Вимірювання глибини дна акваторії або - пошук затонулих предметів можливі з допомогою ультразвукового глибиноміра, схема і короткий опис якого наводяться нижче.
Принцип дії приладу заснований на відображенні короткочасних ультразвукових імпульсів від річкового або морського дна. При цьому вимірюється не час проходження імпульсів в товщі води (швидкість звуку у воді 1500 м/с), а кількість відображених в одиницю часу імпульсів. Глибина проникнення ультразвукових імпульсів визначається потужністю випромінювання і чутливістю приймального пристрою. В описуваному приладі вона не перевищує 20 м.
Puc.1
Глибиномір складається з двох частин: магнітострикційного датчика і електронного блоку. Магнітострикційні датчик (його пристрій показано на рис. 1) являє собою нікелевий стрижень 4, закріплений за допомогою мідного кільця 1 в корпусі 2. На стрижень надітий каркас 5 з намотаними на нього котушками 3, герметизований коркової прокладкою 6. Ультразвукові коливання (їх амплітуда максимальна при резонансі частот) нікелевого стрижня і пластини 7 передаються водному середовищі. Щоб виключити коливання рівня води в розтруб датчика, він закритий гумовою мембраною ю товщиною 0,5-0,8 мм, яка утримується за допомогою бандажа 9. При вимірюваннях через отвір 8 в розтруб заливається вода.
Електронний блок (рис. 2) складається з ультразвукового генератора, зібраного на транзисторах T1, Т2, модулятора на транзисторах Т3, Т4, приймача відбитих імпульсів Т5-Т8 і стрілочного індикатора, шкала якого калібрована метрів глибини.
Puc.2
Двотактний генератор з ємнісний зворотним зв'язком генерує ультразвукові коливання частотою 40 кГц. Навантаженням генератора служить контур, утворений котушкою L4 (вона намотана на замкнутому феритовому стержні перерізом 2 см2) і конденсатором С2. Конкретні дані цих величин в оригіналі не наведено. Їх підбирають, виходячи з виміряної (одним з відомих способів) індуктивності збудливою обмотки вібратора L1 (1500 витків ПЕЛ 0,35), яка в свою чергу сильно залежить від якості сердечника вібратора. При атом слід мати на увазі, що індуктивність L1 і ємність конденсатора С1 утворюють послідовний резонансний контур, узгодження якого з контуром генератора виробляється з допомогою котушки зв'язку L3, Кількість витків L3 також знаходять дослідним шляхом. Котушка підмагнічування L2 має 3000 витків дроту ПЕЛ 0,15, величина її індукції 0,5 Т. Послідовно з L2 включений дросель Др1 перешкоджає проникненню коливань ультразвукової частоти в ланцюг підмагнічування. Величина індуктивності дроселя 0,25-0,3 гн.
Мультивібратор (транзистори Т3, Е4) використовується у приладі в якості модулятора і вимірювача частоти. Постійна часу його базової ланцюга 600 мксек. З колектора Т3 знімаються негативні імпульси, що управляють роботою ультразвукового генератора. Необхідна величина напруги імпульсів встановлюється змінними резисторами R3, R4. В цю ж ланцюг включений вольтметр постійного струму з граничним значенням 10 В, що вимірює середнє значення напруги имцульсов. Крім цього мультивібратор спільно з транзистором Т5, виконує функції електронного комутатора, який закриває вхід приймача на час посилки зондувального імпульсу і відкриває його при прийомі відбитого імпульсу.
До складу приймача входять підсилювач на транзисторах Т6-Т8 і детектор на діоді Д1 Відбиті імпульси, прийняті датчиком (при цьому використовується зворотний Магнітострикційні ефект), посилюються трехкаскадным підсилювачем, на вході якого включений виборчий контур, настроєний на частоту 40 кГц, детектуються і через конденсатор С16 надходять у базовий ланцюг транзистора Т4, запускаючи мультивібратор. Так як число відображених в одиницю часу імпульсів залежить від глибини, то при зміні останньої змінюється частота запуску мультивібратора.
Початкову калібрування приладу виробляють на відомій глибині, що дорівнює 3 м. Вібратор занурюють у воду і змінними резисторами R4 R6" встановлюють струм, споживаний генератором, дорівнює 60 ма, Показання вольтметра при цьому калібрують відміткою 3 м. Величина струму, споживаного генератором, повинна зменшуватися із збільшенням глибини. Максимальній глибині буде відповідати мінімальне відхилення стрілки глибиноміра.
Література
"Radioamater", 1970, N5.
Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru