ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Thiết bị báo hiệu thủy âm. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Điện tử trong cuộc sống hàng ngày Mặc dù có mạng lưới dịch vụ cứu hộ rộng khắp trên mặt nước, vẫn có những tai nạn xảy ra, thường là do vi phạm các quy tắc ứng xử trên mặt nước. Một trong những nhiệm vụ chính mà lực lượng cứu hộ phải đối mặt là hỗ trợ kịp thời cho các nạn nhân. Còn tùy thuộc vào việc người gặp nạn, người vừa bị đuối nước có được cứu thoát nhanh hay không. Bài báo cung cấp mô tả về một bộ thiết bị được thiết kế để phát tín hiệu cho người bơi đang bị đuối nước. Một bộ dụng cụ như vậy là cần thiết khi thực hiện công việc liên quan đến lặn ngắn hạn ở độ sâu nông mà không có thiết bị lặn. Thiết bị phát tín hiệu thủy âm là không thể thiếu trong các cuộc thi lặn trong thời gian ở dưới nước. Chính ý tưởng phát tín hiệu với sự trợ giúp của thiết bị vô tuyến về thời gian ở dưới nước quá lâu, và do đó nguy hiểm đến tính mạng, xứng đáng được những người nghiệp dư vô tuyến chú ý. Cảm biến phản ứng với thời gian lưu trú lâu ở độ sâu 1-2 m dưới nước là không phổ biến, vì tai nạn có thể xảy ra ở độ sâu nông hơn. Cần phải thiết kế một cảm biến phản ứng với việc ngừng thở hoặc nhịp tim. Vẫn còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết trong lĩnh vực điện tử dành cho lặn biển và đặc biệt là để tạo ra thông tin liên lạc đáng tin cậy dưới nước. Ở đây có chỗ cho sự sáng tạo của những người nghiệp dư vô tuyến, những người sẽ giúp đỡ những người cứu hộ trong công việc khó khăn và cao cả của họ. Thiết bị thủy âm để phát tín hiệu tự động về người chết đuối bao gồm máy phát tự động cỡ nhỏ và một máy thu "nhiệm vụ". Các thiết bị phát sóng được gắn vào cơ thể của người bơi, và thiết bị thu tín hiệu được đặt ở vị trí cứu hộ ngay sát mặt nước. Khi nhận được tín hiệu cấp cứu từ bất kỳ bộ truyền tín hiệu nào tại trạm cứu hộ, các cảnh báo bằng âm thanh và ánh sáng sẽ tự động được bật. Phạm vi hoạt động của thiết bị là khoảng 200 m. Hệ thống điều khiển Máy phát, sơ đồ khối được đặt trong Hình. 1, và sơ đồ nguyên lý - trong hình. 2, bao gồm cảm biến nhúng, rơle thời gian và bộ tạo rung siêu âm với bộ phát áp điện. Tần số hoạt động của máy phát là 53 kHz. Để tăng độ tin cậy và hiệu quả của máy phát, nguồn của nó được bật bằng các tiếp điểm của cảm biến ngâm, được điều chỉnh để mạch xảy ra khi ngâm ở độ sâu hơn 0,2-0,5 m.
Rơle thời gian loại bỏ khả năng đưa ra tín hiệu sai khi lặn và bật máy phát chỉ 55-60 giây sau khi cảm biến ngâm được kích hoạt. Thời gian tiếp xúc này được chọn dựa trên thực tế là một vận động viên bơi lội đã qua đào tạo có thể nín thở dưới nước trong khoảng thời gian khoảng một phút: Bất kỳ trường hợp nào một người ở dưới nước lâu hơn một phút đều có thể bị coi là nguy hiểm đến tính mạng. Nếu trong thực tế sẽ xảy ra trường hợp người lặn có thể ở dưới nước hơn một phút, thì trước tiên, sau khi người bơi tăng lên độ sâu nhỏ hơn ngưỡng cảm biến ngâm, báo động sẽ tắt và thứ hai, máy thu sẽ tắt. có thêm thời gian chuyển tiếp, độ phơi sáng có thể được điều chỉnh tùy theo nhu cầu trong phạm vi rộng. Để phát và nhận các rung động siêu âm trong bộ phát và bộ thu, các đầu dò piezoceramic làm bằng bari titanat có độ nhạy 3-10 μV / vạch, có hình dạng của một hình trụ rỗng với đường kính ngoài 30 mm, đường kính trong 26 mm và chiều cao 28 mm, được sử dụng. Hiệu suất âm điện của các bộ chuyển đổi như vậy là khoảng 25%. Hình dạng hình trụ của đầu dò làm cho nó có thể có được đặc tính hướng tròn của máy thu và máy phát, trong khi một tỷ lệ đủ nhỏ giữa chiều cao của đầu dò với bước sóng hoạt động mang lại đặc tính hướng gần với hình cầu. Chưa hết, đối với đầu dò hình trụ, đặc tính không gian của bức xạ (tiếp nhận) có các vùng có cường độ (độ nhạy) tín hiệu thấp. Mặc dù xác suất trùng hợp giữa các vùng có cường độ thấp của máy phát với vùng có độ nhạy thấp của máy thu là nhỏ, nhưng điều mong muốn là hoàn toàn không có các vùng này. Để có được đặc tính hình cầu hoàn chỉnh và đồng nhất của bức xạ (tiếp nhận) trong không gian, việc sử dụng bộ chuyển đổi hình cầu trong thiết bị sẽ hiệu quả hơn. Bộ tạo dao động siêu âm và rơ le thời gian được thực hiện trên hai bóng bán dẫn T1 và T2 của loại P-13A và P-401. Trên cái đầu tiên, một rơle thời gian được lắp ráp và trên cái thứ hai, chính máy phát điện. Máy phát điện được lắp ráp theo sơ đồ với phản hồi cảm ứng. Máy phát sử dụng hai pin D-0,06 mắc nối tiếp làm nguồn điện. Khi ngâm ở độ sâu nhỏ hơn 0,2-0,5 m, máy phát không tiêu tốn năng lượng điện; ở độ sâu lớn hơn, khi rơle thời gian hoạt động, dòng tiêu thụ là 4,0 mA. Ở chế độ bức xạ, máy phát tiêu thụ dòng điện 3,0 mA, do đó trong thực tế có thể coi thời gian hoạt động của các nguồn lithium trong một chu kỳ được xác định bằng thời gian tự phóng điện của chúng. Công suất điện đầu ra của máy phát là 6,0 mW, công suất âm khoảng 2 mW. Vị trí của các bộ phận máy phát được thể hiện trong Hình 4.
Máy phát được gắn bên trong vỏ của đầu dò piezoceramic trên một bảng getinax hình chữ nhật với kích thước 15x22 mm. Transistor T2 được lấy với mức khuếch đại ít nhất là 60. Máy biến áp Tp1 được chế tạo trên một vòng ferit (F-600) có đường kính ngoài 8 mm. Dây quấn I và II lần lượt chứa 70 và 9 vòng dây PELSHO 0,17. Để có được kích thước nhỏ nhất, tụ C1 được ghép từ 12 tụ EMI 10 microfarad 3B mắc song song. Đầu dưới của đầu dò (PKP) được cố định bằng keo 88 trong rãnh của nắp hình getinaks. Nắp có ngăn đựng pin kín. Pin được thay qua đáy của nắp, được cố định bằng sáu vít. Việc làm kín đáy được thực hiện bằng một miếng đệm cao su tròn có tiết diện 2x2 mm và đường kính 20 mm. Bản vẽ sơ đồ của cảm biến ngâm được đưa ra trong hình. 5. Nhóm tiếp điểm (K) của cảm biến ngâm được cố định ở mặt trong của nắp trên (VC) của đầu dò. Phần tử tiếp nhận của cảm biến ngâm là chân đỡ (1), được làm ở dạng nấm.
Đường kính của bệ trên cùng là 10 mm. Cao su đàn hồi (88) dày 2-0,2 mm được dán trên đầu nắp và chốt đỡ bằng keo 0,3. Khi máy phát được ngâm ở độ sâu 0,2-0,5 m, chốt đỡ dưới áp lực nước, di chuyển hết cỡ vào bộ giới hạn, sẽ chuyển các tiếp điểm. Cảm biến độ sâu được điều chỉnh bằng cách sử dụng tải trọng tương đương với lực ép của cột nước cao 0,2-0,5 m (khoảng 40 g). Tần số tạo ra được xác định bởi độ tự cảm của cuộn sơ cấp của máy biến áp Tr1 và điện dung của đầu dò piezoceramic. Máy phát được điều chỉnh bằng cách sử dụng máy đo tần số đến tần số cộng hưởng của bộ biến đổi bằng cách thay đổi số vòng của cuộn sơ cấp của máy biến áp. Điều chỉnh máy phát bằng cách kết nối thêm một tụ điện song song với bộ chuyển đổi là không mong muốn, vì điều này dẫn đến việc mất công suất đầu ra của máy phát vô ích. Tiếp xúc của rơle thời gian được điều chỉnh bằng cách thay đổi giá trị của điện dung của tụ điện C1. Vấn đề về vị trí đặt máy phát hợp lý nhất trên người đang tắm có tầm quan trọng không nhỏ cả trên quan điểm cơ thể người che chắn không mong muốn tín hiệu máy phát và từ quan điểm đảm bảo sự tự do di chuyển của người bơi trong nước. Theo kinh nghiệm cho thấy, tùy chọn thuận tiện nhất để đặt máy phát trên người đang tắm nên được coi là giá gắn trên mũ bơi, trong một "túi" cao su được cung cấp đặc biệt. Do trọng lượng thấp (50 g không khí và 22 g nước), phương pháp buộc chặt này không gây bất tiện. Người nhận Các rung động siêu âm lan truyền từ bộ phát qua nước được cảm nhận bởi bộ chuyển đổi piezoceramic, được khuếch đại bởi đường tiếp nhận-khuếch đại và kích hoạt một báo động. Sơ đồ mạch của máy thu được hiển thị trong hình. 3. Nó được lắp ráp trên tám bóng bán dẫn trong một loại mạch superheterodyne với một bộ phát nối đất và được thiết kế để hoạt động ở tần số cố định là 53 kHz. Điện áp cung cấp định mức - 15 V (bốn pin KBS-L-0,5); khi điện áp nguồn giảm xuống 11 V thì hiệu suất của máy thu được bảo toàn hoàn toàn. Cơm. 3. Tụ C17 phải được kết nối với cực thu của bóng bán dẫn T8. Mức tiêu thụ hiện tại ở chế độ chờ khoảng 17-20 mA; ở chế độ bật chỉ báo sơ bộ khoảng 105 mA và ở chế độ báo động - không quá 300 mA. Mức tăng điện áp của máy thu là 6-9-105. Độ nhạy, được xác định bằng giá trị tín hiệu nhỏ nhất ở chân của bóng bán dẫn đầu tiên, tại đó rơle P1 được kích hoạt, là 1 μV. Bộ khuếch đại RF bao gồm ba tầng được lắp ráp trên các bóng bán dẫn T1, T2, T3. Bộ biến đổi PKP cùng với cuộn sơ cấp của máy biến áp Tp1 tạo thành mạch được điều chỉnh để cộng hưởng ở tần số 53 kHz. Các máy biến áp đấu nối liên thông Tr2 và Tr3 cũng là một phụ tải cộng hưởng và làm tăng độ chọn lọc của máy thu. Để có được độ lợi tối đa và giảm khả năng tự kích thích của các giai đoạn khuếch đại RF, giai đoạn thứ hai và thứ ba được lắp ráp theo một mạch cascode với nguồn điện song song. Các dao động siêu âm khuếch đại, cùng với tần số của dao động cục bộ từ cuộn thứ cấp của máy biến áp Tr3, được đưa đến bộ trộn, được lắp ráp trên transistor T4. Bộ tạo dao động cục bộ máy thu được lắp ráp trên một bóng bán dẫn T8 giống như cách của máy phát máy phát. Dao động tần số thấp, là hiệu số giữa tần số của tín hiệu chính và dao động cục bộ, cô lập trong cuộn dây I của máy biến áp Tp4, được khuếch đại bởi tầng khuếch đại tần số thấp, được thực hiện trên bóng bán dẫn T5. Sau khi chỉnh lưu (diode D1), điện áp tín hiệu được đưa vào bộ khuếch đại dòng điện một chiều (bóng bán dẫn T6) với một rơle phân cực có độ nhạy cao P1 trong mạch thu. Khi nhận được tín hiệu, rơle P1 được kích hoạt. Thông qua các tiếp điểm của rơ le này, nguồn điện được cung cấp cho bộ chỉ thị sơ bộ - bóng đèn L1, đến một cực của chuông cảnh báo (ZV) và đồng thời điện áp cung cấp trừ được loại bỏ khỏi tụ điện C16 và từ đế của transistor T7 mở trước rơ le thời gian đó. Trong trường hợp này, các tiếp điểm của rơle P2 đang mở. Tụ C16 bắt đầu phóng điện đến điện trở R24, sau một thời gian dòng điện của tranzito T7 sẽ giảm đến mức phần ứng của rơle P2 sẽ lật tiếp điểm rơle và cộng của nguồn sẽ nối với đầu ra thứ hai của chuông, kích hoạt báo động. Thời gian tiếp xúc của rơ le thời gian có thể thay đổi từ 0 đến 60 giây. sử dụng điện trở thay đổi R24, hiển thị trên bảng điều khiển phía trước của máy thu. Trong một bộ thu đang hoạt động, khi một ngón tay cọ xát nhẹ trên bề mặt của bộ chuyển đổi, bóng đèn L1 sáng lên và một cảnh báo âm thanh được kích hoạt. Bộ thu được gắn trên hai bảng getinax gắn trên khung và trên bảng điều khiển phía trước của thiết bị, được gắn chặt vào khung. Khung được lắp vào một vỏ kim loại có kích thước 240x145x180 mm, trên đó có một tay cầm được cố định để mang thiết bị và các khóa để cố định khung bên trong vỏ. Cách lắp và vị trí của các bộ phận thu có thể thấy rõ trong Hình. 6.
Trên bảng điều khiển phía trước của bộ thu được hiển thị: công tắc P1, đèn báo L1, núm chiết áp R24 với thang cài đặt thời gian trễ và đầu nối để kết nối cáp đồng trục với đầu dò thủy âm. Rơle P1 và P2 được sử dụng loại RP-5, bật-tắt với ưu thế. Điện trở của các cuộn dây rơle là 6000 ohms. Bộ chuyển đổi âm thanh của máy thu được cố định giữa hai nắp đồng thau, chúng được kéo lại với nhau bằng ba chốt. Việc làm kín khoang bên trong của đầu dò được thực hiện bằng các miếng đệm cao su trong các rãnh. Trong một trong các nắp có một miếng đệm với con dấu cao su, qua đó cáp RK-1 được đưa vào từ bộ thu. Dữ liệu về cuộn dây của máy biến áp được cho trong bảng. một.
Khi lắp máy thu, cần đặc biệt chú ý đến vị trí của các tầng khuếch đại RF và bộ tạo dao động cục bộ. Các máy biến áp phải được đặt cách xa nhau ít nhất là 30 mm và sao cho trục đối xứng của chúng nằm ở góc 90 °; Nên gắn bộ dao động cục bộ trên một bo mạch riêng cùng với bộ phận điều hành của bộ thu. Sau khi kiểm tra việc lắp đặt chính xác bộ thu, nguồn được bật và các chế độ của bóng bán dẫn được kiểm tra về dòng điện một chiều (xem Bảng 2).
Ghi chú: 1. Chế độ bóng bán dẫn được đưa ra tại Uin = 1-2 μV. Sau đó, thiết lập bộ khuếch đại RF. Tại sao khi tắt bộ tạo dao động cục bộ và các dao động không điều chế có tần số 0,05 kHz được đưa vào đầu vào máy thu từ bộ tạo tín hiệu chuẩn thông qua tụ điện có dung lượng 0,1-53 microfarads; Người ta đo điện áp cao tần đã khuếch đại bằng vôn kế ống ở cực thu của tranzito T3. Khi tín hiệu từ đầu vào của máy thu bị tắt, vôn kế sẽ hiển thị điện áp của nhiễu nội tại của máy thu. Giá trị của những tiếng ồn này, được cung cấp cho đầu vào, không được vượt quá 0,01 μV đối với máy thu đã điều chỉnh (với đầu vào bị ngắn). Nếu, khi tín hiệu bị tắt, vôn kế hiển thị điện áp cao hơn đáng kể so với mức nhiễu, thì điều này cho thấy sự kích thích trong các giai đoạn khuếch đại RF. Để loại bỏ điều này, các máy biến áp Tr2 và Tr3 nên được tách biệt phần nào với nhau, trong một số trường hợp, nó giúp thay đổi các đầu của cuộn thứ cấp của các máy biến áp này. Khi đó cần cộng hưởng mạch các máy biến áp Tp1, Tp2 và Tr3 bằng cách thay đổi giá trị của các tụ C3 và C8 hoặc bằng cách chọn số vòng dây của các cuộn sơ cấp. Cuối cùng, mạch hình thành bởi bộ biến đổi âm thanh và cuộn dây sơ cấp của máy biến áp Tp1 được điều chỉnh. Trong trường hợp này, tín hiệu ở đầu vào máy thu được bộ chuyển đổi bảng điều khiển cảm nhận trực tiếp từ cuộn cảm được kết nối ở đầu ra GSS và được lắp đặt cách bảng điều khiển 10-15 cm. Một tín hiệu có điện áp khoảng 1 V được đặt vào cuộn cảm có GSS. Đặt mạch đầu vào ở trạng thái cộng hưởng đạt được bằng cách thay đổi số vòng của cuộn dây I hoặc mắc các tụ điện song song với mạch. Sự cộng hưởng được xác định bằng số đọc cực đại của vôn kế. Độ nhạy của máy thu sau khi chỉnh mạch đầu vào nên tăng lên 1,5-2 lần. Dao động cục bộ nối với mạch được máy đo tần số điều chỉnh đến tần số 51-51,5 kHz bằng cách thay đổi số vòng dây của cuộn dây I của máy biến áp Tp5 và một lõi điều chỉnh. Hoạt động của bộ trộn và bộ khuếch đại âm trầm được kiểm tra khi đặt tần số 53 kHz từ GSS vào đầu vào của bộ thu. Sự khuếch đại lớn nhất và khả năng truyền tín hiệu tần số thấp tốt nhất đạt được bằng cách chọn phân cực dựa trên bóng bán dẫn T4 sử dụng điện trở R10 và R12. Rơle P1 của bộ phận điều hành của máy thu phải hoạt động ở điện áp dựa trên bóng bán dẫn T6 âm 0,1-0,2 V, dòng điện của bộ thu trong trường hợp này là 0,15-0,2 mA; khi lắp đặt rơle điện từ với cuộn dây có điện trở thấp hơn, dòng điện của bộ thu có thể tăng lên tới 8-10 mA. Sau khi thiết lập máy phát và máy thu riêng biệt, hoạt động của tất cả các thiết bị trong nước sẽ được kiểm tra. Các tác giả: A. Davydov, B. Davydov; Xuất bản: N. Bolshakov, rf.atnn.ru Xem các bài viết khác razdela Điện tử trong cuộc sống hàng ngày. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Máy ảnh hộp đen đáng tin cậy ▪ Màn hình chuyên nghiệp iiyama T2234MC Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần video nghệ thuật của trang web. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết của Friedrich von Schelling. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ bài viết Bệnh dịch hạch là gì? đáp án chi tiết ▪ bài viết Thợ lắp đặt cống đúc sẵn trên đường cao tốc. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết Mực in văn phòng phẩm. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên ▪ bài viết Hàn dây điện không dùng mỏ hàn. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |