ES2217377T3 - Simulador de sonda batimetrica transportable. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN SIMULADOR PORTATIL PARA SONDAS BATIMETRICAS DE TIPO TERMOMETRICO O CELERIMETRICO CONECTADO A LA SALIDA DE UNA TARJETA DE ADQUSICION, CARACTERIZADO PORQUE COMPRENDE AL MENOS CUATRO CIRCUITOS CORRESPONDIENTES, RESPECTIVAMENTE, A LAS CUATRO FUNCIONES SIGUIENTES: A) SELECCION DE UN TIPO DE SONDA (TERMOMETRICA O CELERIMETRICA) Y ESTABLECIMIENTO DE UNA SECUENCIA DE DISPARO, B) GENERACION DE UNA SEÑAL PERIODICA DE FRECUENCIA VARIABLE PARA LA SIMULACION DE UNA SONDA DE TIPO CELERIMETRICO, C) GENERACION DE UNA VARIACION DE TEMPERATURA PARA LA SIMULACION DE UNA SONDA TERMOMETRICA, D) DETECCION DE UN UMBRAL DE TENSION DE ALIMENTACION; LOS CIRCUITOS B Y C PRESENTAN UNA SECCION COMUN QUE TERMINA EN LA ENTRADA DE LA TARJETA DE ADQUISICION.

Description

Simulador de sonda batimétrica transportable.

La presente invención trata de un simulador de sonda batimétrica transportable.

El sondeo constituye uno de los procedimientos de recogida de datos en el medio acuático utilizado en los buques de la Marina Nacional Francesa. Se lanzan varios tipos de sonda que, estando unidas por un delgado cable al barco o al submarino, transmiten información que se recoge en un mapa electrónico situado en un ordenador tipo PC. Estas sondas, construidas por la compañía Sippican, permiten determinar la temperatura del agua (sondas termométricas XBT) o la velocidad de propagación del sonido en el agua (sondas celerimétricas XSV).

Las sondas XBT están formadas por una resistencia cuyo valor varía en función de la temperatura.

Las sondas XSV, formadas por un generador, liberan una tensión cuya frecuencia es inversamente proporcional a la rapidez del sonido en el agua.

El lanzamiento de sondas tiene como objeto la predicción y la detección de submarinos o buques mediante la medición de la velocidad del sonido en el agua o mediante la medición de la temperatura del agua.

El lanzamiento de sondas se realiza en dos tiempos. En una primera etapa, las sondas se cargan en un lanzador y se emite una señal de contacto de sonda cargada. En una segunda etapa, detectan la superficie del agua; se emite entonces una señal de contacto de sonda lanzada, luego empiezan a proporcionar información.

Estas sondas de un solo uso tienen un precio relativamente elevado y a menudo se han de lanzar un número importante de sondas durante los ejercicios de lucha antisubmarina.

La utilización de un simulador de sondas es de gran interés y evita los lanzamientos inútiles de sondas; en efecto, el simulador permite el test instantáneo del material o del software de la instalación.

Sin embargo, todas las realizaciones anteriores de simuladores de sondas son de gran tamaño y sólo permiten simular un único tipo de sonda (XBT o XSV). Además, sólo pueden realizar secuencias truncadas de lanzamientos de sondas.

El documento U5 4 518 915A muestra un simulador transportable para sondas batimétricas según el preámbulo de la reivindicación 1.

La invención tiene pues como finalidad la realización de un simulador transportable que permita simular la secuencia integral de un lanzamiento de sonda así como la recepción de los datos de las sondas celerimétricas o termométricas lanzadas al mar por los buques de la Marina Nacional Francesa equipados con un sónar, o por los buques oceanográficos.

La invención tiene por objeto un simulador transportable para sondas batimétricas de tipo termométrico o celerimétrico conectado de salida a una tarjeta de registro de datos según la reivindicación 1.

En las reivindicaciones dependientes se describen unos modos de realización preferibles.

El simulador transportable según la invención permite la simulación de una secuencia completa de un lanzamiento de sonda real: carga de una sonda en el cañón y, luego, lanzamiento de la sonda.

El simulador transportable según la invención es fácilmente conectable y permite el test en la gama completa de los valores posibles del registro en temperatura o en velocidad: entre 1,5º y 36ºCelsius y entre 1430m/s y 1560m/s para una simulación de velocidad.

El hecho de poder hacer un barrido de toda la playa permite además la validación de los algoritmos de reducción de curvas. Finalmente, una posición de contraste (1,52ºCelsius) está prevista para el test de las sondas de temperaturas a fin de diagnosticar un fallo de conexión a tierra en el circuito eléctrico del buque.

Otras características y ventajas de la presente invención aparecerán en la lectura de la descripción siguiente de una forma de realización preferente, expuesta a título ilustrativo y no limitativo, y de las figuras adjuntas entre las cuales:

la figura 1 reproduce el esquema eléctrico del simulador de sonda batimétrica según la invención.

Toda secuencia de lanzamiento de una sonda termométrica o celerimétrica llega precedida de 2 tiempos: carga de la sonda y detección de la superficie. La simulación incluye estos dos tiempos.

El simulador comporta al menos cuatro circuitos, que tienen respectivamente las funciones siguientes:

-selección de un tipo de sonda (termométrica o celerimétrica) y disposición de una secuencia de lanzamiento;

-generación de una señal periódica de secuencia variable para la simulación de una sonda de tipo celerimétrico;

-generación de una variación de temperatura para la simulación de una sonda termométrica;

-detección de un umbral de tensión de alimentación.

El circuito de selección de un tipo de sonda y de disposición de una secuencia de lanzamiento comprende tres bucles conmutables mediante unos conmutadores indicados como: "SS", "CS", "DS" y que tienen, respectivamente, las tres funciones siguientes: selección de un tipo de sonda, carga de la sonda y detección de superficie por la sonda.

El conmutador SS es de tres niveles y dos posiciones (V,T), la posición V correspondiendo a la simulación de una sonda tipo XSV, la posición T a la simulación de una sonda tipo XBT.

El primer nivel N1 permite, en la posición V, alimentar el voltaje de los circuitos de generación de frecuencias y de detección de umbral con + 9 voltios a partir de una pila P.

El segundo nivel N2 de este conmutador permite, en la posición V, situar el potencial negativo de la pila en la entrada del conmutador de detección de superficie DS. La posición T permite conectar a masa en el punto del test T3.

El tercer nivel N3 permite recuperar datos al llegar al punto "A" correspondiente, sobre la figura, a la patilla 2 de una toma P de tipo DB9; estos datos pueden ser interpretados por una tarjeta de registro analógica de tipo Sippican MK12.

Una vez hecha la selección de la sonda, hay que indicar una secuencia de lanzamiento. Para ello son necesarias dos etapas: simular en primer lugar una presencia de sonda y, en segundo lugar, una detección de superficie.

El conmutador de carga de sonda CS permite simular la carga de la sonda; tiene dos posiciones (C para cargada, NC para no cargada). Antes de empezar cualquier lanzamiento, el conmutador de carga de sonda CS está en posición NC.

La presencia de sonda está simulada por la posición C del conmutador de carga de sonda CS, lo que se traduce eléctricamente por un contacto entre un punto "C" correspondiente a la patilla 1 de la toma P y un punto "B" correspondiente a la patilla 6 de la toma P.

La detección de superficie está simulada por un mando del conmutador de detección de superficie DS, que presenta dos niveles.

Su funcionamiento en un primer nivel N'1 es el siguiente.

Cuando una sonda de tipo XSV llega a la superficie del agua, empieza a liberar una tensión alterna. El polo negativo de la pila coincide con el potencial 0 voltios. Eléctricamente, para una simulación de sonda XSV, el punto "A" está sometido a una tensión alterna de frecuencia. Un punto del test T1 está conectado a masa.

Para una simulación de sonda XBT, el punto "A" está conmutado sobre el circuito de variación de resistencia; el punto T3 definido anteriormente se reencuentra con la masa que corresponde a la patilla 3 de la toma P y el registro puede entonces empezar.

Para los dos tipos de sondas, el bucle de detección de superficie permite una conexión a masa de elementos del circuito.

Un segundo nivel N2 del conmutador de detección de superficie sirve únicamente para poner la salida del generador de frecuencias hacia el punto "A" de la entrada de la tarjeta de registro analógico para un registro rápido.

Según la invención, el simulador de sonda de temperatura puede funcionar en modo fijo o en modo variable gracias a la acción de un conmutador FV de dos posiciones indicadas en la figura como "fix" para el modo fijo y "var" para el modo variable.

El circuito en modo fijo permite la simulación de una temperatura de contraste de 1,52ºCelsius. Interviene en él una resistencia fija R11 (10 Kohms) y dos resistencias variables de precisión o potenciómetros P4 y P5 (20 ohmios/25 revoluciones) en serie con la primera.

El circuito en modo variable permite un registro de temperatura entre 1,5º y 36ºCelsius. Intervienen en él dos resistencias fijas R9 y R10 del mismo valor (10 Kohms) y una resistencia variable de precisión P3 (10 Kohms/10 revoluciones) en serie. Los circuitos en modo fijo y en modo variables están conectados al punto "B" de la toma P a través de dos puntos test T3 y T4 unidos entre ellos por dos resistencias variables de precisión en serie P6 (10 Khoms/25 revoluciones) y P7 (20 ohmios/25 revoluciones).

Los valores de las resistencias variables se ajustan para obtener una resistencia de 15115 Kohms
+/- 0,01% entre dos puntos de test T2 y T3, estando situado el conmutador de selección de sonda SS sobre V. El reglaje minucioso se hace con la ayuda de un potenciómetro P5. Es entonces necesario ajustar las resistencias P6 y P7 para obtener una resistencia de 10 Kohms +/- 0,01% entre los puntos tests T3 y T4.

Para la simulación de una velocidad, la generación de una señal periódica de frecuencia variable comprendida entre 212 y 227 Hertz que imite la presencia de un submarino o de un buque, se realiza mediante un circuito integrado de tipo NE 555 funcionando como multivibrador astable.

Un condensador C1 de 100 nF se carga en medio de una resistencia R2 (220 ohmios) y de una asociación en serie de una resistencia R3 (20 Kohms) y de dos resistencias variables P1 (2 Kohms/10 revoluciones) y P2 (10 Kohms/25 revoluciones); el periodo de la señal es T = -log(1/3)*(R2+R3+P1+P2)*C1.

La frecuencia central se obtiene por ajuste de la resistencia P2. El usuario puede modificar la frecuencia accionando el puerto P1. Con los valores antes citados, una señal periódica de una duración de 4,54 milésimas de segundo puede ser emitida en salida. El reglaje de la frecuencia central de 220 hertz se hace midiendo la señal con la ayuda de un osciloscopio o de un frecuencímetro conectado entre el punto del test T1 y la masa. Un punto divisor de tensión permite disminuir la diferencia de potencial a 500 mV de pico a pico para no arriesgarse a dañar la tarjeta de registro, permitiendo de esta forma permanecer en los valores recomendados por el fabricante de la tarjeta.

Los valores de las resistencias variables P1 y P2 son modificados para obtener a la salida del circuito integrado una señal de frecuencia de 220 Hertz. Para ello, el operador visualiza la señal de salida con ayuda de un osciloscopio de tal modo que se pueda medir un impulso de una duración de 4,545 milésimas de segundo.

El circuito de detección de umbral permite comprobar si la pila está gastada. Consta de un amplificador montado como comparador. Su entrada positiva está unida a un diodo CR3 montado en directo y ve pues su potencial fijado a la tensión de umbral del diodo. La entrada negativa del comparador está indicada por 2 diodos Zéner CR1 y CR2 asegurando un potencial igual a la tensión de alimentación menos la tensión inversa de los diodos Zéner. Si la tensión en la entrada negativa es inferior a la que llega a la entrada positiva, el comparador oscila.

La tensión en los bornes de una resistencia R8 es igual a la tensión de alimentación debilitada de las 2 tensiones opuestas de los diodos Zéner CR1 y CR2.

En cuanto la tensión de alimentación se debilita, los diodos Zéner son no transitables; la tensión en la entrada está cercana entonces a 0 e inferior pues a la tensión de umbral del diodo CR3. Se produce entonces la oscilación del comparador.

Las tensiones inversas de los diodos CR1 y CR2 son respectivamente de 4,7 V y 3,6 V. El valor de la tensión de umbral del diodo CR3 es de 0,6 V.

Si la tensión de alimentación es de 9 V, la tensión en los bornes de la resistencia R8 (tensión de alimentación debilitada de las dos tensiones inversas) es de 0,7 V. No hay oscilación del comparador y se enciende un diodo DS1.

Si la tensión de alimentación es inferior o igual a 8,9 V, la tensión en los bornes de la resistencia R8 es inferior o igual a 0,6 V; hay oscilación del comparador y se enciende un diodo DS2.

La salida del simulador de sonda según la invención está conectada a la tarjeta de registro analógica ya sea directamente, a través de un cable adaptado a una ficha de tipo DB9, o bien por medio de un soporte lanzador de sonda ya instalado en los submarinos a través de una cable plano especial.

Claims (6)

1. Simulador transportable para sondas batimétricas de tipo termométrico o celerimétrico conectable de salida (P) a una tarjeta de registro comprendiendo al menos los circuitos siguientes:

a) un circuito de generación de una variación de temperatura para la simulación de una sonda termométrica,

b) un circuito de detección de un umbral de tensión de alimentación,

caracterizado porque el simulador transportable comprende además:

c) un circuito de selección de un tipo de sonda termométrica o celerimétrica(SS)y disposición de una secuencia de lanzamiento (CS, DS),

d) un circuito de generación de una señal periódica de frecuencia variable para la simulación de una sonda de tipo celerimétrico,

presentando los circuitos d y a una sección común que puede conducir a una entrada de la tarjeta de registro.

2. Simulador transportable para sondas batimétricas de tipo termométrico o celerimétrico según la reivindicación 1 cuya caracterizado porque el circuito C de selección y de indicación de una secuencia de lanzamiento de sonda comporta tres bucles conmutables, que tienen respectivamente las funciones siguientes: selección de un tipo de sonda (SS), carga de la sonda (CS) y detección de superficie por la

\hbox{sonda
(DS).}

3. Simulador transportable para sondas batimétricas de tipo termométrico o celerimétrico según la reivindicación 2, caracterizado porque el bucle de selección de un tipo de sonda (SS) comporta tres niveles que corresponden, el primero, a la alimentación de los circuitos b y d, el segundo, a la conexión a masa de los puntos de los circuitos d y a, y el tercero, a la derivación a la entrada de la tarjeta de registro.

4. Simulador transportable para sondas batimétricas de tipo termométrico o celerimétrico según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el bucle de detección de superficie (DS) es de dos niveles que corresponden el primero, a la conexión a masa de los puntos de los circuitos d y a, y el segundo, a la derivación a la entrada de la tarjeta de registro.

5. Simulador transportable para sondas batimétricas de tipo termométrico o celerimétrico según una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque el circuito d de generación de una señal periódica de frecuencia variable comprende un circuito integrado (C11) que funciona como multivibrador astable.

6. Simulador transportable para sondas batimétricas de tipo termométrico o celerimétrico según una de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque el circuito a de generación de una variación de temperatura comprende al menos una resistencia variable de precisión (P3).