В настоящее время в мировой практике проявилась тенденция записывать информацию о законе изменения глубины в процессе плавания на твердые носители (устройства памяти) с возможностью извлечения записанной информации на электронные или жидкокристаллические дисплеи или распечатки ее с помощью принтеров. Это позволило исключить необходимость использования в эхолотах подвижных механических узлов и повысить точность формирования записываемой информации.
Указанная тенденция имеет место и в нашей стране. Практически все современные отечественные навигационные эхолоты не имеют самописцев,осуществляющих запись на бумажную ленту. Представителем одной из таких моделей является эхолот НЭЛ – 20К[7].
Общая характеристика эхолотов
Первый российский навигационный эхолот НЭЛ -20К разработан научно-производственным концерном «Промэлектроника» и рассчитан на использование на судах, поднадзорных Морскому Регистру Судоходства РФ и Речному Регистру Судоходства РФ. Он представляет собой адаптивную систему, обеспечивающую без вмешательства судоводителя измерение, регистрацию и хранение измеренных глубин. Как и в более ранних моделях в нем предусмотрены световая и звуковая сигнализации о выходе судна на заданную глубину, значение которой устанавливается оператором.
Основные особенности указанного эхолота можно свести к следующему:
· в эхолоте предусмотрена возможность вывода предыдущих цифровых значений и графического отображения профиля измеряемой глубины судна на электролюминесцентный дисплей;
· при наличии встроенного по желанию заказчика приемника GPS имеется возможность привязки данных измерений глубины к координатам судна и судовому времени;
· предусмотрена возможность вывода на дисплей данных о координатах судна, его абсолютной скорости и путевом угле (также при наличии встроенного по желанию заказчика приемника GPS);
· обеспечена возможность хранения информации в памяти прибора после отключения его от бортовой сети;
· антенны эхолота унифицированы по посадочным местам с вибраторами заменяемых эхолотов;
· предусмотрена возможность замены вибраторов эхолота без докования судна;
· перестраиваемое по частоте с технологического пульта приемопередающее устройство (ППУ) позволяет подключать его к вибраторам других типов эхолотов;
· предусмотрена возможность установки антенн на судах с различным материалом корпуса (сталь, алюминий, пластик и др.)
| Рис.2.3 – Варианты комплектации эхолота для транспортных судов |
Варианты комплектаций эхолота, рекомендованные для использования на транспортных судах, представлены на рис. 2.3. Из рисунка следует, что каждое из приемо-передающих устройств (ППУ) допускает подключение любого вида используемых в рассматриваемом эхолоте антенн. К любому ППУ могут быть подключены репитеры Р-03.
Прибор управления и индикации (ПУИ) содержит устройства, позволяющие формировать временную диаграмму работы эхолота, выбирать желаемый режим его работы, отображать значение глубины и закон ее изменения в процессе плавания, отображать судовое время, записывать, сохранять и отображать полученную информацию в электронном виде, а также имеет интерфейсы, для связи с внешними устройствами.
Основные технические характеристики эхолота сводятся к следующему:
Диапазон измеряемых глубин………..от 0,3 до 400 м, от 0,5 до 1000 м, от 0,5 до 2000 м, от 1 до 6000 м (для НЭЛ-20К-07);
Допустимые условия плавания:
скорость хода…………………………..до 40 узлов,
углы крена………………………………до 100,
углы дифферента……………………….до 50,
наклон грунта…………………………...±150;
Инструментальная погрешность……..до 20 м- 0,1 м, от 20 до 100м – 0,5 м, свыше 100 м – 0,5% от измеряемой глубины, для заданной глубины 5% от заданной глубины;
количество рабочих каналов………….2 (низкочастотный и высокочастотный);
Установка заданной глубины………….1-99 м с шагом 1 м
Дискретность индикации глубин………0,1 м
Шкалы глубин………………………….от 2 до 8, (до 10у НЭЛ-20К-07)
Количество репитеров…………………опциально до 8
Антенна резонансная Частота кГц Глубина м
А-20К 94/380 0,3-400
А-39К 50/200 0,5-1000
А-41К 50 0,5-2000
Количество входов/выходов…………….7 опционально до 22
ИнтерфейсNMEA 0183…………….…...RS232/422/485/ETHERNET (для НЭЛ-20К-07)
Поправка на скорость звука в воде……..1420-1550 м/с с шагом 1 м/с
Время готовности………………………..не более 30 с
Питание …………………………………..220В ±10%; 50Гц±5%
Потребляемая мощность…………………не более 80 ВА;
Память ……………………………………не менее 24 часов, (720 час.для НЭЛ-20К-07)
Устройство изделий
Состав устройств, входящих в комплект рассматриваемых моделей эхолотов НЭЛ-20К представлен на рис. 2.3.
В изделии используются пьезокерамические приемо-передающие антенны. По выбору заказчика с эхолотом может поставляться три типа антенн (рис. 2.2), параметры которых указаны в технических характеристиках прибора (см. выше).
| Рис. 2.4 Внешний вид антенны А-20К с кабелем |
| Рис. 2.4 Внешний вид антенны А-20К с кабелем |
В качестве примера на рис. 2.4 представлен внешний вид антенны А-20К с кабелем. Излучающая поверхность антенн залита звукопрозрачным компаундом, защищающим их от повреждений и коррозии. Кабель вводится в антенну через герметичный вулканизированный ввод. Антенны устанавливаются в донную арматуру на фланец (приварыш), устанавливаемый в прорези днища судна с помощью сварки. Возможны и иные варианты установки, включая и использование клинкета. Для замены антенн без докования используются специальные приспособления.
Приемо-передающее устройство ППУ содержит приемо-передающий тракт, а также устройства вторичного электропитания, управления и согласования.
| Рис. 2.5 Прибор управления и индикации ПУИ-02 |
| Рис. 2.5 Прибор управления и индикации ПУИ-02 |
Приборы управления и индикации ПУИ содержат устройства, необходимые для управления работой эхолота, выполнения всех операций, связанных с измерением и отображением интересующей нас глубины, введения поправок на скорость звука, а также устройства сигнализации о выходе судна на заданнуюглубину. Как уже было отмечено выше в комплекте эхолота может быть использована одна из трех моделей приборов управления и индикации: ПУИ-02, ПУИ-06 или ПУИ-07. Вид спередиПУИ-02 показан на рис. 2.5.
В рассматриваемом ПУИ использован плоский двухцветный электролюминесцентный дисплей фирмы “PLANAR”. В состав ПУИ также входят два модуля памяти, что в сумме обеспечивает регистрацию и хранение данных за последние более 16 часов плавания. По специальному заказу могут поставляться дополнительные модули памяти.
Органы управления и индикации выполняют следующие функции:
· Кнопка 
с фиксацией осуществляет включение и выключение эхолота.
· Кнопки «Р+ » и «Р- » обеспечивают выбор режима работы изделия. Требуемый режим выбирается последовательным нажатием на указанные кнопки при этом «Р+ » осуществляет перебор режимов в прямом направлении, а «Р- » - в обратном. Обозначение выбранного режима подсвечивается на дисплее.
· С помощью кнопок «» и «» осуществляется выбор конкретных параметров установленного режима работы изделия, при этом, как и прежде, перебор значений параметров осуществляется в противоположных направлениях.
· Кнопка «0» обеспечивает фиксацию состояния изделия, установленного в результате управления, и автоматический переход прибора в рабочий режим. Кроме этого она отключает звуковую сигнализацию «ОПАСНО».
· С помощью ручки « ☼ » осуществляется регулировка яркости свечения дисплея.
· Индикаторы «Борт. Сеть» и «Пит.» сигнализируют о подключении к прибору бортовой сети питания и включении эхолота, соответственно.
Использование изделия
Приступая к описанию правил, определяющих взаимодействие оператора с изделием, обратим внимание на то, что запрещается допускать к работе с эхолотом лиц, не знакомых с его устройством и правилами эксплуатации.
При подготовке к использованию изделия следует провести его внешний осмотр, в процессе которого необходимо убедиться в отсутствии механических повреждений приборов комплекта и надежности кабельных соединений.
Для включения эхолота необходимо подать на него напряжение питания судовой сети и нажать кнопку 
. При исправном эхолоте на его экране должна появиться соответствующая картинка.
При первом включении следует установить судовое время в таймере, используя при этом кнопки «Р+» или «Р-» (высвечивание секунд, минут ичасов) и кнопки «» или «» для установки соответствующих значений времени.
Установка даты производится аналогично, только в этом случае органами управления будут: 1 – изменение дня; 2 – изменение месяца; 3 – изменение года; 4 – следующий экран; 5 - возврат к первому экрану «обзор»; 6 – изменение выбранного режима.
При первом включении изделия или после замены модуля памяти в нем автоматически устанавливается заданная глубина 5 м и заглубление антенны 0,0 м. При включении эхолота в нем устанавливается режим работы «АВТ» автоматический, диапазон малых глубин «ВЧ», усиление 10, шумоподавление 0.
Дальнейшая работа происходит по следующему сценарию: Если на диапазоне малых глубин сигнал не обнаружен (признаками отсутствия сигнала являются инверсное отображение надписи «ГЛУБИНА» и символы «____,__» в рамке «ГЛУБИНА»), то через несколько секунд автоматически происходит переключение работы в НЧ режим и поиск ведется в диапазоне больших глубин. Если же сигнала нет и в этом диапазоне, то выводится запрос перейти в ручной режим (в рамке появляется мигающая надпись «РУЧН» в сопровождении коротких звуковых сигналов). Аналогичная процедура поиска сигнала производится при его потере, при этом в течение 4-х циклов сохраняется предыдущая информация о глубине, после чего в случае отсутствия сигналов, она заменяется символами «_». После появления запроса «РУЧН.» следует перевести эхолот в ручной режим и, используя имеющиеся органы управления, настроить его работу вручную. В результате этой настройки должна четко отображаться линия глубины.
Если под этой линией отображается достаточно интенсивная шумовая полоса без отчетливых границ и слоев или если на ее фоне не видно линии глубин, то клавишей «» следует уменьшить усиление приемного тракта, предварительно с помощью клавиши «Р+» выбрав параметр «УСИЛЕНИЕ». При этом шумовая полоса смещается вниз. Операцию следует продолжать до тех пор, пока не появится отметка глубины или шумовая полоса не исчезнет с экрана.
Если усиление уменьшено до нуля, а шум остается, то с помощью клавиши «Р+» следует выбрать параметр «ШУМОПОДАВЛЕНИЕ» и затем клавишей «» увеличить уровень шумоподавления до пропадания шумовых отметок. После этого следует вернуться в опцию «УСИЛЕНИЕ» и увеличить его до появления четкого отображения сигнала глубины. В случае неудачи попытку следует повторить при большем значении шумоподавления.
При необходимости изменения заданного значения глубины с помощью клавиш «Р+» или «Р-» следует выбрать режим «Нзад» и установить требуемую величину, которая будет сохранена до следующей коррекции. При выходе судна на заданную глубину на экране высвечивается надпись «ОПАСНО» и раздается звуковой сигнал, который выключается кнопкой «0».
Аналогичным образом устанавливается заглубление антенны «ΔН». Если эхолот показывает глубину «000,0», то это означает, что текущая глубина под антенной равна нулю или она меньше «ΔН».
При необходимости изменения скорости звука следует выбрать режим «С» (установка скорости звука) и установить требуемое значение. Это значение будет сохранено до выключения эхолота.
В процессе работы эхолота обеспечивается автоматическое переключение режимов его работы в зависимости от текущей глубины. При этом в автоматическом двухчастотном режиме переключение осуществляется при глубине 40 м, а в одночастотном варианте – при глубине 80 м.
В изделии предусмотрена возможность просмотра ранее записанной информации. Вся область записи модуля памяти разбита на страницы. На экране ПУИ отображаются одновременно 2 смежные страницы, разделённые вертикальной пунктирной линией. «Листая» страницы можно найти нужный участок эхограммы. Для просмотра параметров эхограммы на текущей странице (стр. 00/01) следует с помощью клавиш «Р+» или «Р-» выбрать режим «МАРКЕР» и, используя клавиши со стрелками подвести маркер к интересующему Вас участку эхограммы. При этом значение глубины, соответствующей этому участку, а также его время отобразятся на дисплее в поле «МАРКЕР».
Для просмотра информации, записанной на других страницах необходимо выбрать режим «СТР.» и повторить операции, описанные выше.
Для возвращения на текущую страницу необходимо нажать кнопку «0 » и выбрать режим «РЕЖ» или «Тс».