Безопасность и надежность лазерного створного маяка для эксплуатации на подходах к морским портам

• Автор: Хина, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Введение
Глава 1. Анализ предметной области лазерных средств навигации. Выбор источников излучения для лазерного створного маяка и стендовые испытания модулей
1.1. Анализ зрительных средств навигационного оборудования и их источников излучения.

1.1.1. Применение электрических ламп и суперярких светодиодов

1.1.2. Применение лазерных источников света

1.1.3. Типы источников лазерного излучения.

1.2. Выбор длины волны и типа лазерного источника излучения для ЛСМ Анемон.

1.3. Исследование полупроводниковых лазеров для ЛСМ в различных режимах питания и температуры

1.3.1. Методика исследования характеристик и испытаний отдельных узлов и систем ЛСМ.

1.3.2. Стендовые испытания лазерных излучателей для ЛСМ

1.4. Выводы и результаты по первой главе.

Глава 2. Основные эксплуатационные характеристики лазерного створного маяка
2.1. Вопросы обеспечения безопасности лазерного излучения ЛСМ для лоцманов и судоводителей.
2.1.1. Основные эффекты при воздействии лазерного излучения на человека при использовании лазерных средств для судовождения
2.1.2. Классы опасности лазерного излучения
2.1.3. Гигиеническое нормирование лазерного излучения
2.1.4. Разработка методики расчета безопасности для глаз лазерного створного маяка
2.1.5. Оценка безопасности лазерного излучения на примере ЛСМ створа Севастопольский порта Калининград
2.1.6. Экспериментальная оценка безопасности лазерного излучения ЛСМ
для судоводителя.
2.2. Оценка надежности системы лазерных створных маяков
2.2.1. Анализ исследуемого объекта.
2.2.2. Теоретические основы оценки надежности системы
2.2.3. Факторы, влияющие на надежность системы.
2.2.4. Разработка методики оценки надежности лазерного створного маяка по результатам его эксплуатации.
2.2.5. Расчет параметров надежности системы по результатам эксплуатации в порту Туапсе.
2.2.6. Предложения но повышению надежности системы.
2.3. Выводы и результаты по второй главе.
Глава 3. Разработка системы сканирования лазерного излучения на основе микропроцессора для повышения эксплуатационных качеств ЛСМ
3.1. Решение задачи горизонтального сканирования в ЛСМ.
3.2. Анализ существующих приводов с точки зрения использования в системе сканирования ЛСМ.
3.2.1. Шаговые двигатели.
3.2.2. Системы управления шаговыми двигателями
3.2.3. Анализ приводов на базе шаговых двигателей с точки зрения использования в ЛСМ.
3.2.4. Гальванометрические сканаторы
3.2.5. Анализ возможности использования гальванометрических сканаторов в ЛСМ.
3.2.6. Сервоприводы.
3.3. Разработка программы управления СПШ для осуществления горизонтального сканирования I
3.3.1. Описание программного обеспечения СПШ.
3.3.2. Написание текста программы
3.4. Выводы и результаты по третьей главе
Глава 4. Практические рекомендации и результаты испытаний лазерного створного маяка АнемонЗ на колене V 6 Калининградского морского канала.
4.1. Актуальность испытаний I в порту Калининград.
4.2. Технические особенности ЛСМ, разработка и производство макетного образца
4.3. Стендовые испытания ЛСМ.
4.3.1. Измерения мощности лазерного излучения
4.3.2. Температурные испытания ЛСМ Анемон
4.4. Монтаж макета ЛСМ.
4.5. Проведение испытаний макета ЛСМ Анемон
4.6. Установка ЛСМ на линии действия створа Севастопольский порта Калининград
4.7. Выводы и результаты по четвертой главе
Заключение.
Список используемых источников


Ось створа совпадает с линией, являющейся продолжением высоты треугольника. При использовании прицельного створа судоводитель должен задний знак створа держать точно посредине между двумя передними. При использовании щелевого створа задний знак должен удерживаться в промежутке между двумя передними. Прицельные и щелевые створы не имеют преимуществ перед линейными створами и поэтому не нашли широкого применения. Лучевым створом называется створ, образованный лучом прожектора, направленным вдоль оси фарватера под небольшим углом к горизонту. Принцип использования лучевого створа основан на способности глаза обнаруживать отклонение луча прожектора при сходе от вертикали оси створа. Лучевые створы большого распространения не получили. Лазерные створы получили несколько вариантов конструкций и будут описаны ниже. Зрительные средства навигационного оборудования имеют широкий спектр конструктивных решений, определяемых навигационными задачами и применяемыми источниками света. В большинстве зрительных средств навигации в настоящее время используются различные типы электрических ламп. В зрительных навигационных системах лампы могут использоваться в сочетании с различными типами оптических систем, светофильтров и модуляторов, формирующих световые, цветовые, временные и геометрические характеристики создаваемых световых полей . В системах зрительной навигации наряду с лампами накаливания нашли применение различные типы люминесцентных ламп. Преимуществом их является в несколько раз большая световая отдача. Основным недостатком является величина габаритов тел свечения. Развитие в последнее десятилетие техники изготовления полупроводниковых суперярких светодиодов позволило использовать их в системах зрительной навигации. Суперяркие светодиоды отличает высокая световая отдача, широкий диапазон длин волн, малые габаритные размеры, высокий КПД, большой срок службы, надежность. Использование их в светосигнальном оборудовании не требует применения светофильтров. ПОЛЯМИ. Первое сообщение о применении лазеров в зрительной навигации появилось в году . В Австралии были проведены испытания лазерного маяка в Кливленде для прохода судов в порт Карумба. В году австралийской фирмой i лазерный маяк был запатентован . В качестве источника света в нем был использован лазер X 0 нм с двойной разрядной трубкой в случае отказа одной автоматически включалась вторая. Лазерный маяк обеспечивал дальность видимости до миль, мог работать без обслуживания в течение 5 лет. Потребляемая мощность составляла 0 Вт. В отечественной литературе первые сообщения об использовании лазеров в средствах навигации относятся к годам , . В Институте оптики атмосферы Академии наук СССР, позднее в специальном конструкторском бюро научного приборостроения Оптика Академии Наук СССР разработали двух и трхточечные варианты лазерного визуального навигационного створа 1, 2 и провели натурные испытания в морском порту Одессы при участии Министерства морского флота и Черноморского морского пароходства. Ниже приведены наиболее характерные лазерные навигационные устройства п элементы их конструкции, по которым можно судить о достоинствах н недостатках применения лазерных источников излучения для решения задач зрительной навигации. Конструкции лазерных маяков, обеспечивающих визуальную ориентацию по прямому излучению, предусматривают применение механических модуляторов отечественный маяк ЛСУ, е годы и маяки фирмы v , г. Разработаны маяки, обеспечивающие визуальную ориентацию по рассеянному атмосферой излучению коллимированных лазерных пучков система Глиссада в порту СанктПетербурга, формирующая три наклонных лазерных луча, начало х лучевой створ центра береговой охраны США, Громан, г. Лазерные системы зрительной навигации решили проблему повышения точности ориентации от десятков до единиц метров, в зависимости от удаления судна. При этом, выявлены недостатки, присущие разработанным лазерным зрительным навигационным системам, вне зависимости от применяемых типов лазеров газоразрядных, твердотельных, ннжекцпонных и др.