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1、讲评作业讲评作业回声测深仪基本原理回声测深仪基本原理D海底AO海面hHMB）利用利用测深公式计算深度测深公式计算深度： HDh）应用应用等速、反射原理等速、反射原理C。 1500 m/s）利用利用收、发换能器收、发换能器）通过通过测定超声波在水测定超声波在水中往返一次所需的时间中往返一次所需的时间tA1航海仪器（电）第第7章船用计程仪章船用计程仪（Ship Log ）2航海仪器（电）教学目的要求：教学目的要求：1掌握电磁计程仪的工作原理及正确使用掌握电磁计程仪的工作原理及正确使用2掌握多普勒计程仪的工作原理及正确使用掌握多普勒计程仪的工作原理及正确使用3掌握声相关计程仪的工作原理。掌握声相关计
2、程仪的工作原理。 作业及思考题：作业及思考题： P189 7-1 ，7-2 ，7-6，7-8，7-93航海仪器（电）本章难点：本章难点：1多多普普勒勒计计程程效效应应及及计计程程原原理理及及其其为什么采用双波束来测速并计程。为什么采用双波束来测速并计程。 本章重点：本章重点： 1、电磁计程仪的工作原理及正确使用、电磁计程仪的工作原理及正确使用2、多普勒计程仪的工作原理及正确使用、多普勒计程仪的工作原理及正确使用4航海仪器（电）第七章船用计程仪重点掌握船用计程仪的基本原理，性能指标，典型产品的结构特点及使用l第一节船用计程仪简介l第二节 电磁计程仪l第三节多普勒计程仪l第四节声相关计程仪5航海仪
3、器（电）船用计程仪简介l拖曳式和转轮式l水压式l电磁式l多普勒式l声相关式一、计程仪的种类用途6航海仪器（电）船用计程仪简介相相对对计计程程仪仪：测测量量船船舶舶相相对对于于水水的的速速度度和和航航程程的计程仪。的计程仪。绝绝对对计计程程仪仪：测测量量船船舶舶相相对对于于地地的的速速度度和和航航程程的计程仪。的计程仪。二、分类（1）显示功能：数字显示器应能显示）显示功能：数字显示器应能显示0.1节节，模拟显示器应能，模拟显示器应能显示显示0.5节节。航程显示应能显示。航程显示应能显示0.1海里；海里；（2）测量精度：速度误差应不大于航速的）测量精度：速度误差应不大于航速的5或或0.5节；节；（
4、3）在船舶）在船舶横摇横摇10，纵摇纵摇5的情况下，仪器能正常工作。的情况下，仪器能正常工作。3IMO对计程仪的要求对计程仪的要求7航海仪器（电）第一节电磁计程仪l利利用用电电磁磁感感应应原原理理来来测测量量船船舶舶航航行行时时对水的速度，并累计航程的计程仪。对水的速度，并累计航程的计程仪。 一、定义8航海仪器（电）第一节电磁计程仪传感器：将非电量的速度信息转变成电压或电流信息。放大器：放大电信号。指示器：显示航速和航程。二、组成放大器传感器航速指示器200p/nmiles9航海仪器（电）第一节电磁计程仪l种类：平面式导杆式l结构：l原理：三、传感器工作原理计程基本原理：10航海仪器（电）1、
5、组成、组成（1）传感器：）传感器：平面式平面式零点干扰信号存在故需进行调零零点干扰信号存在故需进行调零（2）放大器：放大、抑制干扰和整流）放大器：放大、抑制干扰和整流 输输出出与与航航速速成成正正比比的的直直流流信信号号，送送给给指指示示器器。即即1节节时时电电流流为为0.5毫毫安安；最最大大25节节时时电电流流为为12.5毫安。毫安。（3）自校装置）自校装置（4）指示器：由航速表与航程表构成）指示器：由航速表与航程表构成 四四CDJ5型计程仪简介型计程仪简介11航海仪器（电）（1）正确使用：注意）正确使用：注意“储存显示储存显示”的使用的使用（2）维护）维护 P95-96 经常对传感器通电经
6、常对传感器通电 注意检查是否水密注意检查是否水密（3）安装注意事项：同换能器的安装安装注意事项：同换能器的安装 应应装装于于换换能能器器之之后后；保保证证水水密密度度；调调零零；电电极极及其所在的平面不准油漆，且应屏蔽良好。及其所在的平面不准油漆，且应屏蔽良好。2使用与安装使用与安装12航海仪器（电）第二节多普勒计程仪l单波束多普勒计程仪的测速与计程原理，单波束多普勒计程仪的测速与计程原理，存在的问题。存在的问题。l双波束多普勒计程仪的测速与计程原理。双波束多普勒计程仪的测速与计程原理。l多普勒计程仪性能指标；安装与使用注多普勒计程仪性能指标；安装与使用注意事项。意事项。l误差及其消除方法。1
7、3航海仪器（电）第二节多普勒计程仪一、定义：一、定义：l利用多普勒效应测量船速的计程仪。利用多普勒效应测量船速的计程仪。在在声声源源和和接接收收者者间间有有相相对对运运动动时时，接接收收者者收收到到的的频率频率f fr r与声源发射频率与声源发射频率f0不同的现象。不同的现象。 l 相互接近相互接近, fr升高升高l 相互背离相互背离, fr降低降低二、多普勒效应：二、多普勒效应：14航海仪器（电）第二节多普勒计程仪三、多普勒频移三、多普勒频移l接收频率与发射频率的差值。接收频率与发射频率的差值。l大小：大小：设设船船速速为为v，声声速速为为C,由由船船上上发发射射声声波波的的频频率率为为f0
8、，那那么么发发射射声声波波经经反反射射体体反反射射后后被被船船上上的的接接收收器器接接收收到到的的回回波波的的频频率率为为f2,则则所所出出现现的的二二次次频频移移效应为：效应为： 四、单波束多普勒计程仪四、单波束多普勒计程仪15航海仪器（电）第二节多普勒计程仪四、单波束多普勒计程仪四、单波束多普勒计程仪其中：其中：f0 为发射频率为发射频率 v 为声源或接收者运动速度为声源或接收者运动速度 运运动动方方向向与与声声波波传传播播方方向向的夹角的夹角 c 声速声速f0vvcos16航海仪器（电）第二节多普勒计程仪五、双波束多普勒计程仪五、双波束多普勒计程仪l非线性误差单波束多普勒计程仪存在的问题
9、单波束多普勒计程仪存在的问题:17航海仪器（电）第二节多普勒计程仪单波束多普勒计程仪存在的问题:l船舶摇摆与颠簸f0vvcosuusin五、双波束多普勒计程仪18航海仪器（电）第二节多普勒计程仪l双波束多普勒计程仪的优点双波束多普勒计程仪的优点 f0v五、双波束多普勒计程仪五、双波束多普勒计程仪1) 消除了非线性误差消除了非线性误差19航海仪器（电）第二节多普勒计程仪l双波束多普勒计程仪的优点双波束多普勒计程仪的优点 f0vuusinusin五、双波束多普勒计程仪五、双波束多普勒计程仪2) 消除了船舶摇摆引起的误差消除了船舶摇摆引起的误差20航海仪器（电）2) 有效地减小了船舶上下颠簸引起的误
10、差有效地减小了船舶上下颠簸引起的误差21航海仪器（电） 在在船船底底O处处安安装装一一个个发发射射换换能能器器，按按固固定定倾倾角角向向前下方海底发射前下方海底发射 在在船船底底同同一一点点O处处也也安安装装一一个个接接收收换换能能器器，用用以以接收回波信号接收回波信号修正得：对船舶摇摆的垂直分量对船舶摇摆的垂直分量 的影响进行修正，的影响进行修正，采用采用双波束的方法双波束的方法即在在船底即在在船底O处安装一个发射换能处安装一个发射换能器，按固定倾角向后下方海底发射。则总的频移为器，按固定倾角向后下方海底发射。则总的频移为 ： 测速原理要点：测速原理要点：22航海仪器（电） 结论：采用双波束
11、的方法可克服船舶摇摆的结论：采用双波束的方法可克服船舶摇摆的垂直分量的影响，且使所接收的频移信号增大垂直分量的影响，且使所接收的频移信号增大一倍即提高了测速精度。一倍即提高了测速精度。 基本技术参数对测速的影响：基本技术参数对测速的影响： f。 跟踪深度跟踪深度 f。一般一般地，地， f。取取100600KHz时，跟踪深度达时，跟踪深度达600m，即跟踪海底，为绝对计程仪；即跟踪海底，为绝对计程仪； f。取取2MHz时时，跟跟踪踪深深度度达达35m，即即跟跟踪踪水水层，为相对计程仪。层，为相对计程仪。 23航海仪器（电）第二节多普勒计程仪一元多普勒计程仪：一元多普勒计程仪： 双双波波束束，用用
12、于于导导航航，通称多普勒计程仪。通称多普勒计程仪。f0v六、多波束多普勒计程仪六、多波束多普勒计程仪24航海仪器（电）第二节多普勒计程仪六、多波束多普勒计程仪六、多波束多普勒计程仪二元多普勒计程仪：二元多普勒计程仪：四四波波束束，用用于于推推算算船船位位，通称多普勒导航仪。通称多普勒导航仪。25航海仪器（电）第二节多普勒计程仪六、多波束多普勒计程仪六、多波束多普勒计程仪三三元元多多普普勒勒计计程程仪仪：六六波波束束，用用于于靠靠泊泊，通通称称多多普勒靠泊系统。普勒靠泊系统。26航海仪器（电）结构简介：结构简介：P181以以SRD331型型多多普普勒勒计计程程仪仪为为例例，整整机机由由换换能能器
13、器、电电子子箱箱、主主显显示示器器和和分分显显示示器器等等组成。组成。使用与安装使用与安装（1）正确使用：各控钮的正确使用）正确使用：各控钮的正确使用（2）换换能能器器的的安安装装：同同测测深深仪仪的的，仅仅发发射射倾倾角角不一样。不一样。27航海仪器（电）第三节声相关计程仪一、测速原理一、测速原理 28航海仪器（电）转轮式：转轮式：返回应用回转子在水中的转数来累计航程应用回转子在水中的转数来累计航程29航海仪器（电）V水压式：水压式：返回应用水动压力与速度平方成正比的原理测速。应用水动压力与速度平方成正比的原理测速。30航海仪器（电）第三节声相关计程仪(acousticcorrelation
14、log)1测速计程原理测速计程原理要点：要点：三三个个换换能能器器纵纵向向等等距距排排列列，中中间间为为发发射射换换能能器器，其其位位于于两两个个接接收收换换能能器器的的连连线线中中心心，且且垂垂直直向向下下发射发射当当船船速速为为零零时时，回回波波信信号号同同时时到到达达两两个个接接收收换换能能器。器。当当船船速速不不为为零零时时，两两个个接接收收换换能能器器收收到到的的回回波波信信号号除除存存在在时时间间延延时时量量外外，其其信信号号包包络络幅幅值值和和波波形几乎相同。形几乎相同。31航海仪器（电）32航海仪器（电） 测速公式：测速公式：2的求解：由声相关器测得的求解：由声相关器测得3特点：特点： 精度高，与声速无关；精度高，与声速无关； 最大作用深度为最大作用深度为200米；米； 既可提供绝对速度，又可提供相对速度；既可提供绝对速度，又可提供相对速度； 又能兼作测深仪。又能兼作测深仪。S为两接收换能器间距为两接收换能器间距理论证明：理论证明：33航海仪器（电）本章作业或思考题：本章作业或思考题：1. P101 172. P158096010024 SAL-R1型声相关计程仪型声相关计程仪 P1005正确使用正确使用34航海仪器（电）
