Máy điện Câu 1: Sóng âm tính chất sóng âm Ph ơng pháp lựa chọn tần số để đo sâu 1) Sóng âm tợng vật lý, tợng riêng dao động học môi trờng đàn hồi 2) Các tính chất sóng âm a) Tính chất phản xạ khúc xạ sóng âm Nếu trình truyền lan, sóng âm gặp mặt phân cách (gặp mặt phân chia môi trờng 2) có kích thớc lớn chiều dài sóng ta quan sát thấy tợng phần lợng trở lại môi trờng có ' phần lợng vào môi trờng Hiện tợng z1 =c1 gọi tợng phản xạ khúc xạ sóng âm Khi tia âm truyền qua môi trờng đồng đợc đặc trng âm kháng z1 z2 (hình vẽ) Giả sử c1>c2, theo lý thuyết tia chiếu áp z =c 2 dụng định luật quang học ta có α1 = α1' vµ sin α1 c1 = =η sin α c2 η: hƯ sè khóc x¹ α1: gãc tới 1' : góc phản xạ 2: góc khúc xạ Nh vậy, đờng truyền lan sóng âm cã nhiỊu líp ch©t láng cã tÝnh chÊt thủ ©m học khác ta có: c c3 c1 = = = const sin α t1 sin α t sin t Các tỉ số hình học tìm đợc xuất phát từ giả thiết rầng mật phản xạ mặt phẳng, chúng với trờng hợp nh kích thớc vật cản lớn chiều dài sóng nhiều lần, phản xạ nh gọi phản xạ gơng Trong thực tế, bề mặt phân cách xảy tợng phân kỳ, phản xạ gơng, phản xạ cộng hởng, khúc xạ tán xạ mặt phân cách không nhẵn *Kết luận: - Nếu tốc độ truyền âm môi trờng nh tia khúc xạ - Nếu sóng âm truyền từ môi trờng sang môi trờng c1>c2 tia khúc xạ lệch phía mặt phân cách Nếu tăng góc tới 2=900 sóng âm không vào môi trờng 2, tăng sóng âm phản xạ hoàn toàn, gọi góc giíi h¹n α th = arcsin c c2 = arcsinη *Từ quan hệ lợng ta rút kết luận: - Nếu nh âm kháng môi trờng =z1=z2=c11=c22 toàn lợng chuyển từ môi trờng sang môi trờng - Nếu có điều kiện c11ằc22 (c11ôc22)thì tất lợng âm phản xạ trở lại môi trờng ban đầu - Nếu nh âm kháng môi trờng khác không nhiều phần lợng vào môi trờng 2, phần lợng phản xạ, phần nhiễu xạ đkt 43 ĐH3 2006 Máy điện b) Sự giao thoa sóng âm Sóng âm có biên độ nhỏ nên ta áp dụng nguyên lý xếp chồng Vì điểm trờng âm dao động chồng lên Kết chỗ tăng âm, chỗ khác giảm âm, trình gọi giao thoa sóng âm Sóng giao thoa có biên độ, tần số pha khác c) Sự nhiễu xạ sóng âm Sóng âm có khả uốn cong gặp vật đờng truyền lan tợng gọi nhiễu xạ Nhiễu xạ mạnh kÝch thíc cđa vËt c¶n nhá so víi chiỊu dài sóng Trong trờng hợp ta quan sát thấy lợng phân tán hớng Nếu kích thớc vật cản lớn so với chiều dài sóng nhiễu xạ xẩy cạnh mép vật cản, đằng sau vật cản hình thành vùng bóng râm mà sóng ©m ®i qua, ®ång thêi trêng ©m ë ®»ng tríc vật cản trở nên phức tạp có tợng giao thoa sóng tới, sóng phản xạ sóng nhiễu xạ Kết máy thu ta nhận đợc áp lực khác xa với áp lực sóng tới Hiện tợng nhiễu xạ ta giải thích gọi nhiễu loạn số máy đo sâu hồi âm mà ta thấy thời điểm phát ky tàu cong tác động lên máy thu d) Sự truyền lan sóng âm môi trờng chất lỏng chuyển động Qua việc khảo sát truyền lan sóng âm chất lỏng chuyển động có ý nghĩa không phần quan trọng thực tiễn nớc biển thờng có dòng chảy có tốc độ tới vài nơ sóng âm truyền chất lỏng chuyển động tốc độ tuyệt đối dịch chuyển thành phần sóng dọc theo tia sóng tổng hình học vectơ tốc độ theo vectơ tốc độ tơng đối, vectơ tia tốc độ không trùng với pháp tuyến sóng mà hình dáng tia âm khác với đờng thẳng, đồng thời dịch chuyển làm thay đổi tần số sóng âm Nh chuyển động môi trờng dẫn đến thay đổi quang cảnh trờng âm, thay đổi thông số quan trọng âm tốc độ truyền lan tần số e) Sự truyền lan sóng âm môi trờng chất lỏng Do nớc biển môi trờng không đồng nên tốc độ sóng âm môi trờng nớc biển không Tốc độ sóng âm đợc xác định theo công thức sau: c= k Trong ®ã: ρ = f1(t0,S 00 , H, P0) k = f2(t0,S 00 , H, P0) ⇒c = f(t0,S 00 , H, P0) c = 1440 ÷ 1585 m/s (th«ng thêng ta lÊy c = 1500 m/s) 3) Phơng pháp lựa chọn tần số để đo sâu Máy đo sâu đợc sử dụng nhiều lĩnh vực nh: đo đạc, dò cá, dò tìm kim loại quý hiếm, trắc địa, hải dơng học Trong hàng hải, ngời ta thờng sử dụng loại tần số chính: 50kHz: tần số thấp, đo đợc độ sâu lớn, búp phát rộng nên thám sát đợc vùng rộng lớn nên sai số lớn đáy biển nghiêng hay tàu lắc ngang 200kHz: tần số cao, độ sâu đo đợc xác hơn, giảm đợc sai số tàu lắc ngang đáy biển nghiêng, không đo đợc độ sâu lớn tổn hao lợng đờng truyền Câu 2: Sử dụng điều chỉnh máy lái tự động GYLOT-107 1) Chuẩn bị trớc khởi động Kiểm tra khẳng định công tắc cấp nguồn cho trạm điều khiển vị trí OFF Kiểm tra số mặt phản ảnh la bàn lái đkt 43 ĐH3 2006 Máy điện Bật công tắc chức sang vị trí lái tay, quay vôlăng để kim thị góc lái vị trí 2) Cấp nguồn cho máy lái Sau kết thúc việc chuẩn bị kiểm tra hệ thống máy lái, cấp điện cho môtơ điện lai bơm thuỷ lực buồng máy lái Bật công tắc nguồn cho trạm điều khiển sang vị trí No1 No2 lúc đèn phía dới công tắc sáng báo đà có nguồn cung cấp cho máy lái đồng thời còi báo kêu, ta dập còi cách chuyển công tắc còi (BUZZER SW) vị trí ngợc lại Điều chỉnh độ sáng mặt phản ảnh la bàn núm Dimmer Sau dùng vôlăng để điều khiển tàu theo lệnh, theo tiêu bờ theo hớng la bàn Đặc điểm chế độ lái tay tốc độ bẻ lái nhanh hay chậm phụ thuộc vào ngời lái Chế độ lái tự động Đặc điểm chế độ tốc độ bẻ bánh lái góc bẻ bánh lái hoàn toàn ohụ thuộc vào tốc độ góc lệch hớng Sử dụng núm ®Ỉt híng ®i COURSE SETING KNOB: Ên xng, chun kim thị hớng cho trớc Sử dụng vôlăng lái tàu gần với hớng lái tự động (thờng sai số không 50) đa bánh lái chuyển công tắc chức OPERATION SELECTOR SW vị trí AUTO Để đảm bảo máy lái hoạt động chế độ đợc tốt ta cần điều chỉnh núm sau: +WEATHER: tuỳ thuộc vào điều kiện sóng gió, số vạch núm tỉ lệ thuận với điều kiện sóng gió, điều chỉnh núm cho tàu giữ hớng theo mong muốn mà số lần bẻ bánh lái không lớn, không gây tải cho máy lái +RATE ADJ: núm đợc điều chỉnh phụ thuộc vào tốc độ đảo hớng mũi tàu, điều chỉnh núm tốc độ góc lệch hớng mũi tàu thay đổi +RUDDER ADJ: điều chỉnh góc bẻ bánh lái, núm phụ thuộc vào tải trọng tàu Khi điều chỉnh núm góc bẻ lái thay đổi ta điều chỉnh cho góc bẻ bánh lái đủ đa tàu hớng cũ không làm cho tàu lệch hớng lớn giới hạn cho phép máy lái chế ®é l¸i tù ®éng +Pilot watch +Rudder angle ∗ ChÕ độ lái cần Đặc điểm chế độ tốc độ bẻ bánh lái không phụ thuộc vào ngời lái việc điều động tàu có khó khăn nên đợc sử dụng chế độ lái cố Chuyển công tắc chức sang vị trí lái LEVER, dùng cần lái LEVER gạt sang phải sang trái giữ nh bánh lái đạt đợc góc lái theo mong muốn Buông tay ra, cần gạt tự chuyển động vị trí ban đầu OFF Bánh lái đợc giữ nguyên ta không sử dụng cần gạt Khi cần bẻ bánh lái phía ta đẩy cần gật phía Chế độ lái điều khiển từ xa Đặc điểm chế độ lái giống lái LEVER ta chuyển vị trí lái tới nơi khác buồng lái điều kiện cho phép (vị trí di chuyển giới hạn dây nối từ trạm điều khiển đến hộp điều khiển xách tay) Sử dụng núm xoay hộp điều khiển xách tay để bẻ bánh lái phía mong muốn Chế độ đợc ứng dụng cho trờng hợp tầm nhìn ngời điều khiển bị hạn chế Cắm ổ cắm hộp điều khiển từ xa vào ổ cắm trạm điều khiển, chuyển công tắc chức sang vị trí REMOTE CONTROL Đa hộp điều khiển đến nơi thích hợp để điều khiển tàu Trong trờng hợp tàu nhỏ, thuyền trởng tự lái tàu để cập cầu điều khiển tơng tự đkt 43 ĐH3 2006 Máy điện 3) Tắt máy - Bật công tắc chức vị trí HAND Sau đa bánh lái vị trí - Đa công tắc nguồn vị trí OFF, còi kêu bật công tắc Buzzer Switch vị trí ngợc lại - Bật công tắc khởi động bơm thuỷ lực (số 6) vị trí OFF, thấy đèn hiệu báo bơm thuỷ lực bị tắt, điều chứng tỏ môtơ bơm thuỷ lực ngừng hoạt động - Bật công tắc núm tắt mở la bàn vị trí OFF - Tắt công tắc nguồn Ships supply switch khởi động Câu 3: Trình tự bớc chuẩn bị máy lái tàu rời bến Sơ đồ khối tổng quát máy lái, chức khối 1) Trình tự bớc chuẩn bị máy lái tàu rời bến a) Kiểm tra KiĨm tra ë bng m¸y l¸i (phã 2) − KiĨm tra hệ thống thuỷ lực: rò rỉ dầu thuỷ lực mức dầu thuỷ lực két Kiểm tra khớp truyền động: vệ sinh, tra mỡ Thử hệ thống thông tin liên lạc trực tiếp tõ bng m¸y l¸i víi bng l¸i − KiĨm tra la bàn lái cố nguồn chiếu sáng la bàn cố Báo cho buồng máy kiểm tra cấp điện cho hệ thống máy lái Khẳng định chớng ngại vật cản trở máy lái hoạt động Kiểm tra trạm điều khiển buồng lái (phó 3) Đặt vị trí công tắc, núm nút vịt trí chuẩn bị khởi động máy lái: công tắc chức để chế độ lái tay, vôlăng vị trí 00 Kiểm tra số hoạt động mặt phản ảnh la bàn lái b) Thử máy lái Kiểm tra xem bánh lái có vớng mắc không Bật môtơ bơm thuỷ lực (công tắc buồng lái) Bật công tắc cấp nguồn cho trạm điều khiển Dùng vôlăng bẻ sang phải, bẻ sang trái, hết lái phải, hết lái trái, đồng thời báo cho phó buồng máy lái biết góc bẻ lái; phó theo dõi hoạt động máy lái báo cho phó biết góc quay thực tế bánh lái để phó so sánh với góc bẻ lái vôlăng đồng hồ báo góc bẻ bánh lái Kiểm tra thời gian bánh lái quay từ hết lái mạn sang hết lái mạn đối diện ngợc lại khoảng 25s Thử chế độ lái Lever Remote Thử chế độ lái cố buồng máy lái, có h hỏng phải báo cho thuyền trởng khắc phục Sau thử xong chế độ lái phải chuyển trạm điều khiển chế độ lái tay c) Báo cáo cho thuyền trởng máy lái đà chuẩn bị xong ghi công việc kiểm tra vào nhật ký tàu 2) Sơ đồ khối tổng quát máy lái, chức khối đkt 43 ĐH3 2006 Máy điện Trạm điều khiển Bộ cấp nguồn cho môtơ lái Hộp đấu dây Két dầu thuỷ lực Thiết bị bẻ lái Bánh lái a) Trạm điều khiển Trạm điều khiển khối hình trụ đợc lắp đặt buồng lái, nằm mặt phẳng trục dọc tàu vị trí thuận tiện cho việc quan sát phía trớc bên mạn đứng điều khiển trạm, chức trạm điều khiển hớng tàu thông qua chế độ lái: lái tay (HAND), lái tự động (AUTO), lái cần (LEVER NON FOLLOW UP), lái từ xa (REMOTE) Trên trạm điều khiển ta dùng công tắc chức (Function Switch) để chuyển đổi chế độ lái khác Lái tay: đợc sử dụng tàu vào luồng, cập cầu rời cầu, thả kéo neo, tránh va tàu hành trình khu vực có nhiều chớng ngại vật hàng hải Lái tự động: đợc sử dụng tàu hành trình khu vực có chớng ngại vật hàng hải Lái từ xa: sỹ quan trực ca đứng cánh gà buồng lái trực tiếp điều khiển tàu mà không cần vào buồng lái Lái cần: đợc dùng trờng hợp chế độ lái tay lái tự động bị cố, ta chuyển công tắc chức sang vị trí LEVER (NON FOLLOW UP) dùng cần để điều khiển Bên trạm điều khiển có nhiều phận quan trọng cđa hƯ thèng la bµn quay vµ hƯ thèng điều khiển tự động lái, thiết bị phát định hớng cho la bàn phản ảnh tín hiệu phát xuống buồng máy lái đợc lắp Trên trạm điều khiển đợc lắp đặt núm nút nh: công tắc nguồn, công tắc chức năng, núm đặt híng, nóm ®iỊu chØnh thêi tiÕt, nóm ®iỊu chØnh tèc độ bẻ lái, núm điều chỉnh góc bẻ lái, đèn chiếu sáng, đèn báo động, còi báo động b) Thiết bị bẻ lái (Steering gear) Gồm môtơ điện lai bơm thuỷ lực, hệ thống ống dẫn dầu thuỷ lực, van chuyển hớng thay đổi chế độ lái, piston điều khiển trục bánh lái Ngoài gắn vôlăng cần lái để điều khiển trực tiếp trạm điều khiển bị cố Thiết bị bẻ lái đợc đặt buồng riêng phía cuối tàu gần bánh lái Thiết bị phó quản lý, đợc bảo quản sửa chữa ngành máy đợc kiểm tra hàng ngày Việc tra dầu mỡ, vệ sinh đợc thực thuỷ thủ ca phải có nhật ký ghi chép riêng c) KÐt dÇu thủ lùc: cung cÊp dÇu thủ lùc cho bơm đẩy trục bánh lái d) Bộ cấp nguồn cho môtơ lái e) Bánh lái: thiết bị dùng để giữ cho tàu chuyển động hớng cố định thay đổi hớng tàu Bánh lái có nhiều loại: loại thờng, loại bù trừ, loại bán bù trừ Diện tích bánh lái phụ thuộc tải trọng tàu đkt 43 ĐH3 2006 Máy điện Câu 4: Khai thác sử dụng tốc độ kế Doffler JLN-203: chuẩn bị, khởi động, tắt máy, điều chỉnh tốc độ trung bình, kiểm tra tín hiệu, bảo dỡng kiểm tra 1) Chuẩn bị khởi động tắt máy - Bật công tắc nguồn từ bảng điện tàu ON - Bật công tắc Power Switch/Dimer mặt khối điện tử ON - Điều chỉnh độ sáng hiển thị nét - Bật công tắc Response Switch - ấn nút Reset Button đồng hồ thị quÃng đờng - Chờ phút hiển thị ổn định Khi bật công tắc nguồn ON hình hiển thị 0.0kts đén Ahead sáng xanh Và phút sau xuất số tốc độ - Đèn Ahead sáng xanh đo tốc độ chạy tới, đèn Astern sáng đỏ đo tốc độ tàu chạy lùi - Tắt tốc độ kế: chuyển công tắc Power Switch/Dimer vị trí OFF, công tắc nguồn từ bảng điện OFF 2) Điều chỉnh thời gian tính tốc độ trung bình Công tắc lựa chọn thời gian tính tốc độ trung bình Response Switch khối điện tử có vị trí 1,2,3,4 với thời gian tính tốc độ từ 10ữ80s, thời tiết xấu đặt vị trí số 4, điều kiện bình thờng đặt vị trí sè hc 3) KiĨm tra tÝn hiƯu Sù kiểm tra tín hiệu mạch điện máy phát sát nhập cho kiểm tra tốc độ hạn chế điều kiện hoạt động Phơng pháp liểm tra theo tốc độ trắc nghiệm - Bật công tắc Response Switch vị trí CAL - Bật công tắc nguồn vị trí ON chờ tốc độ 13.5kts (đây điều chỉnh nhà máy) - Kiểm tra máy tính quÃng đờng: đánh giá chắn máy đọc 0.23kts/phút ứng với tốc độ 13.5kts - Đánh giá chắn tín hiệu quÃng đờng truyền 45 nhịp/phút tốc độ 13.5kts - Sau kết thúc việc kiểm tra nên bật công tắc Response Switch vị trí 4) Bảo dỡng kiểm tra - Từ điện tháo rời ra, không cần thiết cho bảo dỡng định kỳ Tuy nhiên cố gắng vệ sinh nơi - Kiểm tra định kỳ đệm với kẹp máy biến năng, không bị nớc biển vào - Trong thời gian vào đà, cẩn thận lấy rong rêu, vỏ hà mặt dung máy biến năng, không đợc đụng mạnh vào bề mặt máy biến Câu 5: So sánh u nhợc điểm máy đo tốc độ cảm ứng Doffer 1) Máy đo tốc độ cảm ứng a) Ưu điểm: - Có thể đo đợc độ sâu khu vực có độ sâu lớn đo đợc góc dạt tàu b) Nhợc điểm: - Chỉ đo đợc tốc độ tơng đối tàu so với nớc biển - Khi tàu hoạt động luồng, sông hay khu vực nớc biển máy đo tốc độ cho kết không xác 2) Máy đo tốc độ Doffler đkt 43 ĐH3 2006 Máy điện a) Ưu điểm: Bộ phận phản hồi Mặt báo tốc độ Chỉ thị quÃng đ ờng Động thị vận tốc Bộ tích phân vận tốc Dao động thạch anh Động đồng hồ Khuyếch đại E2 Bộ khuyếch đại E3 Bộ nhạy cảm E1 Biến áp vi phân - Đo đợc tốc độ tuyệt đối tàu so với đáy biển - Nếu máy đo tốc độ dùng tia phát đo đợc góc dạt tốc độ tàu b) Nhợc điểm: - Tầm hoạt động chủ yếu khu vực ven bờ, độ sâu 1000ữ1500m - Khi tàu hoạt động khu vực có độ sâu lớn máy đo tốc độ cho kết không xác Câu 6: Thuyết minh sơ đồ khối máy đo tốc độ cảm ứng EML-12 Khi tàu chạy với tốc độ v dòng nớc chuyển động dới đáy tàu có tốc độ -v (nếu sai số), lúc suất điện động từ nhạy cảm E 1=k1.v, suất điện động sau đa qua vi phân khuyếch đại cho suất điện động E 2, suất điện động đợc đa đến động thị tốc độ để đa mặt báo tốc độ đa qua phản hồi ta đợc suất điện động E3 Lúc đầu vào biến áp vi phân xuất suất điện động tổng hợp E=E1-E3 Bộ phận thị vận tốc ngừng quay E=0, lúc tốc độ báo máy không thay đổi tốc độ tàu chạy (giả thiết dòng, hải lu) Để có đợc quÃng đờng từ động thị vận tốc, tín hiệu vận tốc tàu đợc đa vào tích phân vận tốc cung với thời gian đợc lấy từ động đồng hồ (nguồn nuôi đồng hồ dao động thạch anh khuyếch đại) ta có tích phân tích phân xác định quÃng đờng tàu chạy đợc khoảng thời gian t là: t S = v.dt hay S = v.t Từ đây, tín hiệu đợc đa phận báo cho ta quÃng đờng mà tàu chạy đợc đkt 43 ĐH3 2006 Máy điện vc Câu 7: Cơ sở lý thuyết nguyên lý hoạt A động máy đo tốc độ hiệu ứng Doffler, sai số Phơng pháp nâng cao độ xác dùng hai tia 1) Cơ sở lý thuyết nguyên lý hoạt động máy đo tốc độ hiệu ứng Doffler Hoạt động máy đo tốc độ thuỷ âm dựa hiệu ứng Doffler thay đổi tần số sóng máy thu máy phát đặt đối tợng chuyển động Nh tác dụng O hiệu ứng Doffler lên thông số sóng âm dẫn tới kết nh chất lỏng chuyển động Điều cho phép ta xây dựng lý thuyết tốc độ kế thuỷ âm cách phân tích trờng âm môi trờng chuyển động, nghĩa theo công thức: (*) * = ck + u k Giả sử tàu có đặt màng dao động A (hình vẽ) hoạt động nh máy phát thu điểm O đáy biển có xung âm tới Ta hÃy xác định tần số sóng tới điểm O theo hàm số tần số màng dao động A Muốn ta dùng công thức (*), nhng công thức với trờng hợp chất lỏng chuyển động Vì ta hÃy giả thiết tàu không chuyển động, nớc chuyển động với vận tèc vc VËn dơng nh vËy thủ ®éng häc tàu thuỷ không làm ảnh hởng tới kết Lúc công thức (*) có dạng: (8-1) * = ck vc k Phân tích vế phải đẳng thøc ta sÏ cã: v ⋅ cosθ1 ω* = ck 1 − c c (8-2) Điểm O không chuyển động nên tần số âm véctơ sóng k phải có mối quan hệ (8-3) = ck Đa (8-3) vào (8-2) giải theo ta có: = vc ⋅ cosθ1 1 − c (8-4) Biểu thức (8-4) xác định tần số sóng tới theo hàm số tần số 0=* máy phát điểm O tia âm phản xạ mà không thay đổi tần số tới máy thu Do điểm O xem nguồn đứng yên phát tần số Tần số thu đợc máy thu xác định đợc theo công thức (8-1), nghĩa là: đkt 43 ĐH3 2006 Máy điện v cos(180 + θ ) vc ⋅ cosθ ω = ω* = ck − vc k = ck ⋅ 1 − c = ck ⋅ 1 + c c (8-5) §èi với tàu biển cằvc, lúc sau đa (8-3) vµ (8-4) vµo (8-5) ta sÏ cã v ⋅ cosθ ω ⋅ 1 + c c ω2 = v ⋅ cos θ 1 − c c (8-6) Biểu thức dẫn tới dạng đơn giản ta tính đến i = 2f i hay v ⋅ cosθ v ⋅ cosθ f ⋅ 1 − c = f ⋅ 1 + c c c ( f − f ) = vc ⋅ cos( f + f ) c Sau đa đại lợng = (8-7) f2 − f0 mµ ta gäi lµ biÕn sè Doffler KÕt qu¶ ta sÏ cã: f2 + f0 vc = φ ⋅ c ⋅ secθ (8-8) 2) Các sai số a) ảnh hởng tàu lắc Khi tàu lắc xác định góc cách xác Để khắc phục thiếu xót có cách: dùng quay để cân màng dao động phát cách trực tiếp dùng máy cảm biến góc chuyển động tàu để điều chỉnh gián tiếp nghĩa đa số hiệu chỉnh tàu lắc vào kết đo đợc Rõ ràng chọn cách hay cách khác tuỳ thuộc vào độ xác đòi hỏi phải có Giả sử góc đo đợc θ0 víi sai sè ∆θ Lóc ®ã thay biĨu thức (8-9) (0 ) biến đổi nh trớc ta có đợc trị số ' ' biến số nghĩa là: 4vc ⋅ cosθ ⋅ cos ∆θ ⋅ cosα ⋅ cos X c 4v φδ' = c ⋅ cosθ ⋅ cos ∆θ ⋅ sin α ⋅ sin X c Do sai số xác định đại lợng ' ,' vc có chứa bằng: φΣ' = 4vc ⋅ cos θ ⋅ sin α ⋅ sin (1 − cos ∆θ ) c 4vc ' ∆φδ = φδ − φδ = ⋅ cos θ ⋅ cos α ⋅ cos(1 − cos ∆θ ) c ∆vc ( ∆θ ) ≈ vc ∆φΣ = ' = (8-12) Còn độ xác xác định góc dạt X sai số không ảnh hởng tới Khi =10 tỉ số vc/c=0,015% độ xác cho cân 10 hoàn toàn đáp ứng cho mục đích điều khiển tàu Bởi với kỹ thuật đại đạt đợc độ xác không khó Ta dùng cách đà nói để khắc phục ảnh hởng tàu lắc b) ảnh hởng độ sâu đkt 43 ĐH3 2006 Máy điện Độ xác cao tốc độ kế thuỷ âm đạt đợc với độ sâu tơng đối không lớn Điều giải thích cần có giới hạn tần số f0 Tần số cho phép ta gần đạt đợc màng dao động có tính phơng hớng lý tởng Trong trờng hợp ngợc lại màng dao động phát chùm lớn tia âm, tia có góc nghiêng 0i riêng máy thu thu đợc mà nhiều phổ tần số Doffler Tách từ phổ tần số thật khó Sai số lớn phổ cầng rộng Ngoài dùng tần số f cao giảm đợc yêu cầu xác cân giảm đợc sai số sinh không cân Nh tần số cao kết đo đợc xác Máy đo tốc độ MQR chẳng hạn có tần số màng khoảng 1Mhz tính phơng hớng không 30 Mặt khác sóng âm có tần số cao chóng tắt Vì độ xác đầy đủ đo đạc đạt đợc độ sâu không lớn 300m Cũng có nhiều nguyên nhân khác gây nên sai số, nhng ta tính đến tất sai số độ xác đo đạc độ sâu nói cao Ví dụ độ xác máy đo tốc độ MQR đo khoảng cách tàu qua khoảng 0,2%, tốc độ gần 2% góc dạt gần 0,2 3) Phơng pháp nâng cao độ xác dùng tia Để giảm sai số tàu lắc đặc biệt tàu lắc dọc, đồng thời nâng coa độ xác đo tốc độ tàu ngời ta phát tia thứ phía lái đối xứng với tia thứ qua mặt phẳng nằm ngang mặt phẳng trục dọc tàu Trong phơng pháp hai phát phát với tần số f0 tần số thu đợc phía mũi f1 phía lái f1' 2vc 2vc2 f1 = f ⋅ 1 + cosθ + cos θ + c c 2v 2v f1' = f ⋅ 1 − c cosθ + 2c cos θ + c c v f1 − f1' = f ⋅ c cosθ c cosθ = (*) cosθ m + cos l Từ (*) ta thấy cần đo sóng phản xạ phía mũi lái ta xác định dợc tốc độ tàu *Ưu nhợc điểm: - Đo đợc tốc độ tuyệt đối tàu so với đáy biển - Nếu phát tia đo đợc góc dạt tốc độ tàu - Tầm hoạt động chủ yếu khu vực ven bờ, độ sâu 1000ữ1500m Câu 8: Nguyên lý hoạt động dao động thu phát sóng âm hiệu ứng áp điện (dao động thạch anh) co dÃn từ Ưu điểm dùng dao động thạch anh F 1) Phơng pháp co dÃn từ F a) Phơng pháp co d·n tõ thuËn Ngêi ta lÊy mét Niken, Coban kim loại khác có từ tính sau cho dòng điện xoay chiều chạy qua Thu cuén d©y quÊn xung quanh nã, ngêi ta thÊy Niken thay Phát đổi đoạn L, đoạn phụ thuộc tần số nguồn điện xoay V đkt 43 ĐH3 2006 L 10 Máy điện hmin > lại L ⋅ tg α ≈ L ⋅ tgα α: góc mở búp phát, tần số cao bé nên hmin tăng ngợc L: khoảng cách hai thu phát, L lớn hmin tăng Đối với dao động thu phát kép: máy đo sâu phát hết xung th× míi chun sang thu tÝn hiƯu trë vỊ hmin ≥ c ⋅ (τ x +τ q ) τx: chiều rộng xung phát q: độ ỳ chuyển mạch thiết bị phát thiết bị thu Giá trị độ sâu tối thiểu hmin máy đo sâu đặt tàu có giá trị khác nhau, thông thờng hmin=0,1ữ0,3m Câu 11: Cơ sở lý thuyết nguyên lý hoạt động máy đo tốc độ cảm ứng điện từ, sai số 1) Nguyên lý hoạt động Hoạt động tốc độ kế dựa sơ đồ sau đây: phận nhạy cảm tốc độ kế hình trụ đáy elip đồng thau nhô dới đáy tàu phía hình trụ có gắn xolenôit xung quanh có quấn hai cuộn dây: cuộn cuộn cân k, dòng điện xoay chiều qua cuộn Nhờ mà xung quanh xolenôit hình thành điện từ trờng mạnh phận nhạy cảm tiếp xúc với nớc mạn tàu chất dẫn điện nên cực điện mặt ống hình trụ hình thành vòng dẫn điện nh cuộn dây có điện theo định luật cảm ứng Faraday vòng dẫn điện có sức điện động Giả sử vòng dẫn điện từ thông không chuyển động, lúc ®ã: ε∼ = ε = dφ dt Trong lóc từ thông lại tỷ lệ với độ cảm øng tõ B∼ nghÜa lµ: φ∼ = B.Q = Q.Bm sin t Trong đó: Q: thiết diện mặt xoay mà từ thông xuyên qua : tần số dòng điện cung cấp Nh vậy, hàm số thời gian nên trờng hợp ta xét sức điện động sinh vòng là: = Bm Q cos t (8-13) Bây ta giả thiết xolenoit chuyển động với tàu với tốc độ v c, lúc vòng sinh sức điện động phụ thêm: đkt 43 ĐH3 2006 15 Máy điện v = vc B dl Trong đó: l chiều dài vòng Gọi khoảng cách cực 2b ta sÏ cã: ∞ ε v = 2vc Bm sin ωt ∫ dl (8-14) b Nh vËy, trêng hỵp chung sức điện động vòng đợc xác định biểu thức: = +0 Thành phần không phơ thc vµo vc vµ cã thĨ xem nh nhiƠu loạn số không Thờng đợc bù trừ cách đa vào cuộn k điện áp xoay chiều pha tơng ứng Nếu nh việc bù trừ đợc thực từ biểu thức (8-14) ta thấy phơng trình tốc độ kế có dạng: vc = K ε v (8-15) ∞ 1 Trong ®ã: K = ⋅ Bm sin ωt ⋅ ∫ dl b 2 2) Sai sè cđa tèc ®é kÕ a) ảnh hởng tàu lắc: tốc độ kế cảm ứng có độ nhạy cao, kim tốc độ lúc tàu lắc dao động với biên độ từ 0,1ữ1NM Nh vậy, ta không đọc đợc trị số tốc độ cách xác Có thể khử sai số cách lắp thêm phận làm thay đổi từ trờng đồng với tàu lắc b) ảnh hởng vị trí đặt phận nhạy cảm: độ xác tốc độ kế phụ thuộc nhiều vào vị trí đặt phận nhạy cảm trớc hết có lớp nớc chuyển động, lớp nớc có chiều dày thay đổi dọc theo vỏ tàu Sau trờng tốc độ phân tử sinh bất thần Ngoài ra, phân bố từ cảm B quanh phận nhạy cảm không đồng theo chiỊu däc cđa tµu vµ nã mang tÝnh chÊt phức tạp, khó phân tích Những tợng đột biến làm sinh sai số số tốc độ kế đo đợc vđo khác với tốc độ vc tàu quan hệ vđo vc kà không tuyến tính Để khắc phục sai sót không tuyến tính máy tốc độ kế có phận hiệu chỉnh riêng mà số hiệu chỉnh đợc xác định thực nghiệm đờng đo c) Sai số bình phơng: để tránh cực hó tự cực điện, sơ đồ tốc độ kế cần phải tránh dùng từ trờng chiều Mặt khác, dùng điện từ trờng có trình tự cảm ứng xảy nên mạch sinh sức điện động vô ích mà ta gọi nhiễu bậc hai Nghiên cứu kỹ tợng ta thấy rằng, nhiễu bậc hai không phụ thuộc vào tốc độ tàu vc, lệch pha với điện áp hữu ích góc 900 biên độ thờng lớn tín hiệu hữu ích Kết mạch phận nhạy cảm sinh điện áp: Trong đó: U = U c + U n = k1 sin ωt + k cos ωt (8-18) k1=f(vc,β) k1