Модуль E-502 в подводном гидролокаторе

Внедрение: 2019  г.

Данная работа [1] посвящена описанию эксперимента по измерению толщины льда, проведённого на Горьковском водохранилище в Нижегородской области в зимний период 2018‑2019 гг. В рамках эксперимента на дне водоема был установлен подводный импульсный гидролокатор, антенный блок которого был ориентирован вертикально вверх к поверхности воды. Кроме того, подводный гидролокатор оснащен двухосевым инклинометром и датчиком гидростатического давления. Кабель для питания и передачи данных был проложен над ледяной крышкой к компьютеру в отапливаемом помещении на пирсе. Компьютер на пирсе подключен к Интернету и в режиме реального времени передает данные измерений на компьютер потребителя.

Фотография общего вида подводного импульсного гидролокатора "Стрелка" перед погружением показана на рисунке 1. На фотографии показан кабель длиной 300 м в газонефтяном шланге (справа) и якорь (слева), используемый для погружения устройства снизу. Платформа из вспененного полистирола оранжевого цвета обеспечивает вертикальную ориентацию прибора во время измерений.

В подводный гидролокатор встроен АЦП L‑Сard E‑502 с интерфейсом Ethernet. Для увеличения длины кабеля используется удлинитель Ethernet IP07M, который обеспечивает передачу данных на расстояние до 1,5 км.

Рисунок 1. Общий вид подводного гидролокатора «Стрелка».

Вся эхолотная электроника заполнена составом «Виксинт ПК‑68». Максимальная глубина погружения устройства до 100 м. Близкий вид верхней панели антенного блока показан на рисунке 2. Антенный блок гидролокатора оснащен одним пьезокерамическим элементом диаметром 35 мм, толщиной 10 мм и резонансной частотой 200 кГц. Рабочая частота генератора составляет 200 кГц. Устройство обеспечивает возможность выбора длительности излучаемого импульса от 5 мкс до 80 мкс. Также можно установить частоту повторения импульсов от 2 Гц до 100 Гц. Гидролокатор «Стрелка» имеет ширину половинной мощности диаграммы направленности антенны (AP). Устройство имеет встроенный двухосевой инклинометр и датчик давления. Чтобы получить уровень воды по данным датчика давления, необходимо учитывать изменение атмосферного давления.

Рисунок 2. Закрытый вид верхней панели антенного блока гидролокатора.

Место длительных измерений подводного гидролокатора «Стрелка» с 28 февраля по 24 апреля 2019 г. показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Место измерений на спутниковом снимке южной части Горьковского водохранилища (слева) и на виде с плотины (справа). 

Авторы отмечают, что особенностью эксперимента было использование кабельного соединения гидролокатора с компьютером, подключенным к Интернету, благодаря которому информация об уровне воды и толщине ледяного покрова была доступна в режиме реального времени.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 17‑77‑10125).

Источник:
Y. Titchenko, V. Karaev, M. Ryabkova, M. Panfilova, E. Meshkov and A. Yablokov, "Experimental study of the possibility of using an underwater acoustic wave gauge in freezing waters to measure the thickness of the ice cover," OCEANS 2019 - Marseille, Marseille, France, 2019, pp. 1‑5.

Разработчик: Ю. Титченко, В. Караев, М. Рябкова, М. Панфилова, Е. Мешков, А. Яблоков (Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород)