Устройство для определения глубины нахождения центра плотности рыбных скоплений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ НАХОЖДЕНИЯ ЦЕНТРА ПЛОТНОСТИ РЫБНЫХ СКОПЛЕНИЙ, содержащее,последовательно соединенные аналоговый ключ,,амплитудный детектор, квадратор , управляемый интегратор, аналого-цифровой преобразователь, а также схему управления аналоговом ключом , генератор опорной частоты, первый делитель частоты с постоянным коэффициентом деления и цифровой индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения глубины нахождения центра плотности рыбных скоплений путем автоматической обработки эхосигналов, в него введены дешифратор, второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления, схема формирования временных интервалов, первый и второй регистры памяти, цифровой компаратор , логический элемент ИЛИ и счетчиктекущей глубины, причем выходы дешифратора подключены к управляющим входам второго делителя, к счетному входу которого подключен выход первого делителя, а выход второго делителя подключен к одному из входов схемы формирования временных интервалов , другой вход которой подключен к выходу первого делителя, выход схе1«ы формирования временных интервалов подключен к управляющим входам интегратора и аналого-цифрового преобразователя , выход которого соединен с информационным входом первого регис (Л тра памяти и с одним из входов цифрового компаратора, а выход первого регистра памяти соединен с другим входом цифрового компаратора, выход которого соединен с одним из входов логического элемента ИЛИ, к другому входу которого и входам запуска схемы формирования временных интервалов схемы управления, счетчика текущей глубины и генератора опорной частоас ты подключен выход схемы формирования сигнала посылки эхолота, а выход логического элемента ИЛИ соединен с входакш разрешения записи первого и « ел второго регистров памяти, а на инфор мационный вход второго регистра па ,мяти подключен выход счетчика текущей глубины, а выходы двух регистров памяти подключены к соответс вующим цифрового индикатора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D G 01 S 15 96

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3562377/40-23 (22) 10.03.83 (46) 15.03.84. Бюл.Р 10 (72) З.М.Бердичевский и В.H.Êàéêîâ (71) Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М..Книповича (53) 621.396.967(088.8) (56) 1. Дулевич В.E. и др. Теоретиче. ские основы радиолокации. М., "Сов. радио" с.318-329.

2. Теслер В.Д., Бердичевский 3.М.

Методы оценки плотности скоплений рыб с помощью гидроакустической рыбопоисковой техники и обработка результатов на ЭВМ. Обзорная информация, ЦНИИТЭРХ, серия 6, вып.2, 1976, с.28-31 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГЛУБИНЫ НАХОЖДЕНИЯ ЦЕНТРА ПЛОТНОСТИ

РЫБНЫХ СКОПЛЕНИЙ, содержащее,последовательно соединенные аналоговый ключ,,амплитудный детектор, квадратор, управляемый интегратор, аналого-цифровой преобразователь, а также схему управления аналоговым ключом, генератор опорной частоты, первый делитель частоты с постоянным коэффициентом деления и цифровой индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения глубины нахождения цен,тра плотности рыбных скоплений путем автоматической обработки эхосигналов, в него введены дешифратор, второй делитель частоты с переменным коэффи„„Я0„„1080095 A

Ф циентом деления, схема формирования временных интервалов, первый и второй регистры памяти, цифровой компаратор логический элемент ИЛИ и счетчик текущей глубины, причем выходы дешифратора подключены к управляющим входам второго делителя, к счетному входу которого подключен выход первого делителя, а выход второго делителя подключен к одному из входов схемы формирования временных интервалов, другой вход которой подключен к выходу первого делителя, выход схемы формирования временных интервалов подключен к управляющим входам интегратора и аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с Я информационным входом первого регистра памяти и с одним из входов циф- фф рового компаратора, а выход первого %Ф Ф регистра памяти соединен с другим входом цифрового компаратора, выход которого соединен с одним из входов логического элемента ИЛИ, к другому входу которого и входам запуска схемы формирования временных интервалов, схемы управления, счетчика текущей (, ) глубины и генератора опорной часто- рю ты подключен выход схемы формирования сигнала посылки эхолота, а выход 1, логического элемента ИЛИ соединен с входами разрешения записи первого и второго регистров памяти, а на инфор (© мационный вход второго регистра па,мяти подключен выход счетчика теку-! цей глубины, а выходы двух регистров памяти подключены к соответствующим входам цифрового индикатора.

1080095 плений (центра плотности) и соответ- 5 ствующего значения плотности в услов10

30

40 плотности рыбных скоплений; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит аналоговый ключ 1, амплитудный детектор 2, квадратор 3, управляемый интегратор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, дешифратор б, делитель 7 частоты с переменным коэффициентом деления, схему 8 формирования временных интервалов, делитель9 частоты с постоянным коэффициентом деления, генератор 10 опорной частоты, первый и второй регистры 11 памяти, схему 12 управления, счетчик 13 текущей глубины, цифровой компаратор 14, схему

ИЛИ 15, индикатор 16, регистр 17 па- мяти.

В устройстве последовательно соединены аналоговый ключ 1, амплитудный де-гектор 2, квадратор 3, управляемый интегратор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, первый регистр

11 памяти, цифровой компаратор 14, Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в качестве устройства для автоматизации определения глубины нахождения максимально плотной части рыбных сконых един ицах.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные стробирующую схему, амплитудный детектор, пороговое устройство, пиковый детек гор, а также генератор опорных импульсов, определяющие дальность до цели по величине задержки максимума отраженного сигнала относительно зондирующей посылки (1 J.

Однако максимальйая амплитуда эхосигнала от скопления является выборочным мгновенным значением огибающей, которая может быть значительно искажена мультипликативной помехой, что может привести к получению ложных значений дистанции до цели. Кроме того, величина максимальной амплитуды эхосигнала не позволяет определить значения плотности в исследованных слоях по глубине с достаточной достоверностью.

При прицельном траловом лове для повышения. эффективности Облова необходимо знать как глубину нахождения наиболее плотной части скопления, так и оценку его плотности в условных единицах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, позволяющее получать профиль распределения относительной плотности рыбных скоплений по глубине, содержащее последовательно соединенные входную стробирующую схему, амплитудный петектор, квадратор, интегратор со схемой управления и устройство регис трации (2 ).

Недостатками этого устройства являются невозможность автоматическо- 45 го определения глубины залегания центра плотности рыбных скоплений и его условной плотности, необходимость последующей обработки оператором полученных профилей распределе- 50 ния плотности скоплений по глубине.

Цель, изобретения - повышение точ- ности определения глубины нахождения центра плотности рыбных скоплений путем автоматической обработки f хосигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения глубины нахождения центра плотности рыбных скоплений, содержащее последовательно соединенные аналоговый ключ, 60 амплитудный детектор, квадратор, управляемый интегратор, аналого-цифровой преобразователь, а также схему управления аналоговым ключом, генератор опорной частоты, первый делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, цифровой индикатор, введены дешифратор, второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления, схема формирования временных интервалов, первый и второй регистры памяти, цифровой компаратор, логический эле мент ИЛИ и счетчик текущей глубины. причем выходы дешифратора подключены к управляющим входам второго делителя, к счетному входу которого подключен выхвд первого делителя, а выход второго делителя подключен к одному из входов схемы формирования временных интервалов, другой вход которой подключен к выходу первого делителя, выход схемы формирования временных интервалов подключен к управляющим входам интегратора и аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом первого регистра памяти и с одним из входов цифрового компаратора, а выход первого регистра памяти соединен с другим входом цифрового компаратора, выход которого соединен с одним из входов логического элемента ИЛИ, к другому входу которого и входам запуска схемы формирования временных интервалов, схемы управления, счетчика текущей глубины и генератора опорной частоты подключен выход схемы формирования сигнала посылки эхолота, а выход логического элемента ИЛИ соединен с входами разрешения записи первого и второго регистров памяти, а на информационный вход второго регистра памяти подключен выход счетчика текущей глубины, а выходы двух регистров памяти подключены к соответствующим входам цифрового индикатора.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства для оп ре деле ни я глубины нахождения центра

1080095 выход которого подключен через схему ИЛИ 15 к входам разрешения записи первого и второго регистров 11 и 17 памяти. Выход генератора 10 опорной частоты подключен к делителю

9, выходы которого подключены к аналого-цифровому преобразователю 5, входу С счетчика 13 текущей глубины, к схеме 12 управления аналоговым ключом, к делителю 7 и к схеме 8 фор10

15 мирования временных интервалов. Выходной код счетчика 13 текущей глубины поступает на регистр 17 памяти, выход которого подключен к одному из входов индикатора 16, к второму входу индикатора 16 подключен выход регистра 11 памяти. Импульсы со схе5 д ф м

0 л т л

У ча 1.

Устройство для определения глубины нахождения центра плотности рыбных скоплений работает следующим образом.

Эхосигналы с выхода усилителя эхо-40 лота поступают на амплитудный детектор 2 через. аналоговый ключ 1,, стробирующий эхосигналы в интервале времени, задаваемом схемой 12 управления, что позволяет устранить донный эхосигнал. Огибающая эхосигнала после детектора 2 поступает на квадратор

3, с выхода которого квадрат модуля огибающей, пропорциональный величине плотности скоплений, поступает на вход управляемого интегратора 4.

Посылки эхолота поступают на схему

12 управления, схему 8 формирования временных интервалов, генератор 10 опорной частоты, в качестве синхроимпульса, а также на вход R счетчи45

55 ка 13 текущей глубины для сброса его в нулевое состояние и через схему

ИЛИ 15 на входы разрешения записи регистров 11 и 17 памяти для записи в них начального нулевого состояния.

На фиг.2а показаны импульсы посМлки эхолота; на фиг.2б — импульсы заполнения для аналого-цифрового преобразователя 5; на фиг.2в — им/

60 мы формирования посылки эхолота посту пают на схему 12 управления аналоговым ключом, схему 8 формирования временных интервалов, генератор 10 опорной частоты, вход R счетчика 13 теку20 щей глубины и на один из входов схемы ИЛИ 15. Код положения переключате. ля длительности импульса эхолота поступает на вход дешифратора 6, выход которого подключен к управляющему входу делителя 7 частоты, а выход елителя подключен к входу схемы 8 ормирования временных интервалов.

Выход схемы 8 формирования вреенных интервалов подключен к.управяющим входам управляемого интеграора 4 и аналого-цифрового преобразователя 5, а выход схемы 12 управения аналоговым ключом подключен к правляющему входу аналогового клю- 35 пульсы на выходе делителя 9 частоты; на фиг.2г — импульсы на выходе делителя 7 частоты; на фиг.2д — импульсы, период следования которых определяет время разряда управляемого интегратора 4; на фиг.2е — временная последовательность импульсов на выходе схемы 8 формирования временной последовательности импульсов, на фиг.2ж — сигнал на выходе квадратора 3, пропорциональный значению квадрата модуля огибающей сигнала, на фиг.2з — временной строб на выходе схемы управления аналоговым ключом

1; на фиг.2и — форма напряжения на выходе управляемого интегратора 4; на фиг.2к — число импульсов заполнения на выходе аналого-цифрового преобразователя 5; на фиг.2л — импульс разрешения записи на выходе компаратора 14; на фиг.2м — импульс посылки эхолота, обнуляющий счетчик

13 и регистры 11 и 17 памяти.

Схема управления аналоговым ключом вырабатывает временной строб Н, в пределах которого входные эхосигналы через аналоговый ключ 1 поступают на амплитудный детектор 2, квадратор 3, откуда квадрат модуля огибающей (фиг.2ж) подается на вход управляемого интегратора. На управляющий вход интегратора 4 поступает временная импульсная последовательность (фиг.2е) с периодом следования, состоящим из отрезков t 1 и t, t„âðåмя интегрирования, а t > — время разряда интегратора от источника опорного напряжения. Соотношение времени и t выбирается из условия, что

Са Cñ должно быть ) n — где — — ми1 2 2 нимальный разрешаемый эхолотом объем, ь — длительность импульса эхолота (1-10 м/сек), n — коэффициент (2-30) для скоплений (косяков) рыб, время разряда интегратора (время измерения должно быть ((„, чтобы при укаэанных длительностях эхосигналов от косяков не была значительной погрешность," вызванная тем, что управляющая импульсная: последовательность не синхронизирована с максимумом эхосигнала).

Нужные для работы устройства частоты импульсов формируются с помощью делителя 9 частоты, на который поступает опорная частота от генератора

10. В задающем. генераторе 10 имеется. схема синхронизации, осуществляющая временную привязку внешнего сигнала (импульса посылки) к опорной частоте. Делитель 9 частоты вырабатывает импульсы с частотой следования

750 Гц (фиг.2в, один период соответствует одному метру глубины), поступающие на счетчик 13 текущей глубины и схему 12 управления аналоговым ключом, импульсы, период следования

1080095 формационный вход регистра 11 памяти и на один из входов цифрового компаратора 14, которые образуют схему цифрового пикового детектора, На второй вход поступает код предыдущего значения условной плотности с выхода регистра 11 памяти и, таким образом, компаратор сравнивает значения услов ной плотности из последовательных слоев по глубине и формирует импульс разрешения записи М (фиг.2л) только тогда, когда последующее значение плотности больше предыдущего и на регистре 11 памяти фиксируется новое значение плотности. Одновременно на регистре 17 памяти в те же моменты времени (фиг.2л) фиксируется значение глубины слоя с максимальной плотностью с выходов счетчика 13 текущей глубины. Таким образом, по окончании каждого цикла зондирования на ре. гистре 11 остается значение максимальной условной плотности и в пределах посылки, а на регистре 17 — глубины слоя, в котором оно измерено. Ь начале каждого цикла измерения импульс посылки эхолота (фиг.2м) обнуляет счетчик 13 и, проходя через схему ИЛИ 15,записывает в регистры 11 и

17 исходное нулевое состояние. Коды с выходов регистров памяти поступают на блок 16 цифровой индикации, следя эа показаниями которого, штурман может принимать решения при прицельном траловом лове.

Устройство для обработки гидроакустической информации для определения глубины залегания центра плотности рыбных скоплений и его условной плотности использовано в составе берегового макета гидроакустического информационно-вычислительного комплекса АСУТП тралового лова "Атлант-1"

Проведенные расчеты показали, что эффективность работы траловой системы эа счет использования изобретения повысится на 20%, что в пересчете на одно судно дает экономический эффект до 300 тыс.руб. в год. которых определяет время разряда интегратора (фиг.2е), импульсы заполнения фиг.26) для аналого-цифрового преобразователя 5, период следования которых выбран из расчета 10 периодов на полное время разряда С

Импульсы (фиг.2д) поступают на счет- ный вход делителя 7 и на схему 8 формирования временной последовательности.

Величина t„ a процессе работы мо- 10 жет изменяться в соответствии с уста-" новленной в эхолоте величиной длитель ности зондирующего импульса.

От эхолота поступает значение установленной переключателем длительности15 импульса „.„я в виде кода"1 из N"(N число возможных значений длительности импульса для данного эхолота). Этот код поступает в дешифратор б, который преобразует его в код нужного значения коэффициента деления К для управ ления делителем 7 частоты. На выходе делителя 7 формируются импульсы с периодом следования (Р) Т t + t =Kt которые вместе с импульсамй (фиг.2д)

2 поступают на схему 8 Формирования 25 временной последовательности, Временная последовательность ,(фиг.2е) поступает на управляемый интегратор 4 и аналого-цифровой преобразователь 5. Форма напряжения на выходе управляемого интегратора 4 показана на фиг.2и. В аналого-цифровом преобразователе 5 величина на7 пряжения на выходе интегратора 4 в каждом пЕриоде Т, накопленная за вре-35 мя t<, преобразуется в импульс, по длительности равный времени разряда интегратора, а затем подсчитывается число периодов импульсов заполнения (фиг.2ы). Таким образом, на выходе аналого-цифрового преобразователя 5 формируется код, соответствующий оценке величины условной плотности скопления в каждом периоде измерения т.е. в последовательных слоях .по глу-45 бине. С выхода аналого-цифрового преобразователя 5 код поступает на ин1080095

4

ЛЛш 4 — 1

Составитель 3.Дьяконова

Редактор Л.Алексеенко Техред:В.Далекорей Корректор В.Синицкая

Заказ 1330/46 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4