Bài Giảng La Bàn Từ Hàng Hải

Nguyên nhân gây ra sai số la bàn là do ảnh hưởng của từ trường sắt thép trên tàu tác dụng vào kim la bàn làm kim la bàn chỉ lệch khỏi kinh tuyến từ một góc, góc này gọi là độ lệch riêng

Biên soạn : K.S Nguyễn văn Hòa Hiệu đính : KS TTr Bùi Văn Vinh

TS TTr Nguyễn Viết Thành

Bμi giảng la bμn từ Hμng Hải

đại học hàng hải 2008

1.3 Sự tác dụng lẫn nhau của hai thanh nam châm đặt trong từ trường đều 8

1.4 Vật thể sắt từ - Phương pháp luyện sắt từ thành nam châm 11

4.10 Những nguyên nhân làm độ lệch bán vòng thay đổi 106

Bài mở đầu

Sự phát triển và tầm quan trọng của la bàn từ trên tàu biển

La bàn từ là một thiết bị hàng hải có tác dụng dùng để chỉ hướng đi và xác định vị trí tàu trên biển Căn cứ vào tính chất định hướng của thành phần nhạy cảm theo hướng kinh tuyến

từ Con người đã lợi dụng tính chất này để chế tạo la bàn từ đầu tiên vào cuối thế kỉ XII La bàn được cấu tạo gồm một tấm sắt từ gắn vào một chiếc phao, được thả vào trong một chậu nước

Đầu thế kỉ XIV, cấu tạo la bàn từ được thay đổi Kim từ của la bàn được gắn vào một chiếc phao Cả phao và kim từ được đỡ trên một đỉnh kim trụ thẳng đứng Trên mặt phao được gắn thêm một vành tròn bằng giấy hoặc bằng đồng, trên đó được chia hướng theo từng ca và từng độ từ 0O đến 360O Toàn bộ hệ thống kim từ được thả vào một chậu dung dịch gồm cồn và nước cất

Cuối thế kỉ XV, các nhà khoa học hàng hải đã phát hiện ra kim la bàn không chỉ chính xác theo hướng bắc, nam thật mà chỉ lệch đi một góc, góc đó được gọi là độ lệch địa từ

Cuối thế kỉ XVIII cùng với sự phát triển của ngành đóng tàu bằng sắt thép La bàn từ được trang bị trên tàu, các nhà hàng hải đã phát hiện ra la bàn chỉ hướng mang sai số lớn Nguyên nhân gây ra sai số la bàn là do ảnh hưởng của từ trường sắt thép trên tàu tác dụng vào kim la bàn làm kim la bàn chỉ lệch khỏi kinh tuyến từ một góc, góc này gọi là độ lệch riêng la bàn

Để khử bớt góc lệch này, người ta đưa thêm các thiết bị khử vào thân la bàn

Hiện nay trên các tàu hiện đại, ngoài la bàn từ trên tàu còn được trang bị thêm nhiều thiết bị chỉ hướng hiện đại khác như: la bàn con quay, hệ thống định vị toàn cầu GPS, hệ thống SATELLITE COMPASS, hoạt động với độ chính xác cao, song điều đó không làm giảm vai trò của la bàn từ trên tàu biển Do ưu điểm đặc biệt là độ tin cậy rất cao nên la bàn từ được các nhà hàng hải gọi là la bàn chuẩn Nếu thiếu la bàn chuẩn trên tàu, theo quy phạm của đăng kiểm hàng hải thì tàu đó không đủ điền kiện chạy biển

Cùng với sự phát triển của ngành hàng hải, la bàn từ ngày càng phát triển không ngừng

La bàn từ truyền mặt số ra đời đã được sử dụng vào ngành hàng hải Nó có tác dụng truyền chỉ

số hướng đi của la bàn tới máy lái tự động để tự động điều khiển tàu

Các loại la bàn từ được trang bị trên tàu biển

+La bàn chuẩn được đặt trên boong thượng

+La bàn lái được đặt trong buồng lái hoặc được thay thế bằng la bàn điện

+La bàn xuồng được đặt trên xuồng cứu sinh

+La bàn lái sự cố được đặt trong buồng lái sự cố

Đặc điểm của la bàn từ trang bị trên tàu biển Việt Nam gồm nhiều loại Nhật, Liên Xô,

Đức, Trung Quốc v.v Về cấu tạo la bàn cơ bản giống nhau, còn các thiết bị khử tuỳ theo từng loại la bàn, từng nước sản xuất được bố trí khác nhau

Giáo trình la bàn từ này sẽ giới thiệu cơ bản về lý thuyết, cấu tạo và phương pháp khử độ lệch la bàn Ngoài ra giáo trình còn giới thiệu sơ lược về nguyên lý cấu tạo la bàn truyền mặt

số

Giáo trình này làm tài liệu nghiên cứu và học tập cho sinh viên Đại học Hàng hải ngành

Điều khiển tàu biển, đồng thời có thể làm tài liệu nghiên cứu và tham khảo cho những người làm công tác hàng hải, công tác đánh cá trên biển

Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng song giáo trình này không tránh khỏi thiếu sót rất mong

được sự đóng góp và phê bình của bạn đọc

Xin chõn thành cảm ơn !

Chương 1 khái niệm cơ bản về từ trường

1.1 Từ tớnh và nam chõm

1.1.1 Khái niệm

Bộ phận chính của la bàn từ là thành phần nhạy cảm Thành phần nhạy cảm gồm các thanh nam châm vĩnh cửu, chúng kết cấu với nhau thành một hệ thống gọi là hệ thống kim từ Lực định hướng của thành phần nhạy cảm được phát sinh dưới sự ảnh hưởng của từ trường trái

đất Từ trường của trái đất được hình thành do sự cấu tạo và hoạt động của lòng đất gồm nhiều

mỏ quặng, kim loại Những loại quặng hút được mạt sắt gọi là sắt từ Các loại vật thể khác có tính chất như trên: sắt, thép và một số hợp kim có tính chất từ được luyện từ theo phương pháp nhân tạo Những vật thể có từ tính như vậy gọi là nam châm Vậy những vật thể hút được sắt, thép gọi là vật thể có từ tính Sắt, thép mang từ tính gọi là nam châm

1.1.2 Tính chất của nam châm

- Thanh nam châm có 2 điểm tập trung từ lực mạnh nhất gọi là từ cực Từ cực cách đầu thanh nam châm 1 khoảng bằng 1/12 của 2 (2l là khoảng cách 2 cực thanh nam châm)

- Đường đi qua hai từ cực gọi là trục từ

- Bộ phận giữa thanh nam châm không có từ tính gọi là phần trung tính

- Hai đầu thanh nam châm cùng tên thì đẩy nhau khác tên thì hút nhau

- Từ cực nam châm không thể cắt rời được, ta cắt một thanh nam châm thành nhiều đoạn thì mỗi đoạn thành một nam châm mới

Qua thí nghiệm Culông chứng minh lực tác dụng giữa hai cực của 2 thanh nam châm

tỷ lệ thuận với tích số từ khối của chúng và tỷ lệ nghịch bình phương khoảng cách giữa hai từ khối Ta có:

F = 1 22

d

m m

m1 , m2 là khối lượng từ chứa ở hai cực của thanh nam châm

d là khoảng cách giữa hai cực từ

à : là hệ số dẫn từ phụ thuộc vào điều kiện môi trường :

à = 1 : môi trường trong chân không

à < 1 : môi trường phản từ lực tác dụng lớn hơn trong chân không

à > 1 : môi trường thuận từ lực tác dụng nhỏ hơn trong chân không

1.1.4 Từ trường - Cường độ từ trường - Đường sức từ

Giá trị cơ bản biểu thị đặc tính của từ trường là cường độ từ trường ký hiệu là H Vậy

cường độ từ trường tại một điểm là một lực tác dụng lên 1 đơn vị từ khối (+) đặt tại điểm đó

-Trong thực tế hàng hải cho phép coi từ trường của trái đất ở không gian tàu chiếm chỗ

là từ trường đều Với giả thiết như vậy đơn giản rất nhiều cho việc nghiên cứu la bàn

- Đường sức từ luôn đi vào ở cực nam (S) và đi ra ở cực bắc (N)

1.2 CƯỜNG ĐỘ TỪ TRƯỜNG CỦA NAM CHÂM THẲNG

1.2.1 Xét cường độ từ tại một điểm ở trên đường trung trực của thanh nam châm

- Xét thanh nam châm thẳng NS có từ khối là ± m Khoảng cách 2 cực là 2l Xét điểm B trên đường trung trực thanh NS có từ khối +1 đơn vị

Khoảng cách OB = d Giả thiết d >> l

- Gọi cường độ từ trường của thanh nam châm tác dụng lên điểm B là H1, gọi lực tác dụng 2 cực lên điểm B là FN và FS hợp lực của hai lực này là :

l d

m F

(-)m (+)m

θ

o

Hình 1.3

H1 = FNcosθ + FScosθ = cosθ(FS+FN)

Mặt khác ta có :

2 / 3 2

2 3 3 2

2 6 3

2 2 2

2 2 2 1 2 2

)1()

1()

(

2)

2(cos

d

l d M

d

l d

M l

d

ml l

d

m l

d

l H

l d

l

+

=+

=+

=++

=

⇒+

Khoảng cách từ A đến trung tâm thanh nam châm OA = d Giả thiết d>>L

- Xét cường độ từ trường tác dụng lên điểm A là H2:

Ta gọi lực từ tác dụng của cực N là FN, cực S là FS

- M là mô men từ của thanh nam châm

Vậy véc tơ cường độ từ trường H2 có phương trùng với phương của trục dọc thanh nam châm, chiều từ đầu N đi ra

1.2.3 Cường độ từ trường của thanh nam châm thẳng tác dụng lên một điểm nằm ở

vị trí bất kỳ

1.3 Sự tác dụng lẫn nhau của hai thanh nam châm đặt trong từ trường

đều

- Xét thanh nam châm NS có từ khối ± m, khoảng cách giữa hai cực là 2l Xét điểm C ở

vị trí bất kỳ có từ khối +1đơn vị, gọi khoảng cách OC = d, giả thiết d>>l Giả sử thanh nam châm NS có mô men là M Ta chiếu véc tơ M lên 2 hướng OC và hướng vuông góc với OC ta

được M1và M2 bằng cách đó ta thay thanh nam châm NS thành 2 thanh nam châm N'S' và N"S" Một thanh N'S' có điểm C nằm trên đường trung trực.Một thanh N"S" có điểm C nằm trên

đường trung trực

NA = 2lsinδ Dưới tác dụng của mô men quay này, kim nam châm sẽ quay và định hướng dọc theo

hướng của véc tơ cường độ từ trường Hr

Giá trị mô men quay ký hiệu là P được tính theo công thức

Giả sử tại một vị trí nào đó trong không gian xung quanh kim nam châm ta đặt một thanh nam châm thẳng N-S cố định , có mô men từ là M

Cường độ từ trường của thanh nam châm N-S ở trọng tâm của thanh nam châm ta tính

được theo công thức đã nghiên cứu ở 1.2

1.4.1.1 Các chất sắt từ

Các chất sắt từ có độ từ thấm rất lớn (μ >> 1), nên nó có khả năng từ hoá đặc biệt Khả năng từ hoá đặc biệt của vật thể sắt từ có thể được giải thích như sau :

+ Vật thể sắt từ được cấu tạo bởi vô số các nam châm phân tử Nếu các nam châm phân

tử chuyển động hỗn loạn thì lực tác dụng giữa chúng trong trường hợp tổng quát bằng 0 và vật thể không có từ tính Các nam châm phân tử tác dụng tương hỗ và giữa chúng ở vị trí cân bằng

+ Nếu ta đem vật thể sắt này đặt vào trong một từ trường, dưới tác dụng của các lực , các nam châm phân tử bị định hướng theo hướng xác định, nghĩa là nó bị từ hoá Sau khi tất cả các nam châm phân tử đã định hướng theo từ trường ngoài thì nó ở tình trạng bão hoà từ và không

có khẳ năng từ hoá hơn nữa

+ Nếu ta triệt tiêu từ trường từ hoá bên ngoài, thì do lực tác dụng tương hỗ giữa các phân

tử lại làm chúng chuyển động hỗn loạn trở về tình trạng đầu Nhưng do hiện tượng định hướng song song của các nam châm phân tử, mặt khác lực tác dụng tương hỗ giữa chúng phát sinh không hoàn toàn như tình trạng ban đầu, do vậy chúng vẫn còn một lượng từ dư khi từ trường bên ngoài triệt tiêu, chúng có thể trở thành nam châm

1.4.1.2 Các chất thuận từ

Các chất thuận từ có độ từ thẩm μ >1đơn vị, chất này bị từ hoá theo hướng của từ trường ngoài Nhưng do chuyển động nhiệt phân tử ở trong chất thuận từ đã làm giảm khả năng định hướng của nam châm phân tử , vì vậy chất thuận từ bị từ hoá yếu không dùng làm nam châm vĩnh cửu

* La bàn từ được đặt trong từ trường của trái đất Trong quá trình xét coi từ trường của trái đất là đều, được tiến hành sử dụng một thanh nam châm thẳng đặt cố định trong thân la bàn, và một kim nam châm đặt trên chậu la bàn có khả năng quay quanh trọng tâm của nó

Để đơn giản ta biểu diễn thanh nam châm và kim nam châm dưới dạng sơ đồ (Hình 1.6)

Nếu kim nam châm NS có mô men là 2ml, đặt trong từ trường đều có cường độ từ trường H ,

thì chúng chịu tác dụng của hai lực là +mH và -mH (Hình 1.6) Các lực +mH , -mH tạo với

nhau thành một ngẫu lực với cách tay đòn là NA

là đường trễ ab, khi H giảm về 0 Hiện tượng trễ này cũng cho ta thấy vật thể sắt từ có tính chất từ hoá đặc biệt, đoạn ob gọi là từ dư

1.4.3.2 Sắt từ mềm

Sắt từ mềm là những vật liệu sắt từ có lực kháng từ nhỏ, hầu như không có khả năng dữ lại từ tính Những vật liệu sắt từ được gọi là sắt từ mềm khi lực kháng từ nhỏ hơn 2 oe

Dưới đây là lực kháng từ của một số vật liệu sắt từ :

Hợp kim Platin - Coban 4000 oe Hợp kim Platin - Sắt 15000 oe Hợp kim "Magnhit" 550 oe Hợp kim "Vickal" 500 oe Thép Co-ban 220 oe Thép Von - Fram 60 oe Thép đóng tàu 8 oe Sắt"Armko" 0,8 oe

1.5 TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐÁT- ĐỘ LỆCH ĐNA TỪ

1.5.1 Khỏi niệm từ trường trỏi đất

Qua thí nghiệm, khi treo một kim nam châm tự do trên bề mặt của trái đất ở bất kỳ vị trí nào cũng quan sát thấy một đầu kim nam châm luôn định hướng Từ thí nghiệm trên chứng tỏ trái đất luôn có từ trường Từ trường luôn bao quanh bề mặt trái đất, trên không gian, trong lòng đất và cả dưới nước biển đều phát hiện thấy có từ lực tác dụng Từ trường của quả đất có

ý nghĩa rất lớn trong cuộc sống con người Trong không gian hàng nghìn kilômét bao quanh mặt đất, từ trường của quả đất cũng như môi trường ngăn tia sáng vũ trụ xuyên vào quả đất

Do đó nó bảo vệ đươc cuộc sống của các sinh vật trên mặt đất khỏi bị huỷ diệt do phóng xạ Nghiên cứu từ trường của quả đất cho phép chúng ta khái quát những nét cơ bản để xây dựng

bề mặt quả đất, phát hiện ra những vỉa quặng có ích, nghiên cứu các hiện tượng phát sinh từ mặt trời và không gian vũ trụ Một ví dụ rõ ràng nhất là con người đã biết lợi dụng từ trường của quả đất để chế tạo ra địa bàn giúp con người đi trong rừng, đi trên sa mạc, chế tạo ra la bàn để đi lại trên biển

1.5.2 Các phân lực địa từ và ảnh hưởng của nó

Xét điểm A bất kỳ trên bề mặt trái đất , chịu tác dụng của cường độ địa từ trường ký

hiệu là T Véc tơ cường độ từ trường (Tr

) ở tại mỗi điểm luôn tiếp tuyến với đường sức từ Nếu Tại điểm A ta treo một kim nam châm thì trục kim nam châm sẽ nằm theo hướng của véc tơ

( Tr

) và lệch với mặt phẳng nằm ngang một góc θ , góc θ gọi là độ từ nghiêng Nếu đầu bắc kim nam châm chúi xuống thì góc θ mang dấu dương , nếu đầu bắc kim nam châm ngẩng lên thì góc θ mang dấu âm Như vậy ở cực thì góc θ=± 900 , Tr

đi vào ở cực bắc và đi ra ở cực nam ở xích đạo θ = 00, đường nối các điểm có θ = 00 gọi là xích đạo từ, xích đạo từ có dạng đường cong không đều nó ở gần xích đạo địa lý Các điểm có cùng độ từ nghiêng θ nối lại gọi là vĩ độ từ

Phân tích véc tơ cường độ từ trường T thành hai thành phần

=> Nhận xét : Phân lực H gọi là phân lực định hướng nghĩa là dưới tác dụng của phân lực nằm ngang H luôn kéo kim nam châm của la bàn chỉ hướng bắc địa từ (Nd) , kinh tuyến đi

qua gọi là kinh tuyến địa từ , kinh tuyến địa từ được chọn làm mốc tính hướng đi và phương vị

địa từ

Qua công thức ta thấy nếu điểm A ở xích đạo thì θ = 0 ⇒ H = T = HMax (khoảng 0,4 oe),

Z = 0 chứng tỏ la bàn hoạt động ở vùng xích đạo , gần xích đạo khả năng định hướng tốt nhất Khi vĩ độ càng tăng thì H càng giảm , ở cực thì θ = 900⇒ H = 0 chứng tỏ la bàn không có khả năng hoạt động

- Phân lực Z không có tác dụng định hướng

1.5.3 Độ lệch địa từ (Hình 1.13)

Do trái đất có từ trường, lực địa từ tác dụng vào kim nam châm la bàn làm kim la bàn không chỉ hướng bắc thật ký hiệu (Nt) mà chỉ sang một hướng khác gọi là bắc địa từ (Nd) , kinh tuyến đi qua gọi là kinh tuyến địa từ, kinh tuyến địa từ được chọn làm mốc để tính hướng

đi địa từ (Hd) và phương vị địa từ (Pd) vậy góc lệch giữa kinh tuyến địa từ và kinh tuyến thật gọi là độ lệch địa từ d

1.6 Nguyờn tắc làm việc của la bàn từ

Nếu ta đã biết, thành phần nhạy cảm của la bàn là kim từ Khi kim la bàn được treo tự

do thì trục kim của nó sẽ định hướng dọc theo véc tơ cường độ từ trường (Tr

) của trái đất và chỉ ra mặt phẳng kinh tuyến từ Nhưng kim từ treo tự do không thể sử dụng làm thành phần nhạy cảm cho la bàn từ hàng hải được , bởi vì khi độ từ nghiêng lớn (ở vĩ độ cao ) xác định hướng nằm ngang theo kim nghiêng rất khó khăn Vì vậy trong các la bàn từ hàng hải người ta tìm cách treo thành phần nhạy cảm sao cho nó chỉ tự động xoay trong mặt phẳng nằm ngang (hình 1.16), thể hiện một kim từ được treo như vậy Trục kim tạo vói thanh phần nằm ngang của từ trường trái đất , nghĩa là với kinh tuyến từ một góc δ

Từ trường trái đất ở trong không gian kim nam

châm chiếm chỗ có thể coi như là từ trường đều Với điều

kiện này theo công thức (1.7) kim từ chịu tác dụng một

Dưới tác dụng của mômen quay P kim nam châm xoay về phía kinh tuyến từ Xong do

có ma sát ở điểm đỡ cho nên kim sẽ ổn định trên hướng khác với kinh tuyến từ Theo công thức trên thì kim từ chỉ ổn định khi δ = 0 tức là sinδ = 0 , do vậy P = 0

Mô men P gọi là mômen quay của kim la bàn từ Trong thực tế do điều kiện ổ đỡ thành phần nhạy cảm chưa lý tưởng cho nên vẫn tồn tại một lực ma sát làm triệt tiêu bởi mômen quay P Tức là kim từ sẽ ổn định ở vị trí ứng với một góc δ nhỏ , góc này gọi là góc i' ký hiệu

La bàn nào càng có góc i' nhỏ thì la bàn ấy càng tốt

+ Muốn giảm i' ta làm giảm lực ma sát Q ở điểm ổ đỡ đạt giá trị nhỏ nhất Để đạt được yêu cầu này người ta gắn kim từ vào đáy mồt chiếc phao kín nước bằng nhựa hoặc bằng đồng, sau đó thả chúng vào dung dịch cồn và nước cất Toàn bộ thành phần nhạy cảm được đỡ trên một kim trụ Đỉnh kim trụ và ổ đỡ người ta gắn kim loại cứng Với điều kiện hoạt động như trên lực ma sát đạt giá trị nhỏ nhất

+ Mặt khác để giảm góc i' ta tăng mômen từ của kim nam châm, bằng cách người ta chế tạo kim từ không phải là một thanh nam châm mà bằng một cặp hay nhiều căp thanh nam châm đặt song song, cùng cực, cùng từ lực, đối xứng qua trọng tâm kim la bàn Hệ thống nam châm như vậy sẽ đảm bảo mô men từ lớn nhất

+ Giá trị mômen quay P của kim la bàn còn phụ thuộc vào vĩ độ Khi tàu ở xích đạo thì

H lớn nhất nên P cũng lớn nhất khi tàu về cực thì H = 0, nên mô men quay P nhỏ nhất và có góc ì lớn nhất, la bàn định hướng rất kém

+ Góc i' của la bàn hiện đại cho phép △≤ 002 khi H = 0,05 0e ở nhiệt độ +150C

Chương 2

lý luận độ lệch la bμn

2.1 từ trường tàu- độ lệch la bàn từ

2.1.1 Khái niệm về từ trường tàu

Nếu la bàn từ được trang bị trên tàu đóng bằng các chất vô từ tính ( hợp kim nhôm, nhựa,

gỗ ) Kim nam châm của la bàn luôn chỉ đúng kinh tuyến địa từ (Nd ), không gây độ lệch Hiện nay tất cả các tàu chạy biển đều được đóng bằng sắt thép Sắt thép trên tàu gồm sắt

từ cứng ( sắt già ) và sắt tư mềm ( sắt non ) Các chất sắt từ trên tàu bị từ hoá bởi từ trường của trái đất tạo một từ trường tàu Từ trường tàu này làm thay đổi từ trường của trái đất xung quanh con tàu

Vậy la bàn từ được đặt ở trên tàu, dưới tác dụng của từ trường tàu làm kim la bàn không chỉ đúng hướng bắc địa từ ( Nd ) mà chỉ sang một hướng khác gọi là bắc la bàn ( ký hiệu NL ), đường đi qua trục kim nam châm gọi là kinh tuyến la bàn ( hinh 18 ) Vậy kinh tuyến la bàn là giao tuyến của mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng thẳng đúng đi qua trục N -

S của kim la bàn Kinh tuyến la bàn được chọn làm mốc để tính hướng đi la bàn và phương

vị la bàn

2.1.2 Độ lệch riêng la bàn

Độ lệch riêng của la bàn δ là góc hợp bởi phần bắc

bàn của kinh tuyến địa từ và phần bắc của kinh tuyến la

2.2 Phương trình passon

2.2.1 Khái niệm hệ trục toạ độ tàu (Hình 2.2)

Từ thế kỷ 18 khi tàu thuyền đóng bằng sắt thép

phát triển La bàn từ được trang bị trên tàu, các nhà

hàng hải phát hiện ra la bàn có độ lệch rất lớn Nhà

bác học Passon người pháp đã nghiên cứu và tìm ra

phương trình biểu thị lực tác dụng của địa từ

trường và từ trường tàu đối với la bàn Phương trình ấy được gọi là phương trình Passon

Hình 2.2

+x

n -z

+z

+y -y

-x

Phương trình Passon được xây dựng trên hệ trục toạ độ vuông góc (hình 2.2) Gốc toạ độ

được đặt tại tâm điểm la bàn (n) ở trên tàu với 3 trục x, y, z, được gọi là hệ trục toạ độ tàu Trục x nằm trùng trục dọc tàu, hướng về phía mũi mang dấu +x, hướng sau lái lấy dấu -x Trục y trùng với trục ngang tàu, hướng bên phải lấy dấu +y, bên trái lấy dấu -y

Trục z trùng với trục thẳng đứng của tàu, hướng xuống phía dưới lấy dấu +z, hướng phía lên trên lấy đấu -z

Giả thiết tâm điểm la bàn ở điểm (n) coi như một đơn vị dương từ khối, nằm trong từ trường

đều của trái đất để phân tích lực tác dụng khi tàu ở vị trí thăng bằng

2.2.2 Tác dụng của lực địa từ trường đối với la bàn

+ Địa từ trường có tác dụng trực tiếp và gián tiếp đối với la bàn

- Tác dụng trực tiếp là do phân lực nằm ngang H của địa từ trường luôn tác dụng vào kim la bàn làm đầu bắc kim nam châm luôn chỉ đúng hướng bắc địa từ Nd

- Tác dụng gián tiếp là lực địa từ luôn từ hoá sắt thép trên tàu tạo ra một từ trường mới tác dụng vào kim la bàn gây độ lệch riêng δ

2.2.3 Tác dụng của sắt non trên tàu đối với la bàn

+ Từ trường biến đổi của tàu là do sắt non (sắt từ mềm) bị từ hoá bởi lực địa từ trường Sức từ của nó tác dụng vào kim la bàn gây độ lệch δ Độ lệch này thay đổi theo hướng đi Hd

2.2.3.1 Tác dụng của sắt non dọc đối với la bàn

2.2.3.2 Tác dụng của sắt non ngang đối với la bàn

2.2.3.3 Tác dụng của sắt non thẳng đứng đối với la bàn

Tất cả sắt non thẳng đứng trên tàu sau khi bị phân lực +Z từ hoá Lực tổng hợp tác dụng

vào la bàn là nZ Phân tích nZ trên 3 trục của tàu ta có: (hình 2.8)

cZ là lực dọc sinh ra bởi sắt non thẳng đứng

fZ là lực ngang sinh ra bởi sắt non thẳng đứng

kZ là lực thẳng đứng sinh ra bởi sắt non thẳng đứng

e , f , k gọi là hệ số sắt non thẳng đứng, phụ thuộc vào hệ số n

2.2.3.4 Tác dụng của sắt từ cứng (sắt già) đối với la bàn

2.2.4 Phương trình Passon

2.2.4 Phương trình Passon (Hình 2.10)

+ Sau khi phân tích tất cả các lực thành phần tác dụng lên 3 trục của tàu Ta tổng hợp lại gồm lực của địa từ trường, lực của sắt non và lực của sắt già tác dụng vào la bàn khi tàu ở vị trí cân bằng (Hình 2.10)

Tất cả sắt non dọc trên tàu sau khi bị phân lực +X từ

hoá Lực tổng hợp tác dụng vào la bàn là lX Phân

tích lX trên 3 trục của tàu ta có:

aX là lực dọc sinh ra bởi sắt non dọc

dX là lực ngang sinh ra bởi sắt non dọc

gX là lực thẳng đứng sinh ra bởi sắt non dọc

Từ trường cố định của tàu là do sắt già sinh ra Tàu

được đóng trong nhà máy, thường nằm một thời

gian dài trên một hướng cố định làm cho sắt già trên

tàu có từ tính Từ tính của sắt già biến đổi chậm coi

như một nam châm vĩnh cửu tác dụng vào la bàn

gây độ lệch rất lớn có thể đạt tới vài chục độ Độ

lệch này không thay đổi theo hướng đi Hd và vĩ độ

từ mà chỉ phụ thuộc vào vị trí la bàn trên tàu

Gọi lực tổng hợp của sắt già tác dụng vào la F

Lựcược phân tích trên ba trục của tàu như sau:

N

c)

2.3 Hệ số sắt non

2.3.1 Dùng đòn sắt non biểu thị hệ số sắt non

+ Trong phương trình Passon ta có 9 hệ số sắt non a , b, c , d , e, f , g , h , k Để dễ hiểu ý nghĩa của 9 hệ số sắt non người ta dùng mỗi đòn sắt non biểu thị cho từng hệ số Các đòn sắt non này được đặt ở các vị trí khác nhau xung quanh la bàn Thường có 3 trường hợp sau :

- La bàn nằm trên hướng trục của đòn sắt non (hình a)

- La bàn nằm trên hướng thẳng góc ở một đầu của đòn sắt non (hình b)

- La bàn nằm trên đường trung trực của đòn sắt non (hình c)

+ Để đơn giản trong quá trình nghiên cứu ta đặt điều kiện như sau :

- La bàn được đặt trong mặt phẳng của tàu

- Từ trường nơi đặt la bàn trên tàu là từ trường đều, vị trí kim la bàn coi như một đơn vị từ khối dương

- Các thỏi sắt từ được biểu diễn dưới dạng sơ đồ nam châm

- Tàu nằm ở vĩ độ bắc và đi theo hướng NW Với điều kiện như vậy các lực X , Y , Z đều

có giá trị dương

2.3.2 Đòn sắt non biểu thị hệ số a

Đòn sắt non biểu thị hệ số a Ta xét 2 trường hợp sau:

+ Trường hợp 1 :

Hợp lực tác dụng vào la bàn là aX hướng về lái tàu

Theo quy ước thì aX mang dấu âm (-) tức là aX < 0

Theo giả thiết ban đầu X > 0 vậy để thoả mãn aX < 0 thì hệ số a < 0

+ Trường hợp 2:

- Tàu đi hướng NW, các phân lục X , Y , Z đều dương

- Xét vị trí đặt la bàn tại điểm n nằm trên đường trung trực của hai đòn sắt non dọc Hai

đòn này sau khi bị phân lực dọc +X từ hóa, chúng trở thành nam châm, đầu bắc(N) hướng về mũi tàu, đầu nam (S) hướng về phía lái tàu Kim la bàn bị cực bắc (N) đẩy, cực nam hút

- Xét vị trí la bàn nằm trên đường trục của hai đòn sắt non dọc Hai đòn này sau khi bị phân lực dọc +X từ hoá chúng trở thành nam châm, đầu bắc hướng về mũi tàu, đầu nam hướng về phía lái tàu Kim la bàn bị cực N ở sau lái đẩy và bị cực S ở phía trước hút, ta được hợp lực aX hướng

về mũi tàu Nên aX > 0 giả thiết X > 0 như vậy hệ số a > 0

Ta xét tương tự 2 đòn sắt non ngang, một đòn bên trái phía mũi, đòn bên phải sau lái Hợp lực tác dụng vào la bàn là bY hướng về lái tàu nên bY < 0, giả thiết Y > 0 nên hệ số b <0

là cZ hướng về phía lái tàu nên cZ < 0, theo giả thiết Z > 0 nên hệ số c < 0

+ Trường hợp 2

- Xét đòn sắt non thẳng đứng ở phía trước la bàn, một đầu trên trục X Đòn sắt này sau khi bị phân lực +Z từ hoá, chúng trở thành nam châm có đầu N hướng xuống phía dưới, đầu nam hướng lên phía trên Kim la bàn bị cực S hút như vậy ta đựoc hợp lực tác dụng vào la bàn

là cZ hướng về phía mũi tàu nên cZ > 0, theo giả thiết Z > 0 nên hệ số c > 0

2.3.5 Đòn sắt non biểu thị nhiều hệ số

Dùng phương pháp phân tích tương tự các hệ số a , b , c ta có 9 dạng đòn sắt non biểu thị cho 9 hệ số a, b, c, d , e , f, g, h, k

2.4 các lực tác dụng đối với la bàn

2.4.1 Chứng minh các lực độ lệch

N

+Y

2.4.1.1 Phương trình Passon biến đổi

- Qua nghiên cứu ta đã có phương trình Passon như sau:

X' = X + aX + bY + cZ + P Y' = Y + dX + eY + fZ + Q (2.1)

Z' = Z + gX + hY + kZ + R

Phương trình trên biểu thị các lực tác dụng của địa từ trường và từ trường tàu, khi tàu ở

vị trí thăng bằng Vậy hợp lực Z’ luôn thẳng góc với mặt số la bàn nên không có tác dụng gây lệch, ta chỉ nghiên cứu và khảo sát 2 hợp lực X’ và Y’ như sau:

Ta đã biết mối quan hệ giữa các phân lực địa từ trường

X = HcosHd

Y = - HsinHd

Qua 2 công thức trên ta thấy khi hướng đi của tàu Hd thay đổi thì 2 phân lực X và Y cũng thay đổi Chứng tỏ hợp lực X’ và Y’ cũng thay đổi cả về hướng và trị số, vì vậy độ lệch do X’ và Y’ sinh ra rất khó khử sai số này Để khắc phục hiện tượng trên ta tìm ra phương pháp: Bằng cách thay thế phân lực H cho phân lục X và Y trong 2 phương trình X’ và Y’

đồng thời tìm ra quy luật biến đổi về hướng tác dụng của chúng sao cho không thay đổi theo hướng đi của tàu Để thực hiện mục đích này ta biến đổi hợp lực X’ và Y’ trong

phương trình Passon về dạng sau:

Dùng phép cộng trừ đại số:

;2

2

;2

2

d b d b d

a e a e a

=

ư++

=

ư++

;2

2

;2

2

b b d b d

e e a e a

=

ư

ư+

=

ư

ư+

2.4.1.2 Sự hợp thành các lực trong phương trình Passon biến đổi

- Trên cơ sở phương trình Passon biến đổi ta tổng hợp các lực thành phần cùng hệ số thành các hợp lực Hợp lực này không thay đổi theo hướng đi của tàu Hd Các hợp lực được ký hiệu như sau:

a Tổng hợp hai phân lực X và Y có cùng hệ số bằng1

Giả sử tàu chạy hướng NW phân lực Xr Yr

, đều dương ta có:

H Y

Xr + r = r

Nd

+Y +X

tgα =

b Tæng hîp hai ph©n lùc cã cïng hÖ sè lµ

2

e

a+( H×nh 2.17)

22

Y e a

+

+

=2

F A d b Y d b X d b X Y d b H

2)(22

b d

Y b d

d Tæng hîp hai ph©n lùc trªn trôc däc tµu (H×nh 2.19)

+ Gäi hîp lùc ký hiÖu lµ F B =CZ +P h−íng cña F B lu«n trïng trôc däc cña tµu, h−íng

vÒ mòi tµu khi F B>0, h−íng vÒ l¸i tµu khi F B<0

e Tæng hîp hai ph©n lùc trªn trôc ngang tµu (H×nh 2.20)

+ Gäi hîp lùc ký hiÖu lµ F C = fZ +Q.H−íng cña F lu«n trïng trôc ngang tµu hay C

b»ng (Hd±900) F h−íng sang ph¶i lÊy dÊu d−¬ng , C F h−íng sang tr¸i lÊy dÊu ©m C

2

+

Y e a

2+

X

H e a Y X e a

F D

2)(2

e a

Y e a tg

b d X b d Y b

F E=d b H

2+

b d Y d E

X

Y tg

2

2

+ Gäi gãc gi÷a F E vµ Nd lµ : θ2

2

0 0

2

902

)360

(290

29090

E

θ

α α

α θ

Chøng tá h−íng t¸c dông cña F lu«n trïng hai lÇn h−íng ®i cña tµu Hd céng thªm 90 E 0

+

=

+++

⇒

§Æt (1+ + )=λ

2

e a

2

Y b d

2

+

θ

X

- Vậy λH nằm trên hướng bắc địa từ Nd không có tác dụng gây lệch được gọi là lực chỉ

bắc của la bàn

2.4.2.2 Tính các lực: A'λH,B'λH ,C'λH ,D'λH ,E'λH

- Chúng ta đã biết trên tàu các lực FA, FB, FC, FD, FE luôn tác dụng vào kim la bàn gây ra

độ lệch nên gọi chúng là lực độ lệch

- Quan hệ giữa lực độ lệch và độ không phải là tuyệt đối , có nghĩa là độ lệch sinh ra

không chỉ phụ thuộc vào lực độ lệch mà còn phụ thuộc vào lực chỉ bắc của la bàn

Vậy ta chỉ dùng lực độ lệch để biểu thị độ lệch thì chưa đủ mà phải dùng các hệ số tỉ lệ

biểu thị mối quan hệ giữa lực độ lệch và lực chỉ bắc như sau: (Hình 2.23)

Gọi hệ số :

.2

2'

;2

2'

;'

'

;2

2H

'

λ λ

λ λ

λ λ

λ λ

λ λ

λ λ

λ

b d H

H b d H

F E e a H

H e a H

F D H

q fz H

F

C

H

p cz H

F B b d H

H b d F

A

E D

C

B A

; 2 '

q fz F

H

C

H b d F

'

H e a F H D

p cz F H B

λH - lực định hướng luôn luôn nằm trên kinh tuyến từ và hướng về phía bắc địa từ, nó

được phát sinh do sắt từ mềm trên tàu và từ trường của trái đất

A’λH - Hướng tác dụng luôn vuông góc với kinh tuyến từ , hướng dương tạo với kinh tuyến từ góc 900, hướng âm tạo với kinh tuyến từ một góc 2700 nó đựoc phát sinh do sắt từ mềm trên tàu và lực từ của trái đất

B’λH- Hướng tác dụng theo trục dọc tàu, hướng dương tạo với kinh tuyến từ một góc bằng hướng đi địa từ Hd, hướng âm ngược lại bằng Hd+1800 nó được phát sinh do sắt từ cứng

và sắt từ mềm ở trên tàu

C’λH - Hướng tác dụng vuông góc với trục dọc tàu, hướng dương tạo với kinh tuyến

từ một góc bằng (Hd+900), hướng âm tạo với kinh tuyến từ một góc bằng (Hd-900) Nó cũng do sắt từ cứng và sắt từ mềm trên tàu sinh ra

D’λH - Hướng tác dụng bằng hai lần hướng đi của tàu: Hướng dương tạo với kinh tuyến

từ một góc bằng 2Hd và hướng âm tạo với kinh tuyến một góc bằng 2Hd+1800

E’λH Hướng tác dụng vuông góc với hướng D’λH Hướng lực dương tạo với kinh tuyến

λλ

Qua nghiên cứu ta thấy lực A’λH luôn vuông góc với kinh tuyến từ tác dụng vào la bàn sinh ra độ lệch lớn nhất δMAX = A = Const vì khi tàu thay đổi hướng từ 0o đến 360o, độ lệch do A’λH gây ra không thay đổi gọi là độ lệch cố định

Trong quá trình hàng hải, khi tàu thay đổi vĩ độ từ lực A’λH cũng thay đổi, nhưng độ lệch δA=A vẫn không thay đổi Vì tỷ số: tgA= ' A'

Để triệt tiêu độ lệch cố định do A’λH sinh ra, ta chỉ cần điều chỉnh thân la bàn đặt đúng mặt phẳng trục dọc tàu, khi đó độ lệch do đòn sắt non b, d sinh ra tự triệt tiêu nhau, độ lệch A

- Dấu của trị số độ lệch δ cũng được thay đổi 2 lần, tàu đi trên các hướng từ 0o đến

180o, độ lệch δ mang dấu dương và các hướng từ 180o đến 360o độ lệch mang dấu âm

Vậy từ hai nhận xét trên ta rút ra kết luận độ lệch do B’λH sinh ra gọi là độ lệch bán vòng (1/2vòng)

Trị số độ lệch δ biểu diễn trên đồ thị có dạng hình sin với trục hoành là hướng đi của tàu

- Dấu của trị số độ lệch cũng thay đổi 4 lần

Vậy từ hai nhận xét trên ta rút ra kết luận sau: Độ lệch do lực D’λH sinh ra gọi là độ lệch phần tư

- Dấu của trị số độ lệch cũng được thay đổi

2 lần, tàu đi nửa vòng về phía bắc, từ 270o đến

90o độ lệch δ mang dấu dương, tàu đi nửa vòng

về phía nam từ 90ođến 270o, độ lệch δ mang dấu

âm

- Trị số độ lệch biểu diễn trên đồ thị có dạng hình sin tỷ lệ với hai lần hướng đi của tàu

Từ đây ta rút ra công thức sau:

2.5.5 Độ lệch 1/4vòng do lực E' λH

- Lực E’λH có hướng tác dụng bằng hai lần hướng đi của tàu thêm 90o, tức là luôn

vuông góc với lực D’λH, lực D’λH gây ra độ lệch phần tư Ta cũng phân tích độ lệch trên 8 hướng: 0o, 45o, 90o, 135o, 180o, 225o, 270o, 315o như sau:

+ Nhận xét:

- Khi tàu thay đổi hướng từ 0o đến 360o độ lệch do

lưc E’λH sinh ra đạt 4 lần giá trị 0 trên 4 hướng

phần tư, và đạt 4 lần giá trị lớn nhất trên 4 hướng

chính Dấu của trị số độ lệch cũng thay đổi 4 lần Vì

vậy độ lệch do lực E’λH sinh ra gọi là độ lệch phần

2.6 Nguyên lý độ lệch tàu nghiêng

2.6.1 Nguyên lý độ lệch nghiêng ngang

Trên tàu, la bàn tàu được đặt đúng mặt phẳng trục dọc tàu khi tàu cân bằng 4 hệ số sắt non b, d, f, h đặc trưng cho 4 dạng đòn sắt non được cấu trúc đối xứng qua tâm la bàn nên 4 lực by, dz, fz, hy nhỏ cho phép bỏ qua Để đơn giản khi đó phương trình Passon biểu thị lực tác dụng đối vơi la bàn còn lại như sau:

X' = X + aX + cZ + P Y' = Y + eY + Q (2.13)

Z' = Z + gX + kZ + R

2.6.1.1 Tìm lực tác dụng khi tàu nghiêng

+ Giả sử tàu nghiêng ngang một góc i, với i > 0 tàu nghiêng phải i < 0 tàu nghiêng trái

0 o 90 o 180 o 270 o 360 o

45 o 135 o 225 o 315 o

+ E

- Eδ

Hd

Trong thực tế góc i khá nhỏ cho phép lấy cosi = 1, sini = i, i = 0

a Tìm lực tác dụng trên 3 trục của tàu khi nghiêng (Hình 2.31)

+ Khi tàu nghiêng phải (hình vẽ) một góc i, trục dọc x của tàu không đổi hướng, trục y

và trục z đổi hướng Lực địa từ trường X, Y, Z không thay đổi hướng Để xác định lực tác dụng lên 3 trục x, y, z của tàu, ta chiếu 3 phân lực X, Y, Z lên 3 trục của tàu như sau:

- Trục dọc x chịu tác dụng phân lực X không thay đổi khi chiếu lên trục x của tàu

- Trục ngang y chịu tác dụng của hợp lực Y và Z chiếu lên trục y tàu, theo giả thiết (i) ở trên ta được như sau:

y = Ycosi + Zsini = (Y + Zi) (2.14)

- Trục thẳng đứng z chịu tác dụng của hợp lực Y và Z chiếu trên trục z tàu, theo giả thiết (i) ở trên ta được như sau:

z = Zcosi – Ysini = (Z - Yi) (2.15)

+ Thay (2.14) và (2.15) vào hệ (2.13) và gọi X’i , Y’i và Z’i là lực tổng hợp trên 3 trục của tàu khi nghiêng ta được:

X'i = X + aX + c(Z - Yi) + P Y'i = Y + dX + e(Y + Zi) + Q (2.16)

Z'i = (Z – Yi) + gX + k(Z – Yi) + R

Phương trình (2.16) là phương trình Passon khi tàu nghiêng ngang biểu thị lực tác dụng trên 3 trục của tàu

b Tìm lực tác dụng lên 3 trục la bàn

+Khi tàu nghiêng ngang nhưng mặt số la bàn được treo bởi vành cân bằng nên không nghiêng Để xác định lực tác dụng vào la bàn ta chiếu các hợp lực X’i , Y’i , Z’i lên 3 trục của

la bàn như sau:

- Trục x la bàn chịu tác dụng bởi phân lực X’i, khi chiều không thay đổi về độlớn

- Trục y la bàn chịu tác dụng của hợp lực Y’i và Z’i chiếu lên trục ngang y la bàn, theo giả thiết (i) ở trên ta được:

Y’icosi + Z’isini = Y’i - (Z’i)i (2.17)

- Trục z la bàn chịu tác dụng của hợp lực Y’i và Z’i chiếu lên trục thẳng đứng z la bàn, theo giả thiết (i) ở trên ta được:

Z’icosi – Y’isini = Z’i + (Y’i)i (2.18)

+ Gọi X”i , Y”i và Z”i là lực tổng hợp tác dụng lên 3 trục la bàn Ta có:

X”i = X’i

Z”i = Z’i + (Y’i)i

2.6.1.2 Phân tích độ lệch tàu nghiêng ngang

+ Khi tàu nghiêng ngang, lực R của sắt già theo chiều thẳng đứng, lực kZ của sắt non theo chiều thẳng đứng và lực eZ của sắt non theo chiều ngang Khi tàu nghiêng hợp lực này nghiêng theo tàu mới sinh ra độ lệch nghiêng ngang, còn các lực khác rất nhỏ bỏ qua

+ Nếu hợp lực của 3 lực này tác dụng lên trục thẳng đứng z của tàu là LλH, khi tàu nghiêng lực chiếu của nó trên trục y la bàn là LλH Lực LλHi tác dụng vào kim la bàn gây ra

độ lệch nghiêng ngang

+ Hướng tác dụng của lực độ lệch nghiêng ngang có quan hệ với dấu âm và dương của lực LλH, phụ thuộc vào góc nghiêng phải hay góc nghiêng trái của tàu

- Khi LλH > 0 (lực quay xuống ky tàu)

Nếu i > 0 tàu nghiêng phải lực chiếu của nó hướng về bên trái nên LλHi < 0 (hình a) Nếu i < 0 tàu nghiêng trái, lực chiếu LλH hướng về bên phải nên LλHi > 0 (hình b) Vậy khi LλH > 0 độ lệch sinh ra ở mạn cao

3.1 cấu tạo la bàn từ của Liên xô

ở nước ta hiện nay các phương tiện vận tải trên biển cũng như các tàu khai thác cá biển

được nhập từ rất nhiều nước, không những của các nước xã hội chủ nghĩa như Liên Xô , Ba Lan mà còn của các nước tư bản chủ nghĩa như Nhật , Na Uy , Thuỵ Điển

Trên các con tàu như vậy đều có trang bị la bàn từ hàng hải, la bàn của mỗi nước có kết cấu không hoàn toàn giống nhau Song về mặt nguyên lí làm việc, vật liệu chế tạo và lý thuyết khử

đô lệch về cơ bản là giống nhau

Theo phương pháp chứng minh tương tự độ lệch nghiêng ngang, ta thấy được thành phần lực dọc bị thay đổi một lượng (R + kZ + aZ)i Lực thay đổi này đã gây ra độ lệch nghiêng dọc gọi là lực độ lệch nghiêng dọc

ở đây trong khuôn khổ của một giáo trình tác giả chỉ giới thiệu cấu tạo của hai loại la bàn từ Liên Xô và của Nhật được thế giới công nhận có rất nhiều ưu điểm, được sử dụng rộng rãi trên thế giới

3.1.1 Cấu tạo la bàn loại YKП - M (127 mm)

La bàn từ được sử dụng bên cạnh la bàn điện (la bàn con quay) trang bị trên tàu để chỉ hướng đi và xác định vị trí tàu theo phương pháp quan trắc phương vị của mục tiêu trên mặt

đất hoặc phương vị thiên thể

La bàn dùng để kiểm tra hướng đi của tàu và xác định vị trí tàu gọi là la bàn chuẩn được

đặt ở phía trên ca pin thượng, nằm trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua trục dọc tàu, ở xa các trang bị bằng sắt, thép không bị cản trở khi quan sát về mọi phía

La bàn từ đặt ở trước hay cạnh vô lăng lái, khi không có la bàn điện thì la bàn này làm nhiệm vụ chỉ hướng cho người điều khiển tàu gọi là la bàn chỉ đường hay la bàn lái Trên nhiều con tàu, ngoài la bàn chuẩn và la bàn lái còn được trang bị thêm la bàn dự phòng đặt ở buồng lái sự cố và la bàn trên xuồng cứu sinh

Cấu tạo toàn bộ của la bàn 127 mm gồm có : Chậu và mặt số, vòng phương vị, thân, đế

và các nam châm để khử độ lệch bán vòng, độ lệch nghiêng ; các thanh sất non để khử độ lệch bán vòng thứ , độ lệch phần tư và độ lệch cảm ứng, ngoài ra còn có nắp bảo vệ, các bu lông để gắn la bàn với boong tàu, các trang bị chiếu sáng, các bộ phận gá các vật liệu khử độ lệch

3.1.1.1 Mặt số la bàn:

Mặt số la bàn là thành phần nhạy cảm của la bàn, nó được định hướng dưới sự tác dụng của từ trường trái đất và từ trường tàu Nếu la bàn ở trên các con tàu vô từ tính thì trục NS của thành phần nhạy cảm nằm theo hướng kinh tuyến từ còn nếu đặt la bàn ở trên các tàu có từ tính thì trục NS của mạt số la bàn nằm dọc theo kinh tuyến la bàn

Bộ phận cơ bản của mặt số là hệ thống nam châm, hệ thống này gồm 6 thanh được chia thành 3 cặp mỗi cặp nam châm được bố trí song song, cùng cực, cùng từ lực như sau :

a Từng cặp có chiều dài bằng nhau bố trí đối xứng nhau qua cực NS của mặt số

b Trọng tâm của từng nam châm nằm trên đường OW

c Đầu của tất cả các thanh nam châm nằm trên một vòng trong có tâm là trọng tâm của hệ thống nam châm

d Góc giữa trục NS của hệ thống và đường nối từ trọng tâm hệ thống tới các đầu thanh nam châm như sau :

Với hai thanh dài 80,7mm là 12052'

Với hai thanh dài 73,4mm là 38034'

Với hai thanh dài 45,8mm là 64017'

Các nam châm được chế tạo bằng hợp kim có chất lượng từ hoá cao, mô men từ của nó

cố định trong thời gian dài Giá trị mô men từ của hệ thống nam châm khoảng 1500 ± 250 đơn

vị C.G.S.M

Hệ thống nam châm được hàn vào phía dưới một chiếc phao bằng đồng thau mỏng ở phía trên phao được gắn vào một mặt khắc độ, mặt khắc độ được chế tạo bằng đồng thau mỏng hoặc nhôm ở trong tâm của cả hệ thống nam châm và phao người ta làm một ổ đỡ hình nón, ở

đỉnh hình nón có một cái vít từ trên xuống ở đỉnh vít người ta gắn một miếng kim loại làm

"chân kính" đỡ Toàn bộ hệ thống kim, phao, mặt số ở trong không khí nặng khoảng 105g , ở trong dung dịch cồn nặng khoảng 4g Toàn bộ hệ thống nhạy cảm được đỡ trên một kim trụ,

đỉnh trụ cột gắn hợp kim cứng

3.1.1.2 Chậu la bàn

Chậu la bàn được chế tạo bằng đồng thau nó được chia làm 2 ngăn (hình 3.2), ở giữa chậu có bộ phận để gắn kỉm trụ đỡ mặt số, chậu được sơn màu trắng như màu sơn của phao và mặt số ở vành chậu phía trên có vòng khắc độ dùng để chỉ góc mạn, ở thành chậu có kẻ hai

đường vạch chuẩn màu đen, vạch phía trước chỉ hướng mũi tàu, vạch sau chỉ hướng về lái tàu Sơn dùng để sơn mặt số và thành chậu là loại sơn chứa natri và kali không bị cồn phá huỷ, không tham gia vào phản ứng hoá học với cồn và nước

Ngăn trên của chậu người tra gọi là buồng chính, nó dùng để chứa thành phần nhạy cảm thả ở trong dung dịch cồn

Ngăn phía dưới gọi là buồng phụ, ngăn này có tác dụng khắc phục hiện tượng thay đổi thể tích của dung dịch khi nhiệt độ của dung dịch thay đổ , ở đáy của ngăn phụ có một màng ngăn

mỏng bằng đồng thau, khi thể tích dung dịch tăng lên thì nó giãn ra, khi thể tích dung dịch

vị trí trên mặt nằm ngang khi tàu nghiêng

Để thuận tiện cho việc định hướng, mặt khắc độ được chia ra 360 gạch, mỗi gạch ứng với một độ, cứ cách 100 có một gạch dài Trên mặt số ghi các hướng chính N , S , E , W và các hướng phần tư NE , SE , NW , SW

Cấu tạo của bộ phận nhạy cảm được thể hiện : 1.Các kim từ; 2 Phao; 3 ổ đỡ kim trụ; 4 Vít

để gắn hợp kim; 5 Mặt khắc độ

Cũng ở đáy chậu, giữa khối chì có một lỗ để gắn bóng đèn chiếu sáng cho mặt số vào ban đêm hoặc lúc trời tối

Chậu la bàn được đổ đầy dung dịch cồn 430, dung dịch này có khả năng không đông đặc

Vòng phương vị dùng để ngắm phương vị mục tiêu, phương vị thiên thể để xác định vị

trí tàu, xác định sai số la bàn và giả các bài toán khác v.v

Vòng phương vị gồm các bộ phận cơ bản sau: Giá gắn lên chậu la bàn khe ngắm và lăng kính, dây vạch chuẩn, bộ phận giá gắn máy Cô-lông-ga, các kính màu

Giá gắn lên chậu la bàn là một vành tròn bằng đồng thau, có lẫy để gắn vào vành của chậu, trên vành này có các đinh vít để gắn khung vạch chuẩn, khung khe ngắm và lăng kính có hai chốt để gắn cầu đỡ Cô-lông-

Khung vạch chuẩn được chế tạo hình chữ nhật ở giữa có một dây vạch chuẩn dây vạch chuẩn ở vị trí nằm trong mặt phẳng thẳng đứng, dây vạch chuẩn được định vị và kéo căng bằng hai đinh vít ở ngoài khung vạch chuẩn có một khung kính hoặc tấm kim loại để bảo vệ,

nó có thể nâng lên hoặc hạ xuống được Ngoài ra nó còn có một cái gương để phục vụ cho việc lấy phương vị ở độ cao lớn hơn 260

Khe ngắm là bộ phận dùng để ngắm qua giữa mặt số và dây vạch chuẩn tới mục tiêu, khe ngắm giúp cho người quan sát nhìn mục tiêu hoặc thiên thể được dễ dàng khi thời tiết xấu hoặc ban đêm Để lấy số chỉ trên mặt số được chính xác và nhanh, ở phía dưới khe ngắm có một lăng kính, lăng kính có tác dụng phóng đại số chỉ của mặt số và cho ta ngay số chỉ phương vị Cả khe ngắm lẫn dây vạch chuẩn phải nằm trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua trọng tâm của thành phần nhạy cảm, người ta gọi là mặt phẳng ngắm

Bộ phận ngắm Cô-lông-ga được chế tạo bằng đồng thau, nó gồm có một ống hình trụ để lòng vào đế máy Cô-lông-ga, ống hình trụ được gắn với cầu gắn vào vòng phương vị bằng 4

đinh vít, tâm của ống hình trụ khi gắn vào vòng phương vị phải nằm trong mặt phẳng ngắm Kính mầu, ở phía trước khe ngắm có gắn 2 hoặc 3 màu hình tròn, nó có tác dụng lọc màu, làm giảm cường độ tia sáng khi ta quan sát mặt trời hoặc các thiên thể qua sáng, tuỳ theo mức độ chói khác nhau mà ta chọn kính màu cho phù hợp

Phía trên của chậu la bàn có nắp bảo vệ, nắp bảo vệ có hai kính trong suốt phía trước và phía sau để quan sát khi đạy nắp bảo vệ

Tuỳ theo yêu cầu đặt mà trong thiết bị toàn bộ có thể bao gồm thanh khử độ lệch phần tư tiết diện chữ nhật hay quả cầu với các kích thứôc khác nhau

3.1.1.7 Hệ thống chiếu sáng

La bàn YKП-M được trang bị nguồn chiếu sáng mặt số từ phía dưới đáy lên Hệ thống chiếu sáng gồm : Biến trở, công tắc, đui đèn và bóng đèn Dòng điện chiếu sáng được lấy từ lưới điện tàu Nếu dòng điện tàu là dòng điện một chiều 24 vôn thì người ta sử dụng máy biến lưu kiểu ПO-12Φ, nếu dòng điện của tàu là 220 vôn thì sử dụng loại máy biến lưu kiểu ПO-12AΦ

Phần giữa dùng để đỡ phần trên cho cao, đồng thời ở trong ruột của nó có gắn một ống

đồng thẳng đứng, trong ống đồng chứa nam châm khử độ lệch nghiêng, ngoài ra ống đồng

Sử dụng máy biến thế ta đưa dòng điện xuống từ 5 đến 8 vôn Hệ thống chiếu sáng của

la bàn có thể được sửa dụng dòng điện xoay chiều của tàu nhưng trong trường hợp đó ngoài máy biến lưu cần phải có máy biến áp để hạ xuống 6 vôn , 12 vôn hay 24 vôn

Để có thể đổi dòng điện người ta sửa dụng hai loại bóng đèn chịu hiệu điện thế khác nhau ứng với trường hợp sử dụng dòng một chiều hay xoay chiều

Máy biến lưu phải đặt cách xa la bàn hơn 2.5m để khỏi ảnh hưởng tới từ tính của la bàn

* Chú ý : La bàn kiểu YKП-M IM thân coa 142cm , trọng lượng toàn bộ 68,5kg nó

dược sử dụng làm la bàn chuẩn

La bàn kiểu YKП-M3M thân cao 126cm , nặng 64kg , dùng làm la bàn chỉ đường

3.1.2 Cấu tạo la bàn chuẩn của Liên Xô loại KMO-T

Hiện nay trên các tâù của Liên Xô đều được trang bị loại la bà mã hiệu KMO-T1 có thiết

bị truyền ảnh hưởng của mặt số, từ la bàn chuẩn xuống buồng lái Loại la bàn này vừa làm nhiệm vụ của la bàn chuẩn vừa làm nhiệm vụ của la bàn lái

Lỗ vít để đổ chất lỏng vào chậu được bố trí bên cạnh thành chậu

Để khắc phục tình trạng thay đổi thể tích của chất lỏng do sự thay đổi nhiệt độ người ta

đặt một vòng đàn hồi, vòng này nằm giữa tấm kính đáy và tấm kính phân chia chậu Do có vòng đàn hồi này mà thể tích của chậu thay đổi được theo sự thay đổi thể tích của chất lỏng khi nhiệt độ thay đổi

Trụ đỡ mặt số là một kim trụ tiêu chuẩn, nó được vặn vào qua lỗ vít ở tấm kính phân chia chậu

Chậu và khớp các-đăng treo chậu vào phần thân chính được thể hiện trên hình 62

3.1.2.3 Thân la bàn KMO-T

Thân la bàn này được chế tạo bằng hợp kim Titan vô từ tính, ở trong thân đặt các thiết bị khử độ lệch trong đó có các thanh nam châm để khử độ lệch bàn vòng và độ lệch nghiêng cùng các bộ phận gá để thay đổi vị trí của chúng

Các thanh nam châm được gắn trên bộ phận gá theo chiều dọc và chiều ngang Các thanh dọc nằm theo hướng trục dọc tàu còn các thanh ngang nằm theo hướng vuông góc với hướng trục dọc tầu Các thanh khử dọc ký hiệu là (B), còn các thanh ngang ký hiệu là (C) Khi la bàn làm việc do điều kiện từ không tốt dẫn đến tình trạng là với 4 thanh khử lực B’λH và C’λH như trên không đảm bảo được, người ta khắc phục tình trạng này bằng cách gắn thêm các thanh phụ dọc theo trục dọc tàu và hướng vuông góc với trục dọc tàu (hình 63) Thanh nam châm khử độ lệch nghiêng được cho vào trong lòng ống đồng thau nằm giữa thân

la bàn Để điều chỉnh vị trí thanh khử này lên trên hoặc xuống dưới người ta trang bị bộ phận tay vặn dạng trục vít

Độ lệch phần tư được khử bằng hai thanh sắt non dọc Hai tấm sắt non mỏng khử độ lệch cảm ứng Các thanh cảm ứng được gắn ngang phía dưới chậu la bàn Các thanh khử được

bố trí ngoài thân thấp hơn mặt số, hai thanh có tiết diện chữ nhật, còn hai thanh khác có tiết diện hình tròn

Bộ phận gá các thanh sắt non có thể nằm chéo góc với mặt phẳng trục dọc tàu để có thể

đồng thời khử độ lệch phần tư do cả D’λH và E’λH gây ra

ở trong thân la bàn phía dưới chân có một khoang để chứa các thiết bị khử độ lệch điện

từ Phía trên của mặt chậu có nắp bảo vệ

3.1.2.4 Hệ thống quang học

Hệ thống quang học bao gồm đèn chiếu sáng, kính bảo vệ hai thấu kính, kính sấy và gương phản chiếu Một số bộ phận nằm ở trong ống thép phía dưới Thân la bàn người ta đặt ở phía trên (buồng hoa tiêu), ống hệ thống quang học và gương phản chiếu có phần dưới chui qua mặt boong thường đi xuống buồng điều khiển vào phía trước tay lái

Như thể hiện trên hình 3.7 gương phản chiếu, phản chiếu ánh sáng từ bóng đèn qua mặt

số đi tới gương Do đó hình ảnh mặt số được thể hiện trong gương rất rõ ràng , nghĩa là các vạch chia và các số tương ứng thể hiện rõ ràng rất dễ quan sát

ống hệ thống quang học có hai phần, phần trên cố định phần dưới có thể di chuyển lên xuống được nhờ có phần di động này mà ta có thể điều chỉnh vị trí của gương sao cho phù hợp với tầm quan sát của người điều khiển tàu

Ngoài ra phần phía dưới còn có thể xoay theo chiều thẳng đứng, gương phản chiếu có thể thay

đổi được góc nghiêng

Điện cung cấp cho la bàn là dòng xoay chiều của lưới điện tàu, có điện thế 127 vôn và

220 vôn, còn nguồn dự phòng là 24 vôn Để giảm hiệu điện thế dòng điện xoay chiều người ta dùng biến áp còn với dòng điện một chiều dùng biến trở

Để có cửa vào hệ thống quang học và nơi đặt các

thiết bị khử ở thân la bàn người ta làm hai cửa mở

3.2 Cấu tạo la bμn từ của nhật

3.2.1 Cấu tạo la bàn chuẩn saura-Keiky-Japan

La bàn có gương phản xạ loại MR-150A được trang bị làm la bàn chuẩn trên các tàu chạy tuyến ven biển, cận hải có cấu tạo như sau:

3.2.3 Cấu tạo la bàn lái Tokyo-Japan

La bàn loại T-150,T-165, T-180 do hãng Saura-Keyki chế tạo được trang bị làm la bàn lái trên tàu nhỏ hoặc thay thế la bàn điện trên tàu lớn

3.2.4 La bàn loại hình vòm SC - 100G JAN PAN

La bàn loại hình vòm có mặt số kim từ được bảo vệ bằng mặt kính hình vòm có khả năng hoạt động tốt trên các tàu có tốc độ cao nên loại la bàn SC-100G thường được trang bị trên tàu

3.2.6 La bàn xuồng SAURA -KEIKI

La bàn SAURA -KEIKI do Nhật Bản chế tạo được trang bị trên các tàu thuyền nhỏ,

xuồng hoặc trên tàu đánh cá, v.v

đóng tàu, xí nghiệp kiểm định trước khi đặt la bàn lên tàu

Nhưng để thời gian dài hoặc quá trình sử dụng một số chi tiết hoặc thiết bị mài mòn, biến dạng gây ra sự không ăn khớp từng phần của la bàn Vì vậy những người điều khiển tàu phải thường xuyên theo kỳ hạn kiểm tra chậu, vòng phương vị và các thiết bị khử độ lệch Việc kiểm tra la bàn cần được tiến hành các bước như sau :

3.3.1 Loại trừ bọt khí ở trong chậu la bàn

Khi ở ngăn chính chậu la bàn thường xuất hiện bọt khí làm gây cản trở cho việc đọc số trên mặt số và quan sát phương vị mục tiêu, do đó cần phải loại trừ bọt khí

Loại trừ bọt khí cần tiến hành như sau: Tháo chậu la bàn ra khỏi thân la bàn, gỡ đèn chiếu sáng, gỡ thỏi chì ở đáy, sau đó lộn ngược la bàn lên rồi đảo tứ phía để dấu bọt khí vào buồng phụ sau đó lật nhanh chậu trở lại vị trí ban đầu Nếu làm như vậy mà không hết bọt khí tức là trong chậu thiếu chất lỏng thì ta phải tiến hành đổ thêm chất lỏng vào Để đổ chất lỏng vào ta lật ngược chậu lên, xoay cho nút đổ dung dịch ở vị trí cao đồng thời tháo nút ra Lấy một que tăm nhỏ cắm vào lỗ, đổ từ từ chất lỏng vào, vừa đổ vừa tác dụng vào màng nhăn để đẩy không khí ra ngoài

Khi dung dịch đã đầy chậu (đầy cả lỗ vặn vít) ta đậy nút vào lắp các thiết bị khác vào và trả chậu la bàn về vị trí ban đầu Nếu đổ dung dịch vào rồi mà trong chậu vẫn còn một ít bọt khí thi ta lại tiến hành dấu bột khí như đã trình bày ở trên

3.3.2 Kiểm tra vị trí nằm ngang của mặt chậu

Yêu cầu mặt chậu la bàn phải nằm trên mặt phẳng nằm ngang có nghĩa là mặt kính và mặt vòng phương vị phải nằm trong mặt phẳng nằm ngang Để kiểm ta ta quan sát bọt khí trong chậu (nếu có) hoặc dùng thước thăng bằng để kiểm tra Đầu tiên đặt thước theo trục dọc của tàu, sau đó đặt thước theo hướng vuông góc với trục dọc tàu, nếu cả hai hướng bọt khí

đều nằm ở vị trí cao nhất (tức là nằm ngang) thì mặt chậu ở vị trí nằm ngang Nếu mặt chậu

bị nghiêng thì ta điều chỉnh bằng cách khoan bớt chì ở đáy chậu ra, khoan ở phía mặt chậu

bị nghiêng xuống cho tới khi nào mặt chậu thăng bằng thì thôi

3.3.3 Kiểm tra tính ì của mặt số

Tính ì của mặt số phát sinh do ma sát giữa ổ đỡ và đỉnh kim trụ tăng lên quá giới hạn cho phép

Kiểm tra tính ì của mặt số được tiến hành như sau: Đem la bàn lên bờ đặt lên giá ba chân ở nới không chịu ảnh hưởng của các từ trường thay đổi Sau đó xoay vòng phương vị để mặt phẳng ngắm nằm trong mặt phẳng kinh tuyến từ, tức là dưới lăng kính ta nhìn thấy S của

mặt số (180), kiểm tra lại số chỉ của mặt số theo vòng A-zi-mut (vòng góc mạn) Nếu tiến hành kiểm tra tính ì của mặt số ở vùng có thành phần từ trường nằm ngang H của trái đất không lớn Ta dùng một nam châm nhở kéo kim từ lệch khỏi kinh tuyến từ về phía phải một góc khoảng 20- 30 Sau đó bỏ nam châm ra để kim ổn định, đọc số chỉ dưới lăng kính, nếu số chỉ lệch với số chỉ ban đầu (1800) không quá 0,20 thì la bàn tốt Cũng tương tư tự như vậy ta kéo kim về phía trái nếu sai số không quá 0,20 thì la bàn tốt cả hai phía

ở trong những vùng thành phần từ trường nằm ngang H lớn thì trước khi kiểm tra ta phải dùng mắy đo từ lực Côlôngga để triệt tiêu bớt từ lực H Muốn Triệt tiêu hết H, trước tiên ta dùng máy Côlôngga đo giá trị lực H, sau đó đặt thanh đo Côlôngga về chỉ số 2/3H hoặc 3/4H

Vị trị của thanh đo nam châm đặt như vậy sẽ khử mất 660 hay 75% giá trị lực H, lực định hướng kim la bàn lúc đó chỉ còn bằng 1/3H hay 1/4H Do lực định hướng của thành phần nhạy cảm nhỏ lên lực hướng tăng lên Sau khi khử bớt H ta tiến hành kiểm tra theo thứ tự và nội dung như đã nói ở trên

Khi sai số lớn hơn 0,20 tức là sự ì của mặt số lớn hay nói một cách khác là ma sát giữa kim trụ và ổ đỡ của thành phần nhạy cảm lớn, muốn khắc phục tình trạng này ta phải giảm lực

ma sát Lực ma sát bị lớn do những nghuyên nhân sau : đỉnh kim trụ bị mòn hoặc ổ đỡ bị hỏng Kiểm tra ổ đỡ bằng cách vặn vít ở phao ra, kiểm tra chân kính có bị vỡ hoặc bị mẻ không, nếu có hiện tượng hư hỏng thì phải thay thế, kiểm tra đỉnh trụ được tiến hành như sau : lộn ngược la bàn lên , tháo bộ phận chì và đèn chiếu sáng ra, vặn vít ở giữa màng nhăn ra, dùng tuốc-nơ-vít ống (có ở trong hộp đựng côlôngga) tháo kim ra (xoay tuốc-nơ-vít ngược chiều kim đồng hồ), dùng kính lúp kiểm tra sự mài mòn và độ nhọn của đỉnh kim trụ, nếu kim

bị mài mòn, không đều hoặc bị vẹt thì ta phải mài cho nhọn đầu (hình nón), đá mài ở trong hộp Côlôngga, nếu mài không thuận tiện vào lúc ấy thì ta thay bằng một kim dự phòng (có ở trong hộp đựng Côlôngga)

Hoàn chỉnh xong kim trụ ta cho kim trụ vào ( xoay thuận chiều kim đồng hồ cho tới khi tuột tuốc- nơ- vít ra), vặn vít lại, gắn bộ phận chì và đèn chiếu sáng, trả la bàn về vị trí như cũ Sau khi đã sửa ổ đỡ và kim trụ ta lại tiến hành kiểm tra tính ì của mặt số một lần nữa, nếu góc ì nhỏ hơn 0,20 thì nhiệm vụ đã hoàn thành, nếu góc ì vẫn lớn hơn 0,20 thì ta lại phải tiếp tục nghiên cứu và tu sửa lại hai chi tiết trên

3.3.4 Kiểm tra vòng phương vị

Vòng phương vị hay ta còn gọi là vòng ngắm hướng được cấu tạo bằng các bộ phận chính giá gắn vào chậu la bàn, khung và dây vạch chuẩn, khung khe ngắm, lăng kính

Dây vạch chuẩn, khe ngắm, lăng kính và các chi tiết quan trọng nhất, vị trí chính xác của

nó ảnh hưởng rất lớn tới kết quả quan sát phương hướng

Kiểm tra khung và dây vạch chuẩn

Dây vạch chuẩn yêu cầu phải thật căng, nếu dây bị trùng thì ta phải vặn vít ở trên khung dây làm cho nó thật căng, nếu dây có nhiều chỗ cong thì phải thay thế bằng dây mới (có trong hộp Côlôngga) Cách thay là vặn đinh vít ở dưới khung, buộc dây vạch chuẩn vào và vặn chặt vít lại sau đó cuốn dây vào đinh vít ở phía trên (cuốn theo chiều thuận chiều vặn vít), vặn vít vào làm như thế dây sẽ được kéo căng nhanh chóng

Dây vạch chuẩn sau khi đã được kéo căng xong ta tiến hành kiểm tra vị trí của nó Yêu cầu

đây vạch chuẩn phải nằm trong mặt phẳng ngắm Cách kiểm tra như sau: đặt vòng phương

vị lên mặt chậu la bàn, treo một dây rọi cách la bàn 3mét đến 4mét, ngắm qua mặt phẳng ngắm xem dây vạch chuẩn có trùng với đường dây rọi hay không, nếu không trùng thì phải vặn hai vít ở đế của khung về phía nghiêng, dùng miếng kim loại mỏng kế xuống phía dưới sao cho dây vạch chuẩn trùng với đường dây dọi, sau đó vặn chặt các đinh vít lại

Sau khi kiểm tra xong dây vạch chuẩn thì tiến hành kiểm tra vị trí của khe ngắm Yêu cầu của khe ngắm là cũng phải nằm trong mặt phẳng ngắm , cũng kiểm trâ bằng cách sử dụng dây dọi như trên , nếu khe ngắm không trùng với đường dây dọi thì phải vặn các đinh vít

định vị ở đế khung khe ngắm và kê vào như trường hợp dây vạch chuẩn

Khi kiểm tra xong dây vạch chuẩn, khe ngắm ta tiến hành kiểm tra lăng kính Yêu cầu lăng kính là phía mặt dưới của nó phải nằm trong mặt phẳng nằm ngang tức là song song với mặt số la bàn Biểu hiện của yêu cầu này là khi nhìn vào lăng kính sẽ thấy các vạch chia

độ, khe ngắm, dây vạch chuẩn cùng nàm trên một đường thẳng, nếu vạch chia độ và dây vạch chuẩn không thẳng thì chứng tỏ mặt lăng kính bị lệch Mặt lăng kính bị lệch được

điều chỉnh như sau: Lật nắp đậy phía trên lăng kính, vặn lỏng 4 đinh vít định vị lăng kính, dụng tay xoay nhẹ lăng kính, vừa xoay vừa quan sát khi nào thấy vạch chia độ và khe ngắm cùng nằm trên một đường thẳng vặn chặt các đinh vít lại, bỏ nắm đậy xuống như cũ Điều chỉnh xong tiến hành kiểm tra lại nếu chưa đạt yêu cầu thì phải điều chỉnh lại cho tới khi

đạt yêu cầu

3.3.5 Kiểm tra chung chậu la bàn

Kiểm tra chung chậu la bàn là kiểm tra độ chính xác lấy hướng chung của toàn bộ chậu la bàn (hay còn gọi là kiểm tra lợi dụng suất chung) Công việc này được tiến hành ở trên bờ, ở nơi không có từ trường biến đổi, xa các vật liệu sắt thép, các dây cáp điện, nguồn cung cấp

điện một chiều

Công tác kiểm tra được tiến hành theo thứ tự sau: Đặt chậu la bàn (có cả vòng phương vị) lên giá ba chân, tìm một mục tiêu ở xa rõ ràng để quan sát đánh dấu các hướng chính, hướng phần tư, đầu tiên xoay chậu la bàn thuận chiều kim đồng hồ , ứng với các góc phần tư và hướng chính tiến hành quan sát mục tiêu ghi phương vị và góc mạn tương ứng, sau đó xoay la bàn ngược chiều kim đồng hồ, cũng ứng với hướng chính và hướng phần tư quan sát mục tiêu thấy phương vị và góc mạn tương ứng Như vậy ứng với mỗi hướng chính và phần tư quan sát được hai phương vị và hai góc mạn

Nếu kết quả tính toán thu được ∆P không vượt quá 003 thì la bàn tốt, ta có thể sử dụng

nó làm dụng cụ chỉ hướng

Cũng tương tự như vậy , nếu các góc mạn tính toán được ở trong giới hạn

∆G = 450± 003 thì la bàn tốt , sử dụng làm dụng cụ chỉ phương hướng được

Nếu các giá trị tính toán vượt quá yêu cầu cho phép như trên thì ta không nên sử dụng la bàn đó , cần phải đưa la bàn đi sửa chữa

ở đây PLN là phương vị la bàn ngược

PL là phương vị la bàn ngược trung bình

G là góc mạn

PdN là phương vị địa từ ngược

Gtb là góc mạn trung bình

∆G là hiệu giữa các góc mạn trung bình kế tiếp

3.3.6 Kiểm tra các thiết bị khử độ lệch

Các thiết bị khử độ lệch bao gồm các thanh nam châm và các thỏi sắt non

Các thanh nam châm khử độ lệch được đặt ở trong thân la bàn, các thanh dọc yêu cầu phải song song với mặt phẳng trục dọc tàu, các thanh ngang phải vuông góc với mặt phẳng trục dọc tàu, thanh nam châm đứng phải nằm theo hướng đường dây dọi

Kiểm tra thiết bị khử độ lệch được thực hiện ở trên bờ, đặt la bàn trên một bàn xoay

Đầu tiên kiểm tra bộ phận gá các nam châm dọc Công việc tiến hành như sau: tháo tất các thanh nam khử ra khỏi thân, đặt vòng phương vị về số chỉ 0 vành góc mạn, xoay bàn xoay gán

la bàn để thấy số chỉ ở dưới lăng kính là 1800 (S)dùng máy Côlôngga đo thành phần từ trường nằm ngang H, đặt thanh đo Côlôngga về số chỉ 1/3H, sau đó cho hai thanh nam châm vào bộ phận gá di chuyển bộ phận gá để cho số W của mặt số về dưới lăng kính của vòng phương vị, khi này lực của thanh khử dọc đã triệt tiêu mất 2/3H, còn 1/3H do Côlôngga triệt tiêu Bỏ Côlôngga ra khỏi la bàn, bộ phận nhạy cảm (mặt số) sẽ xoay trở về định hướng theo kinh tuyến , lúc này lực định hướng của mặt số mặt số la bàn là 1/3H Nếu bộ phận gá nam châm ở

vị trí đúng, tức là nằm trong mặt phẳng trục dọc tàu, thì các nam châm sẽ không tác dụng lực vào kim la bàn theo hướng khác, lúc đó kim la bàn chỉ định hướng theo lực 1/3H, ở dưới lăng kính ta thấy số chỉ 1800 (S) của mặt số Nếu số chỉ khác đi, chứng tỏ bộ phận gá ở vị trí không

đúng, cần điều chỉnh lại Cách điều chỉnh như sau: vặn lỏng các vít định vị ống đồng gắn các

bộ phận gá, xoay tròn nhẹ ống đồng, vừa xoay vừa quan sát mặt số, tới khi nào số chỉ ở dưới lăng kính là 1800, sai số 002 thì ngừng xoay ống đồng, vặn chặt các vít định vị lại Vị trí chính xác của trục đồng được chỉ ở vạch chia phía trên của trục

Kiểm tra bộ phận gá các thanh khử ngang Tiến hành kiểm tra bộ phận gá thanh khử ngang

ta không phải đo lại lực H và khử bớt một phần lực H, bởi vì ta đã biết các thanh khử dọc

đang khử 2/3H rồi, do đó ta chỉ việc tiếp tục tiến hành các công việc kiểm tra được tiến hành như sau :

+ Tháo bỏ các thanh nam châm dọc nhưng không thay đổi vị trí bộ phận gá, xoay vòng phưuơng vị về số chỉ 900 vành góc mạn, xoay bàn xoay gắn la bàn để thấy số chỉ dưới lăng kính là 1800 của mặt số, sau đó cho các thanh khử ngang vào bộ phận gá và các thanh dọc trong lần kiểm tra thanh dọc, xoay cho bộ phận gá nằm theo chiều ngang của thân la bàn Vặn lỏng các đinh vít định vị trục gắn các bộ gá , khi này đầu bắc của các thanh khử ở về phía

đuôi, vị trí của thanh ngang lúc này nằm tương tự như thanh dọc ở lần kiểm tra vị trí các thanh dọc Sau khi xoay bộ gá từ 2 đến 3 phút ta tiến hành đọc số chỉ dưới lăng kính, nếu thấy số chỉ

là 1800 của mặt số thì vị trí bộ phận gá là đúng nếu khác đi thì vị trí là sai và phải điều chỉnh