позволяющий проектировать небольшой сектор шкалы картушки на входной конец световода. Выходной его конец соединен с репитером, который, как правило, проектирует изображение, передаваемое по кабелю, на экран в виде матового стекла. Такой репитер позволяет видеть значение текущего курса судна нескольким наблюдателям одновременно.
Могут иметь место и иные варианты построения оптических дистанционных передач, но они не несут в себе каких либо принципиальных отличий.
Электромеханическая система, дистанционной передачи информации
Электромеханическая система дистанционной передачи информации, как правило, создается на базе индукционного датчика (ИД) ориентации картушки МК. Этот датчик содержит два или три магнитных зонда (часто их называют феррозодами), каждый из которых позволяет определить значение составляющей напряженности измеряемого магнитного поля вдоль своей оси. Совместное использование сигналов этих зондов дает возможность определить направление вектора напряженности магнитного поля, создаваемого картушкой компаса, относительно диаметральной плоскости судна
Принцип действия магнитного зонда
Магнитный зонд имеет два сердечника 1 выполненные из магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, например из пермаилоя. На каждый сердечник наматываются обмотки 2 и 3, имеющие одинаковое количество витков. Эти обмотки соединяются последовательно и встречно и питаются напряжением Uп переменного тока. Магнитные потоки Ф1 и Ф2, создаваемые указанны ми обмотками в любой фиксированный момент времени равны друг другу и противоположно направлены (рисунок а). Величина этих потоков подбирается таким образом чтобы стержни при любом значении напряженности измеряемого магнитного поля гарантированно переводились бы в состояние насыщения. На оба сердечника наматывается общая обмотка 4, с которой снимается выходной сигнал Uв магнитного зонда.
Принцип действия зонда состоит в следующем. При отсутствии внешнего намагничивающего поля Х результирующий магнитный поток Фс = Ф1 - Ф2, связанный с обмоткой 4, будет равен нулю и на ее выходе никакого сигнала не будет.
Если напряженность Х измеряемого поля не равна нулю, то магнитный поток Фх этого поля в одном стержне будет складываться с потоком подмагничивания, а в другом вычитаться из него. Это приведет к тому, что оба сердечника будут переходить в режим насыщения не одновременно (рис. б), как это было при Х=0. В результате суммарный магнитный поток Фс, сцепленный с обмоткой 4, будет изменяться так, как это показано на (рис. в). Изменение потока приведет к появлению на выходной обмотке 4 напряжения U, (рис. г), пропорционального степени асимметрии потоков Ф1 и Ф2, а следовательно, и напряженности измеряемого поля. В связи с тем, что за один период напряжения подмагничивания стержни будут переходить в насыщенное состояние два раза, частота импульсов U. будет в два раза выше частоты напряжения Un. В результате последующей фильтрации напряжение Uв преобразуется к гармоническому виду 1.
Следует отметить, что фаза выходного сигнала магнитного зонда изменяется на противоположную, если вектор напряженности измеряемого поля меняет свой знак.
Структура системы дистанционной передачи информации
Как уже было указано выше, ИД может содержать в своем составе два или три феррозонда, каждый из которых измеряет составляющую магнитного поля катушки вдоль оси своих сердечников. Он размещается в котелке МК под картушкой и вместе с котелком ориентируется требуемым образом относительно диаметральной плоскости судна.
Если используется двухзондовый ИД, то ось чувствительности одного зонда устанавливается вдоль диаметральной плоскости, а другого перпендикулярно ей. В этом случае зонд 1 будет измерять продольную составляющую Х поля картушки, а зонд 2 - поперечную У. Сигнальные обмотки зондов связаны со статорными обмотками синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ). Получая от зондов напряжение, пропорциональное указанным компонентам магнитного поля картушки, эти обмотки создают внутри СКВТ ортогональные магнитные потоки Ф1 и Ф2, образующие в сумме магнитный поток, ориентация вектора Ф которого внутри статора определяется положением картушки относительно диаметральной плоскости судна. Магнитный поток Ф индуктирует в обмотках ротора СКВТ напряжения, которые будут зависеть как от величины потока, так и направления вектора Ф относительно плоскости роторных обмоток. Если плоскость обмотки ротора параллельна вектору Ф, то ЭДС, индуктированная в ней, при любом значении его модуля будет равна нулю. Таким образом, устанавливая ротор СКВТ в такое положение, когда на одной из его обмоток сигнал постоянно будет равен нулю, мы будем отслеживать изменение ориентации картушки относительно диаметральной плоскости судна.
С этой целью, сигнал с роторной обмотки СКВТ после его усиления усилителем А поступает на двигатель Д, который через редуктор Р поворачивает ротор СКВТ. Когда сигнал, поступающий на двигатель, станет равным нулю, вращение ротора прекратится.
В трехзондовом датчике оси зондов образуют равносторонний треугольник. Их обмотки подмагничивания включаются последовательно и питаются от специального генератора переменного тока. Сигнальные обмотки соединены в треугольник и подключены к статорным обмоткам сельсина. В рассматриваемом случае измеряются три составляющие HI, H2 и НЗ магнитного поля, образованного картушкой компаса. Напряжения, пропорциональные измеренным компонентам, создают в сельсине три магнитных потока Ф1, Ф2 и ФЗ Направление вектора напряженности результирующего поля, образованного указанными потоками, будет, как и в предыдущем случае, определяться текущей ориентацией картушки МК. Ротор сельсина с помощью следящей системы, аналогичной рассмотренной выше, будет приводиться в состояние, при котором сигнал, снимаемый с его обмотки, будет равен нулю. Таким образом, осуществляется отслеживание поворотов картушки компаса и, как следствие, изменения курса судна.
Наряду с описанными вариантами, могут использоваться датчики, в которых магнитный зонд имеет одну обмотку и является, по существу, переменным индуктивным сопротивлением. Величина указанного сопротивления зависит от степени подмагничивания сердечника полем магнитов картушки. Сердечники зондов L1…L3 повернуты в пространстве друг относительно друга на угол, равный 120°, аналогично тому, как это имело место в рассмотренном выше трехзондовом ИД. Степень их намагниченности, а, следовательно, и величина индуктивного сопротивления обмоток, будет зависеть от ориентации зондов по отношению к картушке МК. Спряжения на резисторах R1…R3 определяются разностью напряжения U~ и падений напряжений на обмотках феррозондов. В связи с тем, что их векторы развернуты друг относительно друга на угол 120° то в совокупности они представляют собой трехфазное напряжение которое может быть использовано для дистанционной передачи информации системой аналогичной рассмотренной выше.
На этом принципе фирмой Анщютц разработан магнитный зонд типа 108-010, который может быть смонтирован на любой компас не имеющий встроенной электромеханической дистанционной передачи. Зонд может быть установлен на котелке компаса как сверху так и снизу. Для центрирования установочной шайбы относительно шкалы картушки используется специальная накладка которая после наклеивания шайбы на стекло удаляется. К установочной шайбе с помощью шпилек крепится магнитный зонд. Сам котелок располагается как обычно в кольце карданова подвеса.
Следует иметь в виду что выше описан лишь принцип построения дистанционных систем. Реальные устройства имеют более сложный состав позволяющий решать задачи устойчивости работы следящих систем компенсировать часть ошибок МК сравнивать его сигналы с сигналами поступающими от других курсоуказателей и т.п.
Как было указано выше, описанные электромеханические синхронные системы передачи угла поворота картушки не являются единственно возможным и заведомо лучшими системами, предназначенными для решения рассматриваемой задачи. Уместно предположить, что на современном уровне развития цифровой техники использование чисто электронных систем связи может оказаться более предпочтительным. Одним из примеров такой системы является вариант дистанционной передачи, использующий емкостной преобразователь угла поворота картушки МК.
Первичный преобразователь углового перемещения представляет собой конденсатор переменной емкости, ротор которого жестко связан с картушкой компаса. Он включен в схему кварцевого генератора, частота которого определяется текущим значением этой емкости, зависящей от курса судна. Таким образом, угловое перемещение картушки компаса преобразуется сначала в изменение емкости, а затем в отклонение частоты колебаний. Колебания разностей частоты, получаемые в смесителе путем смешения частот управляемого и опорного кварцевых генераторов, преобразуются формирователем импульсов в последовательность однополярных импульсов, период следования которых содержит информацию о компасном курсе судна. Эта информация обрабатывается в вычислительном блоке, с учетом значения магнитной девиации, которая вводятся в программатор штурманом через клавиатуру интерфейса ввода-вывода информации. Аналогичным образом вводятся значения магнитного склонения. Последний процесс можно автоматизировать, поскольку названные значения зависят от географического местоположения судна.
Вычисленное значение истинного курса судна отображается на цифровом индикаторе и через буферный регистр выдается на вход системы автоматической прокладки курса, авторулевого, в цифровые репитеры и другие принимающие устройства.
Из всех блоков функциональной схемы наиболее специфичен первичный емкостный преобразователь углового перемещения картушки компаса. К достоинствам этого преобразователя можно отнести высокую чувствительность малую инерционность малое усилие электрического взаимодействия между обкладками конденсатора, возможность получения практически любой функциональной зависимости емкости от измеряемого угла поворота простоту и технологичность конструкции малые габариты и массу. Главное же достоинство емкостных первичных преобразователей - простота порообразования измеряемой входной неэлектрической величины в частоту колебаний вторичного преобразователя (автогенератора гармонических или импульсных электрических колебаний). Известно, что частотный метод преобразования неэлектрических величин в электрические обеспечивает значительно большую точность, чем амплитудный
В рассматриваемом преобразователе углового перемещения картушки компаса используется конденсатор с переменной площадью перекрытия пластин. При этом форма характеристики преобразования задается фигурной обкладкой, образующая которой выполнена в виде спирали Архимеда.
Использование диэлектрика для изготовления ротора первичного преобразователя позволяет обеспечить минимальное утяжеление картушки компаса. Наиболее подходит высокочастотный диэлектрик фторопласт, отличающийся температурной устойчивостью высокой стойкостью к действию химических реагентов, незначительным старением и малым коэффициентом трения. Фторопласты марок 4Д и 42 позволяют изготавливать детали малой толщины.
Благодаря частотному методу преобразования физических величин и цифровой обработке информации показания описанного магнитного компаса могут передаваться по проводам или по радио на практически любое число репитеров, непрерывно вводиться в память компьютера, использоваться при автоматической прокладке курса судна. При этом программным способом учитываются остаточная девиация и магнитное склонение. В отличие от дистанционных компасов с сельсинной передачей показаний на репитеры рассмотренное устройство бесшумно.
Следует иметь в виду, что следящие системы передают информацию от картушки МК к потребителям с некоторой погрешностью, что уменьшает точность работы системы в целом. Однако их собственная погрешность, как правило значительно меньше погрешностей самого МК и ее влияние на общий результат несущественно.
1.2 Технические данные ДМК
Основные технические параметры МК с картушкой
Технический параметр КМ145-С1
Назначение Крупнотоннажные суда
Диаметр картушки (мм) 145
Магнитный момент (Ам2) 2
Цена деления (град) 1
Количество магнитов 6
Угол застоя картушки (град) 0,2
Период собственных колебаний (с) 38
Погрешность (град) 1
Поддерживающая жидкость ПМС-5
Съем информации Н
Максим. погрешность измерения курса [град.]
На неподвижном судне 0,5
На подвижном судне 2
Осветительное устройство Судовая сеть 127/220 В, f = 50 Гц; Сеть постоянного тока напряжением 24 В
Диапазон рабочих температур [град.] Для котелка от - 40 до 60; для остальных приборов комплекта - от - 10 до 50
Допустимая качка [град.]: Бортовая 30
Килевая 10
Допустимая скорость циркуляции [град/с] 6
Вес комплекта [кг] В зависимости от комплектации
- Н - непосредственный отсчет с картушки компаса, - О - отсчет с помощью оптической системы дистанционной передачи информации, - ЭМ - отсчет с помощью электромеханической системы дистанционной передачи информации, - Эл - электрическое освещение шкалы компаса, - Мф - освещение шкалы компаса с помощью масляного фонаря
- * нет данных
1.3 Следящая система компаса
Дистанционная электрическая передача магнитного компаса КМ-145-8 обеспечивает подключение репитеров гирокомпасного типа. На оптическом репитере изображается сектор картушки, равный 30е.
Электрическая схема компаса рассчитана на подключение ее к судовой сети напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Компенсаторы электромагнитной девиации подсоединяют к специальной линии постоянного тока напряжением 220 В. Имеется аварийный режим питания постоянным током (напряжением 27 В), при этом обеспечиваются только подсветка картушки датчика курса и работа оптического репитера.
Датчик курса магнитного компаса КМ-145-8 заполнен жидкостью ПМС-5, которая обеспечивает нормальную работу прибора при температуре (-55) - ( 65)°С.
Функциональная схема магнитного компаса КМ-145-8. Основным элементом компаса является картушка - магнитный чувствительный элемент (МЧЭ), обеспечивающий непосредственное и дистанционное курсоуказание. Магнитный чувствительный элемент представляет собой систему магнитов, закрепленных на поплавке. Реакция поддерживающей жидкости уравновешивает действие веса картушки, что создает эффект невесомости и снижает трение в опоре. Круговая шкала картушки дает возможность считывать курс судна непосредственно.
Осветительное устройство 8 (рис. 2, а) с конденсорными линзами 7 позволяет осуществлять дистанционную оптическую передачу изображения картушки на матовое стекло / прибора 54, установленного в ходовой рубке. Световые лучи, пройдя по трубе6, фокусируются объективом 5 на торцовой части гибкого волоконного светопровода 4, проникают через второй объектив 3, отражаются в зеркале 2 и дают изображение на матовом стекле /.
Датчиком дистанционной электрической передачи курса является индукционный чувствительный элемент В1 (рис. 2, б), состоящий из двух ортогонально расположенных феррозондов. Датчик В1 закреплен в нижней части котелка (вмонтирован в груз, под действием которого котелок занимает отвесное положение).
Феррозонд имеет два пермаллоевых сердечника и две обмотки. Одна обмотка подключена к источнику переменного тока напряжением 4 В, частотой 400 Гц и служит для подмагничивания сердечников. Она намотана на каждый сердечник в отдельности и образует встречно-последовательную цепь. Другая обмотка, охватывающая оба сердечника, является сигнальной. В ней возникает сигнальное напряжение удвоенной частоты (800 Гц), амплитуда которого определяется углом ориентации стержней феррозонда относительно вектора индукции магнитного поля, создаваемого картушкой в пространстве, где находится феррозонд, т.е. сигнал зависит от курса судна К.
Датчик В1, имеющий два феррозонда, выдает два сигнала: (U1 и 11.г, причем один пропорционален синусу курса судна, а другой - косинусу. Сигналы t/t и U2 подаются на статорные обмотки вращающегося трансформатора В2, где они суммируются. Результирующий сигнал Uc с выходной обмотки вращающегося трансформатора В2 поступает на предварительный усилитель А1. Помимо усиления, сигнал ?/с здесь преобразуется в напряжение частотой 400 Гц, а затем в блоке А2 происходит окончательное усиление сигнала (по мощности).
С выхода усилителя А2 напряжение (Увых подается на управляющую обмотку исполнительного двигателя Ml (к основной обмотке этого двигателя подводится питающий ток частотой 400 Гц, напряжением 40 В от прибора ЗБ). Вращение двигателя Ml через редуктор передается на ротор трансформатора В2. Отработка следящей системы продолжается до тех пор, пока сигнал Uc не станет равен нулю.
В этом заключается компенсационный метод измерения угла ориентации феррозондового датчика В1 относительно вектора индукции магнитного поля, в котором находится картушка компаса, т.е. определение и дистанционная передача курса судна. Любое изменение курса вызывает появление сигнала Uc, который после усиления вызывает вращение двигателя Ml и отработку ротора В2 на угол, пропорциональный изменению курса судна.
Одновременно с ротором трансформатора В2 поворачивается ротор сельсина-датчика ВЗ, который передает это вращение на сельсины-приемники репитерной системы.
В приборе 50 предусмотрен ручной ввод общей поправки магнитного компаса А - d 6 с учетом склонения d и девиации б. Значение общей поправки (для данного курса) вводится через дифференциал Е1, после этого на репитерах компаса устанавливается отсчет истинного курса. В тех случаях, когда поправка не вводится, ее следует учитывать обычным образом, складывая алгебраически ее значение с отсчетом курса (пеленга), снятого с репитера.
Для исключения инструментальной ошибки, обусловленной неточной работой феррозондов, в схеме предусмотрен индукционный корректор A3, который по заранее составленной программе формирует дополнительное напряжение ^ t/Kop, подаваемое на вход усилителя А2. Программа корректора реализуется от механизма следящей системы при отработке"двигателя Ml.
Автоколебания в репитерной системе гасятся посредством введения сигнала ~t/0.c обратной связи. Этот сигнал создается генератором G1 только при вращении двигателя Ml. Потенциометром R3 выполняется регулировка сигнала обратной связи, уровень которого должен быть достаточным для обеспечения нормальной колебательности шкалы репитера. Установку регулятора R3 выполняют в порту.
2. Подготовка магнитного компаса к рейсу
2.1 Проверка котелка магнитного компаса и пеленгатора
Точность определения курса с помощью МК, а также надежности работы прибора в значительной степени зависит от выполнения правил его эксплуатации, которые приводятся в сопровождающей данный прибор документации. Различные модели МК могут иметь специфические, присущие только им, эксплуатационные особенности, и это надо учитывать. Однако многие приемы работы с МК являются общими, что позволяет рассматривать их безотносительно к типу компаса.
Техническое обслуживание МК складывается: - из оценки точности общего состояния прибора;
- из оценки текущих составляющих его инструментальной погрешности и приведения их значений в соответствие с требованиями технической документации на прибор;
- из работ, направленных на снижение влияния судового железа на показания компаса.
Основную нагрузку по обслуживанию МК берут на себя береговые специалисты Однако, судовые специалисты должны: - периодически определять поправку компаса и степень соответствия данных таблицы остаточной девиации реальным их значениям;
- при возникновении больших ошибок компаса определить причины, обусловившие их появление, и при наличии технической возможности, устранить дефекты;
- в длительных рейсах, не реже одного раза в два - три месяца проводить техническую проверку компаса, содержание которой определяется техническими условиями на прибор.
Оценка технического состояния прибора
Оценка технического состояния прибора предусматривает: - проведение внешнего осмотра прибора, - проверку технического состояния котелка МК;
- проверку качества работы дистанционных систем передачи информации;
- проверку устройств для регистрации (записи) информации получаемой с МК с единой курсовой системы, включающей в себя МК.
Внешний осмотр прибора
Для оценки общего состояния прибора необходимо прежде всего провести его внешний осмотр. Осмотр следует начать с места, где он установлен. Вблизи компаса не должны находиться посторонние предметы особенно способные повлиять на его показания После этого следует осмотреть сам компас и устранить имеющуюся коррозию очистить его от грязи и отложившейся соли. Проверить состояние и крепление девиационных магнитов, разъемов и регуляторов электропитания элементов оптической системы дистанционной передачи. Проверить освещение прибора
Проверка технического состояния котелка. МК
Компасный котелок и пеленгатор должны удовлетворять требованиям нормативных документов. В частности: - в основной (верхней) камере не должно быть пузырьков воздуха;
- стекло компасного котелка должно быть чистым;
- азимутальный круг должен совпадать с горизонтальной плоскостью с точностью до 2°;
- эксцентриситеты пеленгатора и азимутальной шкалы не должны превышать 0,5 мм;
- визирная плоскость пеленгатора должна быть перпендикулярна азимутальному кругу и проходить через его середину (центр);
- отражающая грань призмы глазной мишени должна быть перпендикулярна визирной плоскости пеленгатора;
- застой чувствительного элемента компаса не должен превышать (3/В)° где В-горизонтальная составляющая индукции магнитного поля выраженная в микротеслах;
- общая погрешность компасного котелка и пеленгатора не должна превышать 0,5°;
- нактоуз компаса должен быть выверен.
Рассмотрим методику выполнения отдельных проверок и регулировок, которые можно проводить в судовых условиях.
Приступая к проверке котелка МК следует убедиться в отсутствии в нем пузырьков воздуха, которые могут затруднять съем информации. При их наличии удаление из котелка пузырьков воздуха, как правило, производится путем его поворота вокруг горизонтальной оси и покачивания с тем, чтобы эти пузырьки переместились в специальную полость, из которой они уже не смогут выйти обратно. В том случае, если размеры воздушного пузырька достаточно большие и его не удается удалить, то в котелок следует добавить некоторое количество компасной жидкости. Жидкость доливается с помощью специальной воронки через отверстие, имеющееся в корпусе прибора.
Проверка горизонтальности азимутального круга проводится с помощью пузырькового уровня, который накладывается на стекло котелка вначале параллельно диаметральной плоскости судна, а затем перпендикулярно ей. Если будет обнаружен наклон, необходимо вызвать береговых специалистов, которые устранят его. Устранение наклона обычно производится путем высверливания части балансировочного груза.
Далее следует осмотреть пеленгатор, обратив внимание на состояние нити предметной мишени. При наличии ее изгибов следует натянуть нить или заменить на новую. После этого необходимо провести проверку положения визирной плоскости пеленгатора. В судовых условиях она складывается из проверки положения предметной и глазной его мишеней. Нить предметной мишени и прорезь глазной должны располагаться в вертикальной плоскости. Проверку этих условий осуществляют путем пеленгования отвеса, удаленного на расстояние 3-4 метра от компаса. Для устранения обнаруженных отклонений под правую или левую лапки мишеней помещают прокладки из фольги.
Проверка картушки на застой. Как известно, угол застоя картушки зависит от ее магнитного момента, величины напряженности горизонтальной составляющей магнитного поля Земли в данной точке и от момента трения в опоре подвеса картушки. Поэтому в технических условиях на прибор оговариваются не только значение допустимого застоя, но и магнитного поля при которой должны проводиться измерения. Требуемое значение напряженности может быть получено посредством использования дефлектора с помощь которого можно усилить или ослабить судовое поле.
Если специальные требования к углу застоя картушки не оговариваются его оценку можно проводить при существующей напряженности судового магнитного поля, принимая во внимание требования ИМО.
Для измерения величины застоя с помощью какого либо не сильного магнита отклоняют картушку компаса от установившегося положения на угол, равный 2-3 градусам. После этого магнит убирают, дают картушке успокоиться и снимают ее показания. Измерения повторяют при отклонении картушки в противоположную сторону. Полуразность показаний определяет искомую величину. При обнаружении недопустимого застоя следует заменить шпильку МК. Порядок замены шпильки определяется конструктивными особенностями прибора и эту работу лучше поручить береговым специалистам
О пригодности котелка к эксплуатации можно судить по результатам общей его проверки которая производится в береговых условиях в таком месте, где отсутствуют возмущающие магнитные поля, порождаемые близлежащими металлическими конструкциями и другими источниками постоянного магнитного поля. Критериями качества котелка являются вариации пеленга и курсового угла неподвижного ориентира, полученные в результате измерений, проведенных на восьми главных и четвертных курсах при последовательном приведении на них котелка, установленного на девиационной треноге. Вариации пеленга на ориентир определяют как разницу между магнитным пеленгом (или ОМП) и значением пеленга, полученного путем осреднения данных двух его измерении на данном курсе при подходе к нему с разных сторон. Аналогичным образом определяют вариации курсовых углов. Указанные параметры должны находиться в допустимых пределах. Если это не выполняется, котелок следует передать береговым службам для выяснения причин указанного несоответствия.
Для построения графика переходного процесса, необходимо найти следующие величины: 1. ;
2.
3. ;
4. ;
Общее уравнение колебательного процесса имеет вид:
Определим величину застоя картушки
; = 0,17°
Подставляя найденные коэффициенты, мы получаем следующий график: Угол застоя находится в пределах допустимых значений, можно сделать вывод, что система работает нормально.
Сравнивая параметры девиации, видно что в данном примере будет преобладать полукруговая девиация порождаемая судовыми магнитными силами BLH = CZ P, и CLH = FZ Q, особенно от СМС CLH. Малые значения коэффициентов D и E свидетельствуют о том, что силы DLH и ELH обуславливающие четвертную девиацию малы. Тоже можно сказать и о силе ALH. Исходя из выше сказанного необходимо принять меры для устранения полукруговой девиации.
Для этого на судах применяют 2 способа: Способ Эри и Колонга.
Уничтожение полукруговой девиации способом Эри
Преимущественное влияние на величин девиации оказывают составляющие Р и Q, обусловленные наличием на борту судна магнитотвердых материалов. Это дает основание уничтожать полукруговую девиацию с помощью постоянных магнитов. Составляющие CZ FZ., порождаемые магнитомягкими материалами, проявляют себя, в основном, в относительно высоких широтах и при необходимости их влияние может быть устранено дополнительно.
Уничтожение полукруговой девиации производится на четырех главных магнитных курсах судна. Порядок приведет судна на заданные курсы не имеет значения. Девиационные работы можно начинать с любого курса и в дальнейшем выбирать их и ходя из имеющейся навигационной обстановки и удобства маневрирования.
Рассмотрим взаимную ориентацию CMC на указанных курсах. Если судно вдет на север, схема судовых магнитных сил примет вид показанный на рисунке слева. Как следует из этого рисунка, девиация DN обусловлена наличием сил ALH, CLH, ELH. Наша задача заключается в компенсации судовой магнитной силы CLH. Но мы не знаем какую часть наблюдаемой девиации DN она порождает. А поэтому с помощью постоянных поперечных магнитов, размещаемых в девиационном устройстве, приводим отсчет картушки на 0°, т.е. полностью устраняем наблюдаемую девиацию. Сила, создаваемая корректирующими магнитами в данном случае будет равна f.
Для того, чтобы окончательно определить положение магнитов, при котором устраняется только сила CLH необходимо перевести судно на магнитный курс 180°. Схема судовых магнитных сил, соответствующая указанному курсу, показана на рисунке справа. Результирующая сила, создающая девиацию, будет определяться следующим выражением:
Поскольку на курсе 0° была допущена перекомпенсация на величину ALH ELH, a CMC, порождающая девиацию, равна удвоенному значению этой перекомпенсации, для ее устранения следует уменьшить наблюдаемую девиацию наполовину. Это достигается путем изменения степени влияния тех же поперечных магнитов. Следует иметь в виду, что при относительно больших значениях девиации МК уменьшение наблюдаемой девиации в два раза не вполне соответствует уменьшению наполовину судовых магнитных сил, ее порождающих. Однако, в большинстве практических случаев указанный прием вполне допустим.
Для уничтожения полукруговой девиации, порождаемой судовой магнитной силой BLH, следует на курсе 90° (или 270°) с помощью продольных магнитов полностью устранить наблюдаемую девиацию, а на курсе 270° (или 90°) уменьшить ее вдвое.
Способ Эри достаточно простой в реализации и позволяет качественно выполнить планируемые работы
Уничтожение полукруговой девиации способом Колонга
В отличие от способа Эри в рассматриваемом случае уничтожение полукруговой девиации осуществляется на четырех главных компасных курсах При этом принимается, как правило, имеющее место на практике допущение об относительной малости СМС ALH и ELH
При выполнении работ устраняется или уменьшается не наблюдаемая девиация, а непосредственно CMC ее вызывающие. С этой целью на указанные выше компасных курсах судна производится измерение горизонтальной составляющей Н судового магнитного поля. При принятых допущениях эта составляющая на курсах 0° и 180° будет определяться судовыми магнитными силами LH, BLH и DLH.
Как следует из рисунка: HN = LH COSDN DLHCOSDN BLH
HS = LH COSDS DLHCOSDS - BLH
Совместное использование указанных равенств позволяет отделить силы порождающие интересующую нас полукруговую девиацию, от сил ее не порождающих. Действительно, если вычислить среднее значение 0,5 (HN HS) напряженностей магнитного поля, измеренных на противоположных курсах судна, то это значение не будет зависеть от CMC BLH: Нср = 0,5 (HN HS) = (LH DLH) cosd
Следовательно, значение силы BLH будет определяться разностью между HN или HS и Нср.
Напряженность судового магнитного поля измеряется с помощью дефлектора, путем компенсации измеряемого поля полем его магнитов. Принимая во внимание сказанное, становится очевидной методика устранения полукруговой девиации. Действительно, зная величину Нср и выставив ее значение на дефлекторе, установленном на пеленгаторе компаса, мы с его помощью компенсируем указанную составляющую судового магнитного поля на одном из рассматриваемых курсов (N или S). В этих условиях на картушку будет действовать только сила BLH, которая осталась не скомпенсированной Названная сила устраняется с помощью продольных постоянных магнитов, расположенных в нактоузе МК.
Уничтожение CMC CLH производится аналогично рассмотренному на курсах 90° и 270°.
Девиация находится по следующей формуле. d = МК - КК, погрешность работы дистанционной следящей системы находится как разница между КК и К Вычисления приведем в таблице: d 0,0° -0,1° 0,0° 0,4° 0,3° -0,1° 0,4° 0,2° -0,3° 0,9° 0,2° -0,1° 0,0°
На основе данных таблиц, построим график зависимости Девиации и Погрешности работы дистанционной следящей системы от МК
Из графика видно, что компас имеет неравномерное распределение погрешностей по всему д
Вывод
В ходе выполнения настоящего курсового проекта мною были изучены различные виды дистанционных магнитных компасов, их назначение, устройство и тактико-технические данные. Были приобретены навыки надежной эксплуатации данных приборов, а также выявления и последующего устранения неисправностей, присущих дистанционным магнитным компасам. В том числе снижение, уничтожение, или принятие к учету всех видов девиации. Знания, полученные в результате, являются незаменимыми для судоводителей при исполнении своих обязанностей.
Список литературы
Кожухов В.П., Воронов В.В, Григорьев В.В., «Магнитные компасы»: Учебник для ВУЗОВ морск. трансп. - М.: Транспорт, 1981,-212 с.
Воронов В.В, Перфильев В.К., Яловенко А.В. «Технические средства судовождения: Конструкция и эксплуатация: Учебник для ВУЗОВ - М.: Транспорт, 1988-335 с.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
