Измерение глубины дна акватории или - поиск затонувших предметов возможны с помощью ультразвукового глубиномера, схема и краткое описание которого
приводятся ниже. Принцип действия прибора основан на отражении кратковременных
ультразвуковых импульсов от речного или морского дна. При этом измеряется не
время прохождения импульсов в толще воды (скорость звука в воде 1500 м/сек), а
количество отраженных в единицу времени импульсов. Глубина проникновения
ультразвуковых импульсов определяется мощностью излучения и чувствительностью
приемного устройства. В описываемом приборе она не превышает 20 м.
Глубиномер состоит из двух частей: магнитострикционного датчика и
электронного блока. Магнитострикционный датчик (его устройство показано на
рис. 1) представляет собой никелевый стержень 4, закрепленный с помощью
медного кольца 1 в корпусе 2. На стержень надет каркас 5 с намотанными на него
катушками 3, герметизированный пробковой прокладкой 6. Ультразвуковые
колебания (их амплитуда максимальна при резонансе частот) никелевого стержня и
пластины 7 передаются водной среде. Чтобы исключить колебания уровня воды в
раструбе датчика, он закрыт резиновой мембраной ю толщиной 0,5-0,8 мм, которая
удерживается с помощью бандажа 9. При измерениях через отверстие 8 в раструб
заливается вода.
Электронный блок (рис. 2) состоит из ультразвукового генератора, собранного
на транзисторах T1, Т2, модулятора на транзисторах Т3, Т4, приемника
отраженных импульсов Т5-Т8 и стрелочного индикатора, шкала которого
калибрована в метрах глубины.
Двухтактный генератор с емкостной обратной связью
генерирует ультразвуковые колебания частотой 40 кгц. Нагрузкой генератора
служит контур, образованный катушкой L4 (она намотана на замкнутом ферритовом
стержне сечением 2 см2) и конденсатором С2. Конкретные данные этих
величин в оригинале не приведены. Их подбирают, исходя из измеренной (одним из
известных способов) индуктивности возбуждающей обмотки вибратора L1 (1500
витков ПЭЛ 0,35), которая в свою очередь сильно зависит от качества сердечника
вибратора. При атом следует иметь в виду, что индуктивность L1 и емкость
конденсатора С1 образуют последовательный резонансный контур, согласование
которого с контуром генератора производится с помощью катушки связи L3,
Количество витков L3 также находят опытным путем. Катушка подмагничивания L2
имеет 3000 витков провода ПЭЛ 0,15, величина ее индукции 0,5 Т.
Последовательно с L2 включен дроссель Др1 препятствующий проникновению
колебаний ультразвуковой частоты в цепь подмагиичивания. Величина
индуктивности дросселя 0,25-0,3 гн.
.
Мультивибратор (транзисторы Т3, Е4) используется в приборе в качестве
модулятора и измерителя частоты. Постоянная времени его базовой цепи 600
мксек. С коллектора Т3 снимаются отрицательные импульсы, управляющие работой
ультразвукового генератора. Необходимая величина напряжения импульсов
устанавливается переменными резисторами R3, R4. В эту же цепь включен
вольтметр постоянного тока с предельным значением 10 В, измеряющий среднее
значение напряжения имцульсов. Кроме этого мультивибратор совместно с
транзистором Т5, выполняет функции электронного коммутатора, закрывающего вход
приемника на время посылки зондирующего импульса и открывающего его при приеме
отраженного импульса.
В состав приемника входят усилитель на транзисторах Т6-Т8 и детектор на
диоде Д1 Отраженные импульсы, принятые датчиком (при этом используется
обратный Магнитострикционный эффект), усиливаются трехкаскадным усилителем, на
входе которого включен избирательный контур, настроенный на частоту 40 кГц,
детектируются и через конденсатор С16 поступают в базовую цепь транзистора Т4,
запуская мультивибратор. Так как число отраженных в единицу времени импульсов
зависит от глубины, то при изменении последней меняется частота запуска
мультивибратора.
Начальную калибровку прибора производят на известной глубине, равной 3 м.
Вибратор погружают в воду и переменными резисторами R4 R6" устанавливают ток,
потребляемый генератором, равный 60 ма, Показание вольтметра при этом
калибруют отметкой 3 м. Величина тока, потребляемого генератором, должна
уменьшаться с увеличением глубины. Максимальной глубине будет соответствовать
минимальное отклонение стрелки глубиномера.
