CÂU HỎI ÔN TẬP ĐÁP ÁN MÔN MÁY ĐIỆN HÀNG HẢI PHẦN I CÂU HỎI Máy Lái Tự Động 1 Nguyên lý hoạt động của máy lái tự động theo sơ đồ khối 2 Công tác điều chỉnh ở máy lái tự động 3 Ưu nhược điểm của chế độ lái tay, lái tự động, lái sự cố, phương pháp sử dụng tối ưu 4 Nguyên tắc chung chuẩn bị máy lái tự động? Máy Đo sâu 5 Các tính chất cơ bản của sóng âm, tốc độ truyền âm trong nước biển 6 Các tính chất của sóng âm, tốc độ truyền lan? 7 Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu hồi âm Phương pháp tạo ra sóng.
Trang 1CÂU HỎI ÔN TẬP ĐÁP ÁN MÔN MÁY ĐIỆN HÀNG HẢI
PHẦN I: CÂU HỎI
Máy Lái Tự Động
1. Nguyên lý hoạt động của máy lái tự động theo sơ đồ khối
2. Công tác điều chỉnh ở máy lái tự động
3. Ưu nhược điểm của chế độ lái tay, lái tự động, lái sự cố, phương pháp sử dụng tối ưu
4. Nguyên tắc chung chuẩn bị máy lái tự động?
Máy Đo sâu
5. Các tính chất cơ bản của sóng âm, tốc độ truyền âm trong nước biển
6. Các tính chất của sóng âm, tốc độ truyền lan?
7. Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu hồi âm Phương pháp tạo ra sóng âm
8. Nguyên lý đo sâu bằng sóng âm, cách lựa chọn tần số sóng âm
9. Các sai số của máy đo sâu hồi âm, Phương pháp làm giảm sai số trong đo sâu
10. Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu hồi âm loại băng giấy tự ghi, các sai số?
11. Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu hồi âm loại ống phóng điện tử (CRT), các saisố?
12. Quy trình khai thác sử dụng máy đo sâu hồi âm Những sai số khi sử dụng máy đo sâu, cách khắc phục
Tốc độ kế
13. Trình bày nguyên lý hoạt động của tốc độ kế điện từ (cảm ứng) và các sai số
14. Trình bày nguyên lý đo tốc độ bằng hiệu ứng DOPPLER và các sai số
Trang 215. Khai thác sử dụng máy đo tốc độ EML-500, Các lưu ý khi sử dụng máy đo tốc độ
sử dụng nguyên lý cản ứng từ
16. Trình bày cách kiểm tra độ chính xác của tốc độ kế Cách hiệu chỉnh/hạn chế sai số
La bàn con quay
17. Các tính chất cơ bản của con quay tự do, ứng dụng của nó trong la bàn con quay
18. Mô men động lượng của con quay, các phương pháp tăng mô men động lượng, ưu nhược điểm
19. Chuyển động của con quay khi hạn chế chuyển động với trục Y?
20. Chuyển động của con quay khi hạn chế chuyển động với trục Z?
21. Phương pháp biến con quay thành LBCQ (hạ thấp trọng tâm)?
22. Phương pháp biến con quay thành LBCQ (dựng bình thuỷ ngân thông nhau)?
23. Khảo sát dao động của trục chính con quay khi có gắn thiết bị biến con quay thành
la bàn con quay (dựng bình thuỷ ngân thông nhau)?
24. Phương pháp tạo dao động tắt đần kiểu tạo moment ngang Ly
25. Phương pháp tạo dao động tắt đần kiểu tạo moment ngang Lz
26. Khảo sát dao động của trục chính con quay khi có thiết bị tạo dao động tắt dần?
27. Sai số tốc độ LBCQ và cách khắc phục?
28. Sai số quán tính của LBCQ, cách khắc phục?
29. Sai số lắc của LBCQ, cách khắc phục?
30. Nguyên lý hoạt động của LBCQ điều khiển bằng điện từ trường
31. Nguyên lý hoạt động của bộ chỉ báo độ nghiêng chân trời, phương pháp khử sai sốtốc độ, sai số lắc và sai số quán tính trong LBCQ ARMAR BROWN
Thiết bị ghi dữ liệu tuyến hành trình
32. Giới thiệu về hộp đen và nguyên lý hoạt động theo sơ đồ khối?
33. Các quy định về việc áp dụng hộp đen trên tàu và quy định đối với hoạt động của hộp đen hàng hải
Trang 334. Trình bày các khối chức năng của hộp đen hàng hải
Thực hành
Máy Lái Tự Động
1. Sơ đồ khối máy lái tự động GYLOT 107
2 Khai thác sử dụng máy lái tự động GYLOT 107 Những chú ý khi sử dụng máy lái
tự động
3 Khai thác sử dụng máy lái tự động DECCA 752 Những chú ý khi sử dụng máy lái
tự động
Máy Đo sâu
4. Giải thích một vài trường hợp độ sâu ghi được trên băng giấy ghi ở máy đo sâu
5 Khai thác sử dụng máy đo sâu FURUNO FE-600
6. Khai thác sử dụng máy đo sâu JFE-582
Trang 411 Khai thác sử dụng LBCQ ARMAR BROWN.
12 Nguyên lý hoạt động của hệ thống truy theo trong LBCQ ARMAR BROWN
13 Khai thác sử dụng LBCQ SPERY MARK 37?
14 Sơ đồ hệ thống truy theo trong LBCQ SPERRY MARK 37
15 Toàn bộ cấu tạo LBCQ CMZ 700?
16 Khai thác sử dụng LBCQ CMZ – 700
17 Các phương pháp khử sai số tốc độ trong LBCQ Phương pháp khử sai số tốc độ ở một số la bàn con quay TOKYO KEIKY ES-11 SPERRY MARK – 37 vv…
18 Khai thác sử dụng LBCQ TOKYO KEIKY ES-11
19 Sơ đồ hệ thống truy theo trong LBCQ TOKYO KEIKY ES-11 và Thuyết minh sơ
đồ cấp nguồn của la bàn con quay TOKYO KEIKY ES-11
20 Cấu tạo, phương pháp treo bộ phận nhạy cảm và nguyên lý truy theo của LBCQ TOKYO KEIKY ES-11
21 Anh hãy trình bày công việc kiểm tra, bảo dưỡng, bảo trì định kỳ đối với LBCQ
22 Trình bày các chế độ báo động có thể có ở LBCQ Anh phải làm gì khi LBCQ phát
ra các báo động này
23 Đặc điểm hệ thống làm mát trong la bàn con quay, những lưu ý khi sử dụng
24 So sánh đặc điểm cấu tạo của LBCQ một con quay và la bàn hai con quay
25. Khai thác sử dụng máy VR-3000S
PHẦN II: TRẢ LỜI CÂU HỎI
Trang 5TRẢ LỜI CÂU HỎI ÔN TẬP MÁY ĐIỆN HÀNG HẢI.
A Lý thuyết:
I Máy lái tự động:
1 Nguyên lý hoạt động của máy lái theo sơ đồ khối
Sơ đồ khối:
Tín hiệu vào là góc lệch α, tín hiệu ra là góc bẻ lái β
Bộ cảm biến: là biến thế quay tuyến tính, góc lệch được biến đổi thành tín hiệu điện
Bộ chế biến: chế biến thông tin thu nhận được, tổng hợp thành tín hiệu điều khiển
Bộ khuếch đại: định pha, nắn tín hiệu và khuếch đại
2 Công tác điều chỉnh ở máy lái tự động:
- Điều chỉnh hệ số phản hồi: hệ số phản hồi là tỷ lệ giữa góc lệch α và góc bẻ lái β Hệ số này phụ thuộc điều kiện chở hàng, thời tiết, hình dáng vỏ tàu…
- Điều chỉnh độ nhạy (điều chỉnh thời tiết):
Độ nhạy: là khả năng dao động cho phép của tàu trên hướng đi
Khi thời tiết xấu, phải giảm hệ số khuếch đại Núm này được đánh số từ 0 – 10, đểđiều chỉnh ta tra bảng với đối số là cấp sóng
Khi xoay núm theo chiều tăng tức là giảm hệ số khuếch đại
- Điều chỉnh hướng đi:
Khi hoạt động ở chế độ lái tự động, nếu muốn đổi hướng đi, ta ấn và xoay núm đặtlại hướng đi → làm biến áp tuyến tính quay → tạo ra sự thay đổi điện áp → tín hiệu này được đưa đến bộ cộng → mạch điều chỉnh lái như lái tự động
Truyền động cơkhí
Trang 6Lưu ý khi xoay núm đặt hướng đi ta phải xoay từng 5O một.
3 Ưu nhược của chế độ lái tự động, lái tay, lái sự cố − Phương pháp sử dụng tối ưu:
- Lái tự động:
Ưu điểm: tự động điều khiển chuyển động của bánh lái nhằm giữ con tàu trên một hướng đi cho trước Đặc tính này giúp cho thuyền viên có thời gian để thực hiện các đo đạc hàng hải, hiệu chỉnh chiều chìm…
Nhược điểm: không phù hợp với việc hành hải trong các vùng biển đông đúc, luồng hẹp
Phương pháp sử dụng tối ưu: điều chỉnh máy lái phù hợp với điều kiện sóng gió; trong một ngày đêm nên đổi máy lái 2 lần; khi tàu chạy trong vùng nước có dòng chảy mạnh hay cần thay đổi hướng lớn thì chạy hai máy để tránh quá tải; không thay đổi hướng quá 50 khi ở chế độ lái tự động Để đảm bảo máy lái hoạt động ở chế độ này được tốt ta cần điều chỉnh thêm cái núm Weather (tùy thuộc vào điều kiện sóng gió, điều chỉnh núm này sao cho tàu vẫn giữ hướng đi mong muốn mà số lần bẻ lái không quá lớn, gây quá tải cho bánh lái), Rate ADJ (phụ thuộc và tốc độ đảo hướng mũi tàu, khi điều chỉnh núm này thì tốc độ lệch hướng của mũi tàu sẽ thay đổi, Rudder ADJ (điều chỉnh góc mở bánh lái khi tải trọng của tàu thay đổi)
- Lái tay: khi công tắc ở chế độ “Hand” nghĩa là ngắt bộ vi phân và tích phân, quay vô lăng sẽ tác động trực tiếp đến bộ tỷ lệ, đưa ra điện áp đến bộ cộng → bộ khuếch đại → động cơ thực hiện và bộ phản hồi Động cơ thực hiện làm quay senxin phát góc bẻ lái và người đứng lái biết được góc bẻ lái Khi ngừng bẻ lái, điện áp tín hiệu phản hồi bằng với điện áp từ bộ tỷ lệ → bánh lái ngừng quay
Lái tay phù hợp với điều động ra vào cầu, trong luồng, neo, hành hải trong các tìnhhuống đặc biệt
- Lái sự cố (Non-Follow up):
Khi sử dụng ở chế độ này nghĩa là ngắt tất cả các khối từ khuếch đại trở lên, đưa điện áp một chiều trực tiếp đến động cơ thực hiện
Thông thường, chế độ này thường được dùng trong trường hợp nguy cấp hoặc trong các trường hợp có sự cố với mạch điện và mạch khuếch đại
4 Nguyên tắc chung chuẩn bị máy lái tự động:
Trang 7Chuẩn bị chung:
- Công tắc chọn hệ thống ở vị trí OFF
- Công tắc chọn chế độ lái ở chế độ HAND
- Xoay vô lăng cho đến khi kim chỉ thị góc bẻ lái về 0
- Cấp nguồn cho hệ thống
- Xoay công tắc chọn hệ thống máy lái sang 1 hoặc 2
Đối với lái tự động:
- Chỉ thực hiện khi la bàn con quay đã ổn định
- Ấn và xoay núm đặt hướng về hướng mong muốn, lái tay đưa tàu về hướng đó, sau đó trả bánh lái về 0
- Chỉnh xác núm hệ số Rate, Weather, Rudder Limit
- Xoay núm chọn hệ thống về AUTO
II Máy đo sâu:
5 Các tính chất cơ bản của sóng âm – Tốc độ truyền âm trong nước biển:
Các tính chất cơ bản của sóng âm:
- Sóng âm là một hiện tượng vật lý, là dao động cơ học trong môi trường đàn hồi
- Lan truyền sóng âm cơ bản là lan truyền dao động cơ học được tạo ra từ nguồn dao động trong môi trường đàn hồi
- Khi sóng âm truyền đi qua 2 môi trường có tốc độ truyền âm khác nhau sẽ xảy ra hiện tượng khúc xạ Nếu sóng âm truyền từ môi trường có tốc độ truyền âm lớn sang môi trường có tốc độ truyền âm nhỏ hơn thì tia khúc xạ sẽ lệch về phía gần mặt ngăn cách hơn
- Khi góc tới đạt 900 thì sóng âm không vào môi trường 2 và xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần 900 gọi là góc tới giới hạn
- Đáy biển thường ghồ ghề nên sóng âm phản xạ bị phân tán và được gọi là hiện tương khuếch tán
Trang 8- Sóng âm phản hồi phụ thuộc vào ba yếu tố cơ bản: âm kháng của nước biển, cấu trúc đáy biển, hình dạng đáy biển.
- Hiện tượng giao thoa sóng âm: khi có 2 hay nhiều nguồn sóng âm có biên độ nhỏ, cùng tần số hoặc tần số xấp xỉ bằng nhau, cùng truyền trong một môi trường đàn hồi nào đó thìchúng sẽ đan xen nhau gây ra hiện tượng giao thoa sóng âm Vùng giao thoa càng lớn, nhiễu giao thoa càng mạnh
Tốc độ truyền âm trong nước biển:
- Tốc độ lan truyền trong nước biển phụ thuộc vào nhiệt độ, độ mặn và áp suất môi trường
- Tại điều kiện nước biển có độ mặn trung bình 3,4%, và nhiệt độ 160C thì tốc độ lan truyền của sóng âm là vào khoảng 1505 m/s
6 Các tính chất của sóng âm – Tốc độ lan truyền:
- Sóng âm là hiện tượng lan truyền dao động cơ học trong môi trường đàn hồi
- Sóng âm có các tính chất: phản xạ, khúc xạ, khuếch tán, giao thoa và khả năng đi qua màn ngăn mỏng khi âm kháng giữa hai môi trường là gần bằng nhau
- Tốc độ lan truyền của sóng âm trong nước biển phục thuộc vào: độ mặn, nhiệt độ, áp suất môi trường Trong điều kiện nước biển có độ mặn 3,4% và nhiệt độ 160C thì tốc độ lan truyền xấp xỉ 1505 m/s/
7 Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu hồi âm – Phương pháp tạo ra sóng âm:
Nguyên lý hoạt động:
- Hoạt động của máy đo sâu hồi âm dựa trên sự phản xạ của sóng siêu âm từ đáy biển trở về
- Vấn đề đo độ sâu chính là vấn đề đo khoảng thời gian t rất bé
- Máy phát xung phát ra xung điện đi đến máy biến đổi và tạo ra xung âm, các xung âm ngắn được tạo ra theo chu kỳ trong vùng nước phía dưới con tàu và phát thẳng xuống đáybiển, gặp đáy biển phản xạ trở lại và được thu bởi máy biến đổi (transducer) và sau đó được biến đổi thành tín hiệu điện, sau đó được khuếch đại bởi máy thu
- Khoảng thời gian giữa các lần phát và thu xung được đo và chiều sâu được xác định một cách trực tiếp
Trang 9Trung tâm điều khiển: điều khiển
sự hoạt động của máy phát, máy thu và khối chỉ báo
Máy phát: tạo ra xung điện áp cao
để đưa xuống màng thu phát.Màng dao động thu phát: biến đổi tín hiệu điện thành sóng siêu âm phát xuống đáy biển Biến đổi tín hiệu siêu âm thu được thành tín hiệu điện và đưa đến bộ khuếch đại
Bộ khuếch đại: khuếch đại tín hiệu được đưa đến từ màng thu phát và đưa đến trung tâm điều khiển
Khối chỉ báo: biểu thị độ sâu đo được dưới dạng số hoặc giấy tự ghi
Phương pháp tạo ra sóng âm:
- Sóng siêu âm được tạo ra bằng máy biến đổi thủy âm (máy dao động) Máy dao động là một cấu trúc đặc biệt trong thủy âm học nhằm biến đổi năng lượng từ một dạng nào đó sang âm năng và ngược lại
- Hiện nay người ta sử dụng 2 kiểu màng dao động chính: màng dao động kiểu áp điện vàmàng dao động kiểu co giãn từ
- Màng dao động kiểu áp điện:
Một số tinh thể như thạch anh khi có ứng suất cơ học tác động lên hai bề mặt đối diện nhau thì trên hai bề mặt đó sẽ xuất hiện điện tích, và khi ứng suất được biến đổi từ kéo sang nén thì bề mặt điện tích dương sẽ trở thành điện tích âm và ngược lại Người ta ứng dụng điều này để tạo ra màng dao động thu và phát
Lõi của hệ thống là một tinh thể thạch anh được dán vào giữa 2 bản cực của một tụđiện Dưới tác động của của điện trường làm cho tinh thể thạch anh co giãn và tạo ra sóngsiêu âm → máy phát Dưới tác động của lực kéo nén, trên bề mặt tinh thể thạch anh xuất hiện một điện áp trái dấu tùy thuộc vào tần số kéo nén → máy thu
Trang 10Màng dao động kiểu áp điện không được phổ biến vì: đắt tiền, cấu trúc không bền,yêu cầu hiệu điện thế lớn để đạt độ biến dạng cần thiết Nhưng chúng có ưu điểm là nhỏ gọn, tần số phát ra cao, nguồn cung ấp thấp.
- Màng dao động kiểu co giãn từ:
Khi ta đặt một thanh sắt từ vào trong từ trường thì nó sẽ thay đổi về chiều dài Đặctính này xảy ra với các vật liệu từ tính được gọi là co giãn từ và kim loại thể hiện tính chất này rõ rệt nhất là nicken
Màng dao động phát: khi dòng điện xoay chiều đi qua một cuộn dây cuốn quanh một thanh nicken, coban hay một thanh kim loại từ tính làm thanh kim loại này thay đổi chiều dài Sự thay đổi chiều dài này phụ thuộc vào tần số của nguồn điện xoay chiều Nhưng kiểu này có nhược điểm là màng dao động phát cồng kềnh, nguồn điện lớn, tần sốphát ra ở phạm vi f = 23 ÷ 35 kHz
Màng dao động thu: khi dùng một lực F để kéo nén thanh kim loại thì trong cuộn dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng Suất điện động này phụ thuộc vào tần số kéo nén
8 Nguyên lý đo sâu bằng sóng âm – Cách lựa chọn tần số sóng âm:
- Khi độ sâu lớn hơn 1m thì ta có thể bỏ qua đại lượng l/2, khi đó h = Và ta thấy vấn đề
đo sâu ở đây trở thành vấn đề đo khoảng thời gian t rất bé
- Máy phát xung phát ra xung điện, đi đến máy biến đổi tạo thành xung âm, xung âm này được phát theo chu kỳ và phát thẳng đứng xuống đáy biển, gặp đáy biển, phản xạ trở lại
về tàu, xung âm này được chuyển đến bộ chuyển đổi đổi sang tín hiệu điện sau đó được khuếch đại tại máy thu Khoảng thời gian giữa phát và thu được xác định đo và xác định trực tiếp ra độ sâu
Cách lựa chọn sóng âm:
Trang 11Tần số siêu âm thường được chọn để đo sâu vì các đặc điểm sau:
- Sóng siêu âm có tần số cao nên búp phát hẹp, độ tập trung năng lượng cao do đó giảm được công suất phát và có tính định hướng cao
- Sóng siêu âm tránh được nhiễu ồn do các thiết bị khác gây ra
- Đồng thời sóng siêu âm cũng có nhược điểm sau:
Nếu tần số quá cao thì bước sóng sẽ nhỏ, độ tổn hao năng lượng khi truyền trong nước biển lớn, dẫn đến việc không đo được độ sâu lớn
Nếu tần số nhỏ thì búp phát sẽ lớn, dễ lọt tạp âm, độ tập trung năng lượng không cao do đó dẫn đến nguồn tiêu thụ lớn
- Thông thường trong máy đo sâu hiện nay, người ta thường dùng dải tần từ 50kHz
→200kHz tùy theo mục đích sử dụng
9 Các sai số của máy đo sâu hồi âm – Cách làm giảm sai số:
Sai số do tốc độ âm tính khác với tốc độ thật: các thông số về nước biển (độ mặn, nhiệt độ, áp suất…) không đồng nhất với những trị số được dùng khi thiết kế máy đo sâu,dẫn đến việc có sự sai khác giữa trị số tính toán với trị số thật và gây ra sai số
Sai số do đáy biển nghiêng: máy đo sâu phát ra sóng âm xuống đáy biển dưới dạngbúp phát, khi đáy biển nghiêng thì máy đo sâu không thể đo được độ sâu thực tế dưới ki tàu Nhưng sai số này không đáng kể khi đáy biển nghiêng không quá 80 và độ rộng búp phát ≤ 300
Sai số do tàu lắc: khi tàu lắc sẽ xuất hiện sai số, biên độ lắc càng lớn thì sai số càng lớn, đồng thời tín hiệu phản hồi yếu gây khó khăn cho việc đo sâu Khắc phục bằng cách đọc độ sâu nhỏ nhất trên băng giấy
Sai số đường cơ bản: để cho đơn giản trong việc tính toán, người ta đã giả định là đường cơ bản (khoảng cách giữa màng thu và màng phát) bằng không, do đó đã sinh ra sai số Sai số này chỉ đáng kể khi độ sâu < 20m
Sai số do thời gian thu phát không đồng bộ: hiện nay, trong máy đo sâu người ta dùng động cơ điện để định thời gian thu phát tín hiệu, nhưng do các nguyên do như: thang đo khác nhau, tốc độ quay của động cơ khác nhau… → động cơ điện không phản ánh một cách chính xác và đồng bộ được thời gian thu phát và sinh ra sai số Hiện nay
Trang 12người ta dùng bộ ổn áp tự động để điều chỉnh nhưng do còn tồn tại hạn chế trong chế tạo nên sai số này vẫn còn.
Sai số vạch không: về mặt nguyên lý, vào thời điểm phát sóng thì kim chỉ thị hoặc gốc của vệt quét phải nằm đúng vị trí “0” nhưng do chế tạo thiếu chính xác nên đã sinh rasai số vạch không Để khắc phục, ta phải chỉnh kim chỉ thị về đúng vạch “0” lúc máy phát hoạt động
10 Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu kiểu băng giấy tự ghi – Các sai số:
từ hoặc tiếp xúc kiểu lưỡi gà Cơ cấu này kích hoạt cho máy phát phát xung
- Việc phát xung sẽ xảy ra sau khoảng thời gian trễ (khoảng thời gian này được tính toán chính xác sao cho vào thời điểm phát xung, kim ghi nằm ở mức 0 độ sâu trên đỉnh của giấy ghi
- Nếu như ta lựa chọn đúng thang độ sâu thì trước khi kim ghi di chuyển tới đáy của của giấy ghi, tại một điểm nào đó sẽ có sóng phản xạ từ đáy biển dôi về, sinh một điện thế đặt
Trang 13vào kim ghi → có một điện áp đặt vào giấy ghi và đốt giấy ghi, tạo ra chấm đen tại điểm tương ứng với độ sâu đáy biển.
- Chiều sâu đáy biển cực đại có thể được quy định bằng tốc độ của kim ghi
- Một phương pháp khác cung cấp thang tầm xa khác nhau nhưng không thay đổi tốc độ kim ghi là thay đổi thời điểm phát xung Phương pháp này gọi là phương pháp tầm xa pha
Các sai số:
- Sai số do trị số tính toán khác với trị số thật
- Sai số do đáy biển nghiêng
- Sai số do tàu lắc
- Sai số do thời gian thu phát không đồng bộ
- Sai số vạch không
- Sai số đường cơ bản
11 Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu ống phóng điện tử − Các sai số:
âm Nghĩa là khi nó hoàn thành một đường quét thì đúng bằng thời gian sóng âm đi được đoạn đường hmax trở về Khi tia điện tử dịch chuyển ngang ứng với vạch chuẩn số “0” độ sâu thì màng dao động sẽ phát xung siêu âm xuống đáy biển Tín hiệu trở về qua màng dao động thu, đi đến bộ khuếch đại, đi đến cặp cực ngang của ống phóng tia điện tử làm cho tia điện tử bị kéo ngang ra thành vệt sáng trên màn hình, đánh dấu độ sâu đo được.Các sai số:
Trang 14- Sai số do tốc độ âm tính toán khác với trị số thật.
- Sai số do đáy biển nghiêng
- Sai số do tàu lắc
- Sai số đường cơ bản
- Sai số vạch “0”
- Sai số do thời gian thu phát không đồng bộ
12 Quy trình khai thác sử dụng máy đo sâu hồi âm – Các sai số − Cách khắc phục:
Quy trình khai thác sử dụng máy đo sâu hồi âm:
- Bật công tắc Power sang vị trí “ON”
- Chọn thang độ sâu thích hợp
- Chỉnh “Gain”: vặn theo chiều kim đồng hồ cho tới khi có nhiễu nhẹ, sau đó vặn ngược chiều kim đồng hồ một ít
- Chỉnh kim ghi về đúng vạch “0”
- Chỉnh tốc độ băng giấy phù hợp với mong muốn
- Khi tàu chạy vào các vùng nước khác nhau cần phải điều chỉnh lại tốc độ lan truyền của sóng âm
- Khi tàu lắc thì đọc số đo nhỏ nhất
- Đặc biệt lưu ý đến sai số đáy biển nghiêng vì trên tàu không có thiết bị trợ giúp xác định
độ nghiêng đáy biển
- Khi độ sâu nhỏ hơn 20m phải khử nhiễu STC
- Khi khởi động cần vặn nút “Whiteline” sang hết trái để phát hiện các vật chìm dưới đáy
và các vật lơ lửng trong nước
- Khi tàu lên đà thì phải vệ sinh màng dao động, đồng thời bọc bảo vệ để tránh sơn đèn lên màng
Các sai số − Cách khắc phục:
Trang 15- Sai số do tốc độ âm tính toán khác với trị số thật: do có sự khác nhau giữa các trị số dùng để tính toán với các thông số của nước biển (như độ mặn, nhiệt độ, độ sâu…) nên
có sự chênh lệch giữa độ sâu tính toán và thực tế, sinh ra sai số
- Sai số do tàu lắc: sai số này càng lớn khi biên độ tàu lắc càng lớn, đồng thời tín hiệu phản hồi yếu, gây khó khăn cho việc đo sâu Cách khử: đọc giá trị nhỏ nhất
- Sai số do đáy biển nghiêng: sóng siêu âm phát xuống đáy biển dưới dạng búp phát nên khi đáy biển bị nghiêng, máy sẽ không thể đo được độ sâu chính xác dưới ki tàu Sai số này không đáng kể nếu độ rộng búp phát ≤ 300 và đáy biển nghiêng ≤ 80
- Sai số đường cơ bản: để đơn giản trong tính toán, người ta cho rằng đường cơ bản bằng không Tức là vị trí màng phát và màng thu trùng nhau Sai số này chỉ đáng kể nếu độ sâu
≤ 20m
- Sai số do thời gian thu phát không đồng bộ: trong các máy đo sâu hiện nay, người ta dùng động cơ điện để định thời gian thu phát, nhưng do các nguyên nhân như: thang đo khác nhau, tốc độ quay của động cơ khác nhau… nên dẫn đến thời gian thu và phát không đồng bộ và sinh ra sai số Cách khắc phục: lắp thêm biến áp tự động, nhưng do cònnhiều hạn chế về mặt chế tạo nên sai số này vẫn còn
- Sai số vạch “0”: do chế tạo thiếu chính xác, nên lúc phát xung thì kim chỉ thị hoặc gốc vệt quét không nằm đúng vị trí “0” Điều này sinh ra sai số vạch “0” Để khắc phục, ta hiệu chỉnh kim về đúng vạch không khi máy phát hoạt động
- Hoạt động của tốc độ kế này như sau:
Bộ phận nhạy cảm là một ống hình trụ đáy hình elip bằng đồng thau nhô ra dưới đáy tàu Phía trong có gắn một thanh xolenoit, trên thanh có gắn 2 cuộn dây: một cuộn chính và một cân bằng
Trang 16Dòng điện đi qua cuộn chính sinh ra một từ trường mạnh xung quanh thanh
xolenoit
Do bộ phận nhạy cảm tiếp xúc với nước biển là chất dẫn điện nên giữa các cực điện ở mặt ngoài sẽ hình thành các vòng dẫn điện có suất điện động là Ɛo theo định luật Faraday
Khi thanh xolenoit chuyển động cùng với tàu thì trong vòng sẽ sinh ra suất điện động phụ thêm Ɛv
Vậy trong vòng sẽ tồn tại một suất điện động Ɛ=Ɛo+Ɛv
Do suất điện động Ɛo không phụ thuộc vào vận tốc tàu nên có thể coi nó là một nhiễu loạn Để khử giá trị này, ta thêm vào cuộn dây cân bằng một điện áp chiều phải tương ứng Sau khi thực hiện việc khử này, vận tốc Vc của tàu là: Vc=K.Ɛv
Xét sơ đồ đơn giản gồm cặp cực 1 & 3; 2 & 4, độ dạt là β, vận tốc tàu là Vc được phân tích thành Vx và Vy Vì vậy điện áp U1, U2 tương ứng là kết quả của vận tốc Vy, Vx
Với các điện thế đo đạc được, ta tính được vận tốc Vc của tàu, đồng thời tỷ lệ giữa chúng cho ta độ dạt gió β của tàu
Như vậy, tốc độ kế kiểu cảm ứng từ cho ta được vận tốc toàn phần Vc của tàu cũng như độ dạt gió β của nó
Các sai số và cách khắc phục:
- Ảnh hưởng do tàu lắc: tốc độ kế cảm ứng rất nhạy, khi tàu lắc, kim chỉ có thể dao động
từ 0.1 → 1 kts và gây ra sai số Khử sai số bằng cách lắp thêm bộ phận thay đổi từ trườngđồng bộ với tàu lắc
- Ảnh hưởng do vị trí đặt bộ phận nhạy cảm:
Lớp nước chuyển động có chiều dày thay đổi dọc theo chiều dài tàu
Trường tốc độ các phần tử sinh ra bất thường
Sự phân bố từ trường quanh bộ phận nhạy cảm không đồng đều theo chiều dọc tàu
và phức tạp, khó phân tích
Các hiện tượng đột biến trên sinh ra sai số trong chỉ số đo khác với trị số thật nhưng quan hệ giữa chúng là không tuyến tính
Trang 17 Để khắc phục, ta lắp đặt thêm bộ phận hiệu chỉnh riêng trong tốc độ kế mà giá trị hiệu chỉnh được lấy từ thực nghiệm.
- Sai số bình phương: khi dùng điện từ trường, do hiện tượng tự cảm ứng mà trong mạch
sẽ sinh ra một suất điện động vô ích gọi là nhiễu bậc hai Nhiễu bậc hai không phụ thuộc vào tốc độ tàu, nó lệch pha với tín hiêu hữu ích 900 và thường có biên độ lớn hơn
Tuy điện áp tín hiệu hữu ích nhỏ hơn điện áp của nhiễu bậc hai nhưng vì có sự khác biệt này nên có thể tách bỏ được nhiễu bậc hai và khử sai số
- Tốc độ kế cảm ứng trên các tàu vận tải biển cho phép ta đo được vận tốc tàu trong giới hạn từ 0.5 → 25 kts với sai số 0.15 ÷ 0.2 kts
14 Nguyên lý hoạt động của tốc độ kế Doppler – Các sai số:
Nguyên lý hoạt động:
- Hoạt động của máy đo tốc độ thủy âm dựa trên hiệu ứng Dopple về sự thay đổi tần số khi máy thu và máy phát đặt trên đối tượng chuyển động
- Trong trường một tia phát về phía mũi với tần số fo, tia này gặp đáy biển và phản xạ trở
về với tần số fr ≠fo Khi đó, nếu ta xác định được sự thay đổi tần số này, ta sẽ xác định được vận tốc tàu
- Tương tự với trường hợp 2 tia, một tia về phía mũi, một tia về phía lái, nếu ta xác định được ff và fa ta sẽ xác định được vận tốc tàu Trường hợp này chính xác hơn tốc độ kế mộttia
- Trên thực tế có thể đặt 4 tia đằng mũi, 2 tia đằng lái nhằm xác định: tốc độ của tàu trên hướng tàu chạy, tốc độ ngang ở đằng mũi và lái trong các tình huống điều động phức tạp.Sai số:
- Ảnh hưởng do tàu lắc: khi tàu lắc, ta không thể xác định góc lệch của ăng ten phát so với mặt phẳng trục dọc của tàu Để khắc phục, ta có thể dùng la bàn con quay để định hướng hoặc dùng thiết bị cảm biến góc lệch của tàu để hiệu chỉnh
- Ảnh hưởng của độ sâu: độ chính xác chỉ đạt được khi độ sâu nhỏ hơn 300m
15 Máy đo tốc độ EML-500 – Các lưu ý khi sử dụng máy đo tốc độ cảm ứng từ:
EML-500
Các lưu ý khi sử dụng tốc độ kế cảm ứng từ:
Trang 18- Độ chính xác của tốc độ kế cảm ứng từ phụ thuộc phần lớn vào môi trường hoạt động của tàu, nhất là khi tàu chạy trong môi trường nước ngọt.
- Tốc độ đo nằm trong khoảng 0.5 ÷ 25 kts
- Loại này có độ nhạy cao Độ chính xác từ 0.15 ÷ 0.2 kts
- Máy này đo được cả tốc độ dạt
- Tốc độ đo được trên máy là tốc độ tương đối
- Sai số của tốc độ kế phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Vì độ nhạy cao nên chỉ số trên máy chỉ có thể thay đổi 0.1 ÷ 1 hải lý, do đó, ta không đọc được tốc độ chính xác tại thời điểm
Ảnh hưởng do vị trí lắp đặt bộ phận nhạy cảm
Sai số bình phương
16 Cách kiểm tra độ chính xác của tốc độ kế − Cách hiệu chỉnh/hạn chế sai số:
- Cách hạn chế: thực hiện thường xuyên việc cân chỉnh khi đi qua các vùng nước khác nhau
IV La bàn con quay:
17 Các tính chất cơ bản của con quay tự do − Ứng dụng của nó trong la bàn con quay:Các tính chất cơ bản của con quay tự do:
Trang 19- Con quay là một vật rắn đối xứng quay xung quanh một trục đối xứng, trục này gọi là trục quay riêng của con quay Trục này có thể quay tự do trong không gian quanh một điểm cố định gọi là tâm treo con quay.
- Nếu con tâm treo trùng với trọng tâm con quay ta có con quay cân bằng
- Con quay tự do là con quay mà trục chính của nó có thể quay tự do trong không gian
- Các tính chất cơ bản của con quay tự do:
Tính bền vững: nếu tổng các moment tác động lên con quay tự do bằng không thì trục chính con quay giữ nguyên hướng trong không gian Ứng dụng: tính chất này giúp con quay luôn chỉ về một hướng cố định trong không gian Điều này giúp ta có thể dùng con quay tự do để định hướng
Tính tiến động: nếu có một ngoại lực tác dụng lên con quay mà hướng của nó không trùng với trục chính thì trục chính con quay sẽ quay theo phương vuông góc với phương của ngoại lực tác dụng
Tính chương động: dưới tác động của xung lực thì trục chính con quay tự do thực
tế không đổi hướng ban đầu mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng với biên độ nhỏ và tần
số lớn Ứng dụng: do xung lực không làm thay đổi chiều hướng ban đầu của trục chính con quay nên ta có thể dùng con quay tự do vào mục đích chỉ hướng
18 Moment động lượng của con quay – Các phương pháp làm tăng moment động lượng:Moment động lượng của con quay:
- Động lượng của một vật bằng tích của khối lượng và vận tốc chuyển động của vật thể trên quỹ đạo
- Moment động lượng của một chất điểm bằng tích có hướng giữa bán kính của chất điểmvới động lượng của nó
- Hướng của moment động lượng trùng với hướng của vận tốc góc
- Moment động lượng đặc trưng cho tính định hướng của con quay, moment động lượng càng lớn thì tính định hướng càng cao
Tăng moment động lượng:
- Tăng moment quán tính của con quay đối với trục X: