Назначение
Система гидроакустическая измерительная ГУ-21 (далее - система) предназначена для измерений гидроакустического шумового давления.
Применяется при анализе шумовых характеристик объектов, находящихся в подводном неподвижном положении.
Описание
Система представляет собой совокупность первичных преобразователей, измерительных приборов, электронно-вычислительных блоков и вспомогательных устройств, размещаемых за бортом и внутри помещения измеряемого объекта. Основные функциональные узлы, блоки, средства измерений приведены таблице 1.
Принцип действия системы основан на преобразовании, с помощью гидрофонов, гидроакустического давления в электрический сигнал, его первичной обработке (усилении и предварительной фильтрации) а также измерении его характеристик с использованием входящих в ее состав третьоктавного и узкополосного анализаторов.
Система выполняет следующие основные измерительные и вспомогательные задачи:
- преобразование гидроакустического шумового давления с использованием первичных преобразователей (гидрофонов ГИ50Э и ГИ54) в электрический сигнал с нормированными метрологическими характеристиками;
- измерение акустического давления в точке расположения одного из выбранных гидрофонов в третьоктавных полосах частот;
- измерение акустического давления в точке расположения одного из выбранных гидрофонов в узких полосах частот (в полосах частот равной ширины);
- проведение калибровки электрического тракта с пульта управления с помощью встроенного генератора шума;
- отображение результатов измерений;
- управление режимами постановки измерительного модуля с гидрофонами на заданную глубину и ее изменение с дистанционных аналогового и цифрового пультов управления.
Таблица 1 - Основные функциональные узлы и блоки системы
| № п/п | Наименование | Кол-во шт. |
| 1 | Устройство забортное в составе: | 1 |
| 1.1 | Модуль измерительный в составе: | 1 |
| 1.1.1 | Поплавок | 1 |
| 1.1.2 | Гидрофон ГИ-54 (зав.№ 08 для системы №1; зав.№ 09 для системы №2; зав.№ 06 для системы №3) | 1 |
| 1.1.3 | Гидрофон ГИ-50Э (зав.№ 06 для системы №1; зав.№ 05 для системы №2; зав.№ 09 для системы №3) | 1 |
| 1.1.4 | Датчик давления "Зонд-10-ГД-1220" (зав.№ 06 для системы №1; зав.№ 07 для системы №2; зав.№ 11 для системы №3) | 1 |
| 1.1.5 | Кабель гидрофонный | 2 |
| 1.1.6 | Г ермоконтейнер | 1 |
| 1.1.7 | Блок электронный в составе: | 1 |
| 1.1.7.1 | Модуль коммутации | 1 |
| 1.1.7.2 | Линейный усилитель с встроенным генератором шума (зав.№ 01 для системы №1; зав.№ 02 для системы №2; зав.№ 03 для системы №3) | 1 |
| 1.2 | Устройство перемещения модуля измерительного в составе: | 1 |
| 1.2.1 | Устройство хранения и подачи кабеля с датчиком давления "Зонд-10-ГД-1220" (зав.№01для системы №1; зав.№ 05 для системы №2; зав.№ 10 для системы №3) | 1 |
| 1.2.2 | Устройство фиксации | 1 |
| 1.2.3 | Кабель | 1 |
| 1.2.5 | Кабельная линия связи | 1 |
| 2 | Комплекс управления и отображения информации (КУОИ) в составе: | 1 |
| 2.1 | Блок контроля цифровой (БКЦ) в составе: | 1 |
| 2.1.1 | Мобильный персональный компьютер ASUS G1S06 | 1 |
| 2.1.2 | Анализатор сигналов узкополосный 16-ти канальный АС-У16 (зав.№ 01 для системы №1; зав.№ 02 для системы №2; зав.№ 03 для системы №3) | 1 |
| 2.2 | Блок управления и контроля (БУК) в составе: | 1 |
| 2.2.1 | Модуль управления | 1 |
| 2.2.2 | Модуль питания | 1 |
| 2.2.3 | Модуль согласования | 1 |
| 2.2.4 | Усилитель-формирователь выходного сигнала | 1 |
| 2.2.5 | Анализатор сигналов третьоктавный 2-х канальный АС-Т2 (зав.№ 01 для системы №1; зав.№ 02 для системы №2; зав.№ 03 для системы №3) | 1 |
Рабочие условия применения:
Для забортной части системы:
- рабочая среда - морская или пресная вода;
- рабочая температура окружающей среды - от минус 4°С до плюс 35°С;
- избыточное гидростатическое давление - не более 3 МПа;
Для бортовой части системы:
- рабочая среда - внутренне помещение;
- рабочая температура окружающей среды - от плюс 5 °C до плюс 40°С;
- повышенная относительная влажность - не более 80% при температуре 30°С;
- атмосферное давление от 8.6 х 104 до 10.6 х 104 Па (от 645 до 795 мм. рт. ст.).
Технические характеристики
Основные технические характеристики системы приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Основные технические характеристики системы
| Наименование | Значения |
| с гидрофоном ГИ50Э | с гидрофоном ГИ54 |
| 1 | 2 | 3 |
| Рабочий диапазон частот | от 4 Гц до 12,5 кГц | от 2 Гц до 100 кГц |
| Максимальный уровень измеряемого акустического давления, не менее | 130 дБ отн. 20 мкПа | 130 дБ отн. 20 мкПа |
| Минимальный уровень измеряемого акустического давления, не более | 60 дБ отн. 20 мкПа | 60 дБ отн. 20 мкПа |
| Динамический диапазон, не менее | 70 дБ | 70 дБ |
| Значения коэффициента преобразования акустического давления, на частоте 80 Гц, на верхнем пределе измерения "100 дБ" | 112-116 дБ, отн.1мкВ/Па | 112-116 дБ, отн.1мкВ/Па |
| Пределы допускаемой относительной погрешности коэффициента преобразования акустического давления | ±2,9 дБ | ±4,9 дБ |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения акустического давления с анализатором АС-Т2 | ±ЗдБ | ±5 дБ |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения акустического давления с анализатором АС-У16 | ±ЗдБ | ±5 дБ |
| Неравномерность амплитудно-частотной характеристики акустического измерительного тракта, не более | 6 дБ | 10 дБ |
| Уровни эквивалентного шумового давления, соответствующие собственному шуму в третьоктавных полосах частот, не более | 44 дБ отн. 210’5 Па | 44 дБ отн. 210-5 Па |
| Коэффициент нелинейных искажений усилителя формирователя выходного сигнала на частоте 1кГц при максимальном уровне выходного сигнала 1В, не более | 0,1% | 0,1% |
| Коэффициент нелинейных искажений усилителя формирователя выходного сигнала на частоте 1кГц при пик факторе 3, не более | 1% | 1% |
| 1 | 2 | 3 |
| Значение выходного сигнала, на нагрузке 600 Ом, на каждом пределе усиления, не менее | 1В | 1В |
| Коэффициенты усиления усилителя формирователя выходного сигнала с дискретностью 10 дБ | от 60 дБ до 130 дБ | от 60 дБ до 130 дБ |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки коэффициента усиления | ±0,5 дБ | ±0,5 дБ |
| Крутизна спада АЧХ усилителя формирователя выходного сигнала: - с фильтром низких частот с частотой среза 12500 Гц или 100000 Гц, не менее - с фильтром высоких частот с частотой среза 5Гц, 10Гц, 20Гц или 40 Гц, не менее | 18 дБ/окт 18 дБ/окт | 18 дБ/окт 18 дБ/окт |
| Количество гальванически развязанных выходов измерительного канала гидрофонного тракта | 3 | 3 |
| Количество выходов канала для подключения внешнего динамика или наушников гидрофонного тракта | 2 | 2 |
| Диапазон измерения глубины | от 0 до 300 м | от 0 до 300 м |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения разности глубин приемного модуля и измеряемого объекта | ±0,5 м | ±0,5 м |
| Напряжение питания однофазной сети | (~220± 22) В | (~220± 22)В |
| Частота напряжения сети электропитания | (50± 2,5) Гц | (50± 2,5) Гц |
| Потребляемая мощность, не более | 1 кВт | 1 кВт |
| Время непрерывной работы, не менее | 24 ч | 24 ч |
| Габаритные размеры, не более | (1470 х 500 х 500) мм | (1470 х 500 х 500) мм |
| Масса | 265 кг | 265 кг |
| Срок службы, не менее | 15 лет | 15 лет |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа выполняется на специальном шильдике и крепится на лицевой панели блока управления и контроля из состава комплекса управления и отображения информации, а также на титульном листе руководства по эксплуатации, методом компьютерной печати.
Комплектность
Система гидроакустическая измерительная ГУ-21 МГФК.411711.050 Одиночный комплект ЗИП, согласно ведомости МГФК.411711.0503И Эксплуатационная документация, согласно ведомости МГФК.411711.050ВЭ.
Поверка
Поверка осуществляется в соответствии с документом " Система гидроакустическая измерительная ГУ-21 Методика проверки" МГФК.411711.050МП, утвержденным ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИФТРИ" " 21 " апреля 2008г.
Межповерочный интервал - два года.
Основное поверочное оборудование приведено в таблице 3.
Таблица 3 - Основное поверочное оборудование системы
| № п/п | Наименование средства измерений | Технические и метрологические характеристики средств измерений |
| 1 | 2 | 3 |
| 1. | Осциллограф С1-82 | Диапазон 0,01 Гц...2 МГц, коэффициент отклонения 0,001-5 В/дел, А=±3%. |
| 2. | Г енератор сигналов ГЗ-122 | Диапазон 0,01 Гц...2 МГц, коэффициент гармоник не более ± 0,5 % |
| 3. | Генератор сигналов DS360 | Генерация белого шума с неравномерностью менее 10 дБ в диапазоне частот 1 Гц - 100 кГц |
| 4. | Вольтметр В7-27/А | Для постоянного напряжения: на пределах измерений 100 мВ погрешность не более ± 0,2 %; на пределах измерений 1,10,100 и 1000 В погрешность не более ± 0,5 %. Для переменного напряжения: диапазон 20 Гц...100 кГц; на пределах измерений 1 В погрешность не более ± 1,5 %; на пределах измерений 10 В погрешность не более ± 2 %; сопротивление постоянному току до 10 Мом. |
| 5. | Частотомер 443-63 | Диапазон 0,01 Гц...5 МГц, погрешность ± 10’7 Г ц. |
| 6. | Измеритель нелинейных искажений автоматический С6-11 | Диапазон частот 20 Гц...200 кГц, диапазон измерений 0,1...30 %, погрешность не более ± 0,007 % на пределе измерения 0,1%, погрешность не более ± 0,052 % на пределе измерения 1%. |
| 7. | Манометры грузопоршневые МП-60 | Погрешность не более ± 0,02 %. |
Нормативные документы
Техническая документация ФГУП "ВНИИФТРИ".
Заключение
Тип системы гидроакустической измерительной ГУ-21 (заводские номера 1,2, 3) утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
