[go: up one dir, main page]

RU2338157C1 - Magnet compass - Google Patents

Magnet compass Download PDF

Info

Publication number
RU2338157C1
RU2338157C1 RU2007113602/28A RU2007113602A RU2338157C1 RU 2338157 C1 RU2338157 C1 RU 2338157C1 RU 2007113602/28 A RU2007113602/28 A RU 2007113602/28A RU 2007113602 A RU2007113602 A RU 2007113602A RU 2338157 C1 RU2338157 C1 RU 2338157C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
binnacle
radial
symmetry
magnetic
compass
Prior art date
Application number
RU2007113602/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Александрович Кардашинский-Брауде (RU)
Леонид Александрович Кардашинский-Брауде
Валерий Николаевич Пугачев (RU)
Валерий Николаевич Пугачев
Владилен Федорович Шорохов (RU)
Владилен Федорович Шорохов
Евгений Константинович Юлпатов (RU)
Евгений Константинович Юлпатов
Original Assignee
ОАО (открытое акционерное общество) "Штурманские приборы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО (открытое акционерное общество) "Штурманские приборы" filed Critical ОАО (открытое акционерное общество) "Штурманские приборы"
Priority to RU2007113602/28A priority Critical patent/RU2338157C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2338157C1 publication Critical patent/RU2338157C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: physics, measurement.
SUBSTANCE: invention concerns navigation instrument industry and can be applied in visual and remote magnet compasses for vessels. Object of invention is compass including sensitive magnet element, binnacle and quarter deviation compensator in the form of flat soft magnetic steel plate. Plate sets are fixed on binnacle at the planes parallel to binnacle base, symmetric to lengthwise symmetry plane of binnacle. Plate sets are cross-shaped and include rectangle parts radial and tangential to binnacle. Symmetry axes of radial and tangential set parts are perpendicular. Symmetry axis of radial part is perpendicular to lengthwise symmetry plane of binnacle and passes through vertical symmetry axis of binnacle. Length to width ratios of radial and tangential set parts are equal. Radial and tangential part length ratios defined by inequation R2(R2+l2)3/2≤(R2+2l12)(R2+l12)3/2, where R is distance between vertical symmetry axis of binnacle and vertical symmetry axis of plate set, l is a half of radial part length in a plate set; l1 is a half of tangential part length in a plate set.
EFFECT: reduced heading indication error.
5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области навигационного приборостроения и может быть использовано в визуальных и дистанционных магнитный компасах для судов и кораблей, имеющих магнитную систему чувствительного элемента в виде системы стрелок или монолитного кольцевого магнита, и содержит безындукционный компенсатор четвертной девиации, увеличивающий коэффициент λ, характеризующий магнитные условия работы компаса на судне (корабле).The present invention relates to the field of navigation instrumentation and can be used in visual and remote magnetic compasses for ships and ships having a magnetic sensor system in the form of a system of arrows or a monolithic ring magnet, and contains a non-induction quarter-deviation compensator that increases the coefficient λ characterizing magnetic conditions compass work on a ship.

Известен магнитный компас, описанный в книге «Девиация магнитного компаса» (В.П.Кожухов, В.В.Воронов, В.В.Григорьев, Л.: Морской транспорт, 1960 г., стр.198-199, рис.69, стр.207-209).The known magnetic compass described in the book “Deviation of the magnetic compass” (V.P. Kozhukhov, V.V. Voronov, V.V. Grigoriev, L .: Sea transport, 1960, pp. 198-199, Fig. 69 pg. 207-209).

Компас содержит магнитный чувствительный элемент, нактоуз-корпус. В верхней части нактоуза компаса справа и слева от его продольной плоскости симметрии ОХ по касательной к нактоузу размещены продольные бруски мягкого (магнитомягкого) железа, образующие компенсатор четвертной девиации. Бруски установлены параллельно продольной плоскости ОХ (рис.69).The compass contains a magnetic sensing element, a binnacle case. In the upper part of the compass binnacle, to the right and left of its longitudinal plane of OX symmetry along the tangent to the binnacle are longitudinal bars of soft (magnetically soft) iron forming a quarter deviation compensator. The bars are installed parallel to the longitudinal plane OX (Fig. 69).

Основными недостатками компаса являютсяThe main disadvantages of the compass are

1. Продольные бруски мягкого железа (см. стр.207-209) уменьшают суммарный коэффициент λ, характеризующий магнитные условия в месте размещения компаса1. Longitudinal bars of soft iron (see pages 207-209) reduce the total coefficient λ, which characterizes the magnetic conditions at the location of the compass

Figure 00000002
Figure 00000002

обусловленные совместным влиянием судового мягкого железа - коэффициент λ0 и брусками компенсатора четвертной девиации - коэффициент λ1, при этом λ<λ0, поскольку λ1<1.due to the combined influence of ship's soft iron - coefficient λ 0 and bars of the compensator of the quarter deviation - coefficient λ 1 , with λ <λ 0 , since λ 1 <1.

2. Бруски компенсатора четвертной девиации, расположенные на нактоузе компаса вблизи его магнитного чувствительного элемента, помимо намагниченности, обусловленной магнитным полем Земли, дополнительно намагничиваются магнитным полем магнитного чувствительного элемента компаса и, в свою очередь, воздействуют на магнитный чувствительный элемент, вызывая погрешность курсоуказания - девиацию от индукции (см. стр.210-215, рис.76).2. The bars of the compensator of the quarter deviation located on the binnacle of the compass near its magnetic sensitive element, in addition to magnetization due to the magnetic field of the Earth, are additionally magnetized by the magnetic field of the magnetic sensitive element of the compass and, in turn, act on the magnetic sensitive element, causing a course error - deviation from induction (see p. 210-215, Fig. 76).

Известны магнитные компасы, содержащие магнитный чувствительный элемент- картушку (размещенную в штатном котелке компаса), нактоуз, компенсатор четвертной девиации в виде набора продольных брусков магнитомягкого железа и поперечно установленные индукционные пластины, изготовленные из мягкого железа и размещенные внутри нактоуза под котелком компаса. Индукционные пластины обеспечивают уничтожение девиации от индукции. Компасы рассмотрены в книге «Девиация магнитного компаса», стр.215-221.Magnetic compasses are known containing a magnetic sensitive element — a card (placed in a standard compass pot), binnacle, a quarter deviation compensator in the form of a set of longitudinal bars of soft magnetic iron and transversely mounted induction plates made of soft iron and placed inside the binnacle under the compass kettle. Induction plates provide the destruction of deviation from induction. Compasses are discussed in the book “Deviation of a Magnetic Compass,” pp. 215-221.

Недостатками таких компасов являютсяThe disadvantages of such compasses are

1. Уменьшение коэффициента λ за счет использования компенсатора четвертной девиации в виде наборов продольных брусков, расположенных параллельно продольной оси симметрии компаса.1. A decrease in the coefficient λ due to the use of a quarter-deviation compensator in the form of sets of longitudinal bars located parallel to the longitudinal axis of symmetry of the compass.

2. Трудоемкость работ по уничтожению девиации от индукции при помощи индукционных пластин, выполнение которых требует большого навыка. Работы включают в себя следующее:2. The complexity of the work to destroy the deviation from induction using induction plates, the implementation of which requires a lot of skill. The works include the following:

- демонтаж компаса (или его верхней части) со штатного места на судне (корабле) и размещение его на специальном поворотном основании на берегу;- dismantling the compass (or its upper part) from its regular position on the ship (ship) and placing it on a special turning base on the shore;

- последовательное (поэтапное) выполнение специальных работ и расчетов для подбора брусков компенсатора четвертной девиации соответствующих размеров и их установку на компасе вместе с индукционными пластинами;- sequential (phased) performance of special work and calculations for the selection of bars of the compensator of the quarter deviation of appropriate sizes and their installation on the compass along with induction plates;

- перемещение компаса (или его верхней части), с закрепленными брусками и индукционными пластинами, на судно (корабль) и установку его на штатное место (см. стр.217-221).- moving the compass (or its upper part), with the bars and induction plates fixed, onto the ship (ship) and installing it in a regular place (see pages 217-221).

Известны магнитные компасы, снабженные безындукционными компенсаторами четвертной девиации, рассмотренные в книге «Девиация магнитного компаса», стр.221-225. Такой компас содержит магнитный чувствительный элемент, нактоуз, безындукционный компенсатор четвертной девиации в виде брусков магнитомягкого железа, которые установлены в кронштейнах по бокам шейки нактоуза (см. стр.224).Known magnetic compasses equipped with non-induction compensators of the quarter deviation, considered in the book "Deviation of the magnetic compass", pp. 212-225. Such a compass contains a magnetic sensing element, binnacle, a non-inductive compensator for quarter deviation in the form of soft magnetic bars, which are installed in brackets on the sides of the neck of the binnacle (see page 224).

Безындукционность компенсатора обеспечена соотношением размеров бруска и определяется его относительной длинойThe inductionlessness of the compensator is ensured by the ratio of the dimensions of the bar and is determined by its relative length

Figure 00000003
Figure 00000003

где l - длина бруска;where l is the length of the bar;

d - диаметр бруска.d is the diameter of the bar.

Величина Λ, при которой брусок становится безындукционным, зависит от объема бруска, его удаления от центра симметрии магнитного чувствительного элемента и магнитной восприимчивости материала. Точное значение Λ для любого объема бруска находится экспериментально.The value of Λ, at which the bar becomes non-induction, depends on the volume of the bar, its distance from the center of symmetry of the magnetic sensitive element and the magnetic susceptibility of the material. The exact value of Λ for any volume of the bar is found experimentally.

Уничтожение четвертной девиации с помощью безындукционных брусков значительно упрощается, так как вся работа может быть выполнена на судне (корабле) и отпадает необходимость свозить компас на берег для подбора индукционных пластин.The elimination of the quarter deviation using non-induction bars is greatly simplified, since all work can be performed on the ship (ship) and there is no need to take the compass ashore to select induction plates.

Однако существенными недостатками рассмотренного компаса являются:However, significant disadvantages of the considered compass are:

1. Необходимость изготовления и комплектования компаса комплектом брусков (из 5-6 пар) различного объема, имеющих отличающиеся размеры (см. стр.223).1. The need to manufacture and equip the compass with a set of bars (from 5-6 pairs) of various volumes, having different sizes (see page 223).

2. Использование продольных брусков компенсатора четвертной девиации, что уменьшает коэффициент λ, так как λ1<1.2. The use of longitudinal bars of the compensator of the quarter deviation, which reduces the coefficient λ, since λ 1 <1.

В настоящее время в отечественных и зарубежных магнитных компасах используются безындукционные компенсаторы четвертной девиации в форме комплекта тонких прямоугольных пластин, имеющих относительную длинуAt present, in the domestic and foreign magnetic compasses, non-induction quarter-deviation compensators are used in the form of a set of thin rectangular plates having a relative length

Figure 00000004
Figure 00000004

где l - длина пластины;where l is the length of the plate;

b - ширина пластины,b is the width of the plate,

см. книгу Воронов В.В., Григорьев В.В., Яловенко А.В. «Магнитные компасы. Теория, конструкция и девиационные работы. Учебное пособие», СПб.: Элмор, 2004 г, стр.85-87, рис.43, 44 и 45.see the book Voronov V.V., Grigoriev V.V., Yalovenko A.V. “Magnetic compasses. Theory, construction and deviation works. Textbook ", St. Petersburg: Elmore, 2004, pp. 85-87, Fig. 43, 44 and 45.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является магнитный компас, рассмотренный в книге «Магнитные компасы», стр.87, рис.45. - отечественный магнитный компас КМ 145-прототип.Closest to the proposed invention in technical essence is a magnetic compass, discussed in the book "Magnetic compasses", p. 87, Fig. 45. - domestic magnetic compass KM 145-prototype.

Компас подробно описан также в «Компас КМ 145 техническое описание и инструкция по эксплуатации КБ0.115.071 ТО», стр.19, 20, 23, рис.1, позиция 4.The compass is also described in detail in Compass KM 145 Technical Description and Operating Instructions KB0.115.071 TO, p. 19, 20, 23, Fig. 1, position 4.

Компас содержит магнитный чувствительный элемент, нактоуз-корпус, безындукционный компенсатор четвертной девиации в виде комплекта из 16 пластин, которые установлены в двух пеналах, по 8 пластин с каждой стороны нактоуза, по касательной к нактоузу (см. книгу «Магнитные компасы», стр.87, рис.45), при этом продольная ось симметрии пластин параллельна продольной оси симметрии компаса - его нактоуза, то есть наборы пластин являются продольными.The compass contains a magnetic sensing element, a binnacle case, a non-induction quarter-deviation compensator in the form of a set of 16 plates that are installed in two cases, 8 plates on each side of the binnacle, tangential to the binnacle (see the book “Magnetic compasses”, page 87, Fig. 45), while the longitudinal axis of symmetry of the plates is parallel to the longitudinal axis of symmetry of the compass - its binnacle, that is, the sets of plates are longitudinal.

Основным недостатком компаса-прототипа является использование в безындукционном компенсаторе четвертной девиации продольных магнитомягких пластин, что приводит к уменьшению суммарного коэффициента λ, то есть уменьшает напряженность горизонтальной составляющей магнитного поля Земли в месте размещения компаса, создавая предпосылки для увеличения погрешности его курсоуказания.The main disadvantage of the prototype compass is the use of longitudinal deviation of magnetically soft plates in the non-inductive compensator of the quarter deviation, which leads to a decrease in the total coefficient λ, that is, it reduces the horizontal component of the Earth’s magnetic field at the compass location, creating prerequisites for increasing the error of its direction indication.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение значения суммарного коэффициента λ, характеризующего магнитные условия в месте размещения магнитного компаса, и, соответственно, уменьшение погрешности курсоуказания компаса при сохранении безындукционности и компенсации четвертной девиации компаса.The main task to which the invention is directed is to increase the value of the total coefficient λ characterizing the magnetic conditions at the location of the magnetic compass, and, accordingly, reduce the compass heading error while maintaining non-inductance and compensate for the quarter deviation of the compass.

Для решения указанной задачи в магнитном компасе, содержащем магнитный чувствительный элемент, нактоуз и компенсатор четвертной девиации в виде наборов плоских стальных магнитомягких пластин, закрепленных на нактоузе и размещенных в плоскостях, параллельных основанию нактоуза, симметрично относительно продольной плоскости симметрии нактоуза, наборы пластин имеют крестообразную форму и содержат радиальную и касательную к нактоузу прямоугольные части, при этом оси симметрии радиальной и касательной частей наборов пластин взаимно перпендикулярны, ось симметрии радиальной части перпендикулярна продольной плоскости симметрии нактоуза и проходит через его вертикальную ось симметрии; отношение длины к ширине радиальной и касательной частей наборов пластин равны, а соотношение длин радиальной и касательной частей определяется неравенствомTo solve this problem, in a magnetic compass containing a magnetic sensitive element, binnacle and a quarter deviation compensator in the form of sets of flat magnetically soft steel plates mounted on the binnacle and placed in planes parallel to the base of the binnacle, symmetrically with respect to the longitudinal plane of symmetry of the binnacle, the plate sets are cross-shaped and contain the rectangular parts radial and tangent to the binnacle, while the axis of symmetry of the radial and tangent parts of the plate sets are not mutually are perpendicular, the symmetry axis is perpendicular to the radial part of the longitudinal plane of symmetry of the binnacle and passes through its vertical axis of symmetry; the ratio of the length to the width of the radial and tangent parts of the plate sets is equal, and the ratio of the lengths of the radial and tangent parts is determined by the inequality

R2(R2+l2)3/2≤(R2+2l12)(R2+l12)3/2,R 2 (R 2 + l 2 ) 3/2 ≤ (R 2 + 2l 1 2 ) (R 2 + l 1 2 ) 3/2 ,

где R - расстояние между вертикальной осью симметрии нактоуза, проходящей через центр симметрии чувствительного элемента компаса, и вертикальной осью симметрии набора пластин, проходящей через центр симметрии радиальной и касательной частей набора пластин;where R is the distance between the vertical axis of symmetry of the binnacle passing through the center of symmetry of the sensing element of the compass and the vertical axis of symmetry of the set of plates passing through the center of symmetry of the radial and tangent parts of the set of plates;

l - половина длины радиальной части набора пластин;l is half the length of the radial part of the set of plates;

l1 - половина длины касательной части набора пластин.l 1 - half the length of the tangent part of the set of plates.

Предлагаемый компас представлен на фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6.The proposed compass is presented in figure 1, 2, 3, 4, 5, 6.

На фиг.1 изображен общий вид магнитного компаса с безындукционным компенсатором четвертной девиации в разрезе.Figure 1 shows a General view of a magnetic compass with a non-induction compensator of a quarter deviation in a section.

На фиг.2 представлен магнитный компас с безындукционным компенсатором четвертной девиации вид сверху.Figure 2 presents a magnetic compass with a non-induction compensator quarter deviation top view.

На фиг.3 представлен набор плоских стальных магнитомягких пластин безындукционного компенсатора четвертной девиации вид сверху.Figure 3 presents a set of flat steel soft magnetic plates of a non-induction compensator of a quarter deviation top view.

На фиг.4 представлены проекции напряженности магнитного поля, создаваемого намагничением радиальной части крестообразной пластины полем магнитного чувствительного элемента на ось, перпендикулярную к магнитному меридиану, в центре магнитного чувствительного элемента.Figure 4 presents the projection of the magnetic field created by the magnetization of the radial part of the cross-shaped plate by the field of the magnetic sensor on the axis perpendicular to the magnetic meridian in the center of the magnetic sensor.

На фиг.5 представлены проекции напряженности магнитного поля, создаваемого намагничением касательной части крестообразной пластины полем магнитного чувствительного элемента на ось, перпендикулярную к магнитному меридиану, в центре магнитного чувствительного элемента.Figure 5 presents the projection of the magnetic field created by the magnetization of the tangent of the cross-shaped plate by the field of the magnetic sensor on the axis perpendicular to the magnetic meridian in the center of the magnetic sensor.

На фиг.6 представлены проекции напряженности магнитного поля, создаваемого намагничением радиальной и касательной частей крестообразной пластины полем магнитного чувствительного элемента на ось, перпендикулярную к магнитному меридиану, в центре магнитного чувствительного элемента, которые компенсируются.Figure 6 presents the projection of the magnetic field generated by the magnetization of the radial and tangent parts of the cross-shaped plate by the field of the magnetic sensor on the axis perpendicular to the magnetic meridian, in the center of the magnetic sensor, which are compensated.

Предлагаемый магнитный компас содержит (см. фиг.1) магнитный чувствительный элемент 1, размещенный на опорном устройстве внутри корпуса 2, заполненного демпфирующей жидкостью, нактоуз (корпус) 3 с колпаком 4 на кронштейнах 5, в верхней части нактоуза 3 закреплены наборы плоских стальных магнитомягких пластин 6 безындукционного компенсатора четвертной девиации. Наборы пластин размещены в плоскостях, параллельных основанию 7 нактоуза 3, симметрично относительно продольной плоскости симметрии нактоуза ХОХ.The proposed magnetic compass contains (see Fig. 1) a magnetic sensing element 1 located on a support device inside a housing 2 filled with damping fluid, a binnacle (housing) 3 with a cap 4 on the brackets 5, sets of flat soft magnetic steel are fixed in the upper part of the binnacle 3 plates 6 non-induction compensator quarter deviation. The sets of plates are placed in planes parallel to the base 7 of the binnacle 3, symmetrically with respect to the longitudinal plane of symmetry of the binnacle ХОХ.

Наборы пластин 6 (см. фиг.2) имеют крестообразную форму и содержат радиальную 8 и касательную 9 к нактоузу 3 прямоугольные части. Оси симметрии радиальной n1n1 (или n2n2) и касательной m1m1 (или m2m2) частей наборов пластин взаимно перпендикулярны. Ось симметрии n1n1 (или n2n2) радиальной части набора перпендикулярна продольной плоскости симметрии нактоуза ХОХ и проходит через его вертикальную ось симметрии, проходящую через центр симметрии 0 магнитного чувствительного элемента 1.The sets of plates 6 (see figure 2) are cross-shaped and contain a radial 8 and a tangent 9 to the binnacle 3 rectangular parts. The axis of symmetry of the radial n 1 n 1 (or n 2 n 2 ) and tangent m 1 m 1 (or m 2 m 2 ) parts of the plate sets are mutually perpendicular. The axis of symmetry n 1 n 1 (or n 2 n 2 ) of the radial part of the set is perpendicular to the longitudinal plane of symmetry of the XX binnacle and passes through its vertical axis of symmetry passing through the center of symmetry 0 of the magnetic sensor 1.

Отношение длины (см. фиг.3) радиальной части 8 набора 2l к ее ширине 2d и длины касательной части 9 набора 2l1 к ее ширине 2d1, определяется зависимостьюThe ratio of the length (see Fig. 3) of the radial part 8 of the set 2l to its width 2d and the length of the tangent part 9 of the set 2l 1 to its width 2d 1 is determined by the dependence

Figure 00000005
Figure 00000005

где l - половина длины радиальной части набора пластин;where l is half the length of the radial part of the set of plates;

d - половина ширины радиальной части набора пластин;d is half the width of the radial part of the set of plates;

l1 - половина длины касательной части набора пластин;l 1 - half the length of the tangent part of the set of plates;

d1 - половина ширины касательной части набора пластин.d 1 - half the width of the tangent part of the set of plates.

Соотношение длин радиальной и касательной частей набора пластин определяется неравенствомThe ratio of the radial and tangent lengths of the set of plates is determined by the inequality

Figure 00000006
Figure 00000006

где R - расстояние между вертикальной осью симметрии XX нактоуза 3 (см. фиг.1), проходящей через центр симметрии 0 чувствительного элемента 1 компаса, и вертикальной осью симметрии набора пластин A1A1 (или А2А2), проходящей через совмещенный центр симметрии P1 (или Р2) радиальной и касательной частей набора пластин 6.where R is the distance between the vertical axis of symmetry XX of the binnacle 3 (see Fig. 1) passing through the center of symmetry 0 of the compass sensing element 1 and the vertical axis of symmetry of the set of plates A 1 A 1 (or A 2 A 2 ) passing through the aligned the center of symmetry P 1 (or P 2 ) of the radial and tangent parts of the set of plates 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Известно, что на любом современном судне (корабле), корпус и надстройки которого выполнены из стали, имеет место ослабление магнитного поля Земли из-за экранирующего действия стальных элементов конструкций судна (корабля), см. книгу «Девиация магнитного компаса», стр.207-209.It is known that on any modern ship (ship), the hull and superstructures of which are made of steel, there is a weakening of the Earth’s magnetic field due to the shielding effect of the steel elements of the ship’s (ship) structures, see the book “Magnetic Compass Deviation”, p. 207 -209.

Ослабление Земного магнитного поля, в том числе его горизонтальной составляющей Н3, характеризуется коэффициентом λ0 (стр.208), величина которого может достигать значений до 0,8 - на крышах ходовых рубок в местах установки основных компасов; до 0,6 - внутри ходовых рубок в местах установки путевых компасов.The attenuation of the Earth’s magnetic field, including its horizontal component H 3 , is characterized by a coefficient λ 0 (p. 208), the value of which can reach values up to 0.8 - on the roofs of wheelhouses in the places where the main compasses are installed; up to 0.6 - inside the wheelhouse in places where track compasses are installed.

В отдельных случаях, на практике, величина λ0 может достигать значений еще меньших: 0,4-0,6 (стр.209). Таким образом, горизонтальная составляющая индукции (напряженности) судового (корабельного) магнитного поля может составлятьIn some cases, in practice, the value of λ 0 can reach even lower values: 0.4-0.6 (p. 209). Thus, the horizontal component of the induction (intensity) of the ship (ship) magnetic field can be

Figure 00000007
Figure 00000007

то есть индукция магнитного поля Земли в месте размещения компаса на судне (корабле), приводящая его чувствительный элемент в плоскость магнитного меридиана, может уменьшаться, соответственно, на (60÷20)%, что обуславливает увеличение погрешности курсоуказания компаса.that is, the induction of the Earth’s magnetic field at the compass’s location on the vessel (ship), bringing its sensitive element to the plane of the magnetic meridian, can decrease, respectively, by (60 ÷ 20)%, which leads to an increase in the compass heading error.

Одновременно, широко используемые в настоящее время в составе визуальных и дистанционных магнитных компасов как отечественных, так и зарубежных безындукционные компенсаторы четвертной девиации в виде набора продольных прямоугольных стальных магнитомягких пластин (см. книгу «Магнитные компасы», стр.86), в свою очередь, дополнительно уменьшают магнитное поле Земли в области магнитного чувствительного элемента компаса на (10-15)%. Их коэффициент λ1<1,0.At the same time, nowadays widely used in the composition of visual and remote magnetic compasses of both domestic and foreign non-induction compensators of quarter deviation in the form of a set of longitudinal rectangular steel magnetically soft plates (see the book “Magnetic compasses”, p. 86), in turn, additionally reduce the Earth's magnetic field in the region of the magnetic sensing element of the compass by (10-15)%. Their coefficient is λ 1 <1.0.

В процессе полной циркуляции судна, то есть изменения его курса на 360°, стальные конструкции судна перемагничиваются под воздействием горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли. Вследствие этого, девиация - отклонение магнитной оси чувствительного элемента компаса от плоскости магнитного меридиана изменяется, причем амплитуды отклонений одинаковы, количество отклонений - четыре, а направления отклонений чередуются. Эти отклонения - четвертная девиация - компенсируются после установки на кронштейны 5 в верхней части нактоуза 3 наборов плоских стальных магнитомягких пластин, образующих наборы 6 крестообразной формы (см. фиг.1). Наборы 6 создают при воздействии на них горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли, ослабленной экранированием судовыми конструкциями, также четвертную девиацию с теми же амплитудами, но с противоположными знаками, тем самым уничтожая четвертную девиацию, вызванную перемагничиванием стальных конструкций судна. Крестообразная форма наборов пластин компенсатора обеспечивает усиление воздействия на чувствительный элемент компаса напряженности магнитного поля Земли за счет наличия радиальных частей пластин, направленных к магнитному чувствительному элементу компаса. Усиление осуществляется за счет преобладания воздействия на чувствительный элемент компаса поля радиальных частей над полем касательных частей при намагничении тех и других горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.In the process of complete circulation of the vessel, that is, a change in its course of 360 °, the steel structures of the vessel are magnetized by the influence of the horizontal component of the Earth’s magnetic field. As a result of this, the deviation — the deviation of the magnetic axis of the compass sensing element from the plane of the magnetic meridian — changes, and the deviation amplitudes are the same, the number of deviations is four, and the directions of deviations alternate. These deviations - the quarter deviation - are compensated after installing on the brackets 5 in the upper part of the binnacle 3 sets of flat steel soft magnetic plates forming sets 6 of a cross-shaped shape (see figure 1). Kits 6 create, when exposed to the horizontal component of the Earth's magnetic field, weakened by shielding by ship structures, also a quarter deviation with the same amplitudes, but with opposite signs, thereby destroying the quarter deviation caused by magnetization reversal of the steel structures of the vessel. The cross-shaped shape of the compensator plate sets provides increased exposure to the Earth’s magnetic field due to the presence of radial parts of the plates directed to the magnetic sensor of the compass. The amplification is due to the predominance of the effect on the sensitive element of the compass of the field of radial parts over the field of tangent parts during magnetization of the horizontal component of the Earth’s magnetic field.

В то же время, воздействие магнитного поля, создаваемого чувствительным элементом, на радиальные и касательные части пластин компенсатора не вызывает постоянную четвертную девиацию - девиацию от индукции, которая снижает точность показаний компаса при плаваниях с изменениями широты. Постоянная четвертная девиация от индукции компенсируется за счет одинаковых отношений длины к ширине радиальных и касательных частей пластин и определенного отношения их длин.At the same time, the effect of the magnetic field generated by the sensing element on the radial and tangent parts of the compensator plates does not cause a constant quarter deviation - the deviation from the induction, which reduces the accuracy of the compass when swimming with changes in latitude. The constant quarter deviation from the induction is compensated by the same ratios of the length to the width of the radial and tangent parts of the plates and a certain ratio of their lengths.

Наборы 6 могут состоять из цельных пластин крестообразной формы или могут быть набраны из чередующихся пластин прямоугольной формы с совмещением их центров симметрии.Kits 6 may consist of solid cross-shaped plates or may be composed of alternating rectangular plates with a combination of their centers of symmetry.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик магнитного компаса за счет:The proposed device in comparison with the prototype provides improved operational characteristics of the magnetic compass due to:

1) усиления радиальной частью набора пластин компенсатора четвертной девиации горизонтальной составляющей магнитного поля Земли, в зоне размещения магнитного чувствительного элемента компаса, ослабленной ее экранированием судовыми конструкциями и касательной частью набора пластин компенсатора;1) amplification by the radial part of the set of compensator plates of the quarter deviation of the horizontal component of the Earth’s magnetic field in the area of the magnetic sensitive element of the compass, weakened by its screening by ship structures and the tangent part of the set of plates of the compensator;

2) усиление горизонтальной составляющей магнитного поля Земли уменьшает погрешность курсоуказания компаса;2) strengthening the horizontal component of the Earth’s magnetic field reduces the compass heading error;

3) усиление горизонтальной составляющей магнитного поля позволит размещать компас в замкнутых помещениях судов, ограниченных стальными палубами и переборками, где компасы с существующими компенсаторами четвертной девиации имеют большие погрешности или теряют работоспособность.3) the strengthening of the horizontal component of the magnetic field will allow the compass to be placed in enclosed spaces of ships limited by steel decks and bulkheads, where compasses with existing quarter deviation compensators have large errors or lose their operability.

Теоретическое приложение к изобретению «Магнитный компас».Theoretical supplement to the invention “Magnetic compass”.

Для одновременного выполнения требования безындукционности и получения коэффициента λ1 компенсатора λ1≥1,0 к продольным прямоугольным пластинам, касательным к нактоузу, добавлены поперечные, направленные радиально.To meet the requirement of non-inductance at the same time and to obtain the coefficient λ 1 of the compensator λ 1 ≥1.0, transverse, radially directed, are added to the longitudinal rectangular plates tangent to the binnacle.

Составим выражение для проекций напряженности магнитного поля, создаваемого намагничением радиальной части 8 крестообразной пластины полем магнитного чувствительного элемента 1 на ось, перпендикулярную к магнитному меридиану NM, в центре 0 магнитного чувствительного элемента 1 (фиг.4).Let us compose an expression for the projections of the magnetic field created by the magnetization of the radial part 8 of the cross-shaped plate by the field of the magnetic sensor 1 on the axis perpendicular to the magnetic meridian N M , in the center 0 of the magnetic sensor 1 (Fig. 4).

Figure 00000008
Figure 00000008

где Hp1n, Hp2n - проекции напряженности, вызванной поперечной и продольной немагниченностями радиальной части пластины;where H p 1n , H p 2n - projection of the tension caused by the transverse and longitudinal non-magnetizations of the radial part of the plate;

æp1, æp2 - магнитная восприимчивость радиальной части пластины по продольной и поперечной осям соответственно;æ p 1 , æ p 2 - magnetic susceptibility of the radial part of the plate along the longitudinal and transverse axes, respectively;

Vp - объем радиальной части пластины;V p is the volume of the radial part of the plate;

θ - угол между продольной осью пластины и перпендикуляром к магнитному меридиану;θ is the angle between the longitudinal axis of the plate and the perpendicular to the magnetic meridian;

М - магнитный момент чувствительного элемента компаса;M is the magnetic moment of the sensing element of the compass;

φ - угол между вектором напряженности поля Н чувствительного элемента в центре пластины и продольной осью радиальной части пластины;φ is the angle between the field strength vector H of the sensing element in the center of the plate and the longitudinal axis of the radial part of the plate;

R - расстояние между центрами симметрии чувствительного элемента и радиальной части пластины;R is the distance between the centers of symmetry of the sensing element and the radial part of the plate;

l - половина длины радиальной части пластины.l is half the length of the radial part of the plate.

Составим аналогичное выражение для касательной части пластины 9 (фиг.5):We compose a similar expression for the tangent part of the plate 9 (figure 5):

Figure 00000009
Figure 00000009

где

Figure 00000010
и
Figure 00000011
проекции напряженности, вызванной продольной и поперечной намагниченностями касательной части пластины;Where
Figure 00000010
and
Figure 00000011
projection of tension caused by the longitudinal and transverse magnetizations of the tangent part of the plate;

Vk - объем касательной части пластины.V k is the volume of the tangent part of the plate.

Для безындукционности должно выполняться уравнение (фиг.6)For non-inductance, the equation must be satisfied (Fig.6)

Figure 00000012
Figure 00000012

Учитывая, что обе части пластины имеют одинаковую толщину, θ=45°, æp2<<æp1, æк2<<æk1, при æp1k1 получим, введя (7) и (8) в (9):Given that both parts of the plate have the same thickness, θ = 45 °, æ p 2 << æ p 1 , æ k 2 << æ k 1 , for æ p 1 = æ k 1 we obtain by introducing (7) and (8 ) at 9):

Figure 00000013
Figure 00000013

где d и d1 - половины ширины радиальной и касательной части пластины.where d and d 1 are half the width of the radial and tangent parts of the plate.

Кроме требования безындукционности существует требование λ1≥1,0, что может быть выражено неравенством:In addition to the requirement of non-inductance, there is a requirement λ 1 ≥1.0, which can be expressed by the inequality:

Figure 00000014
Figure 00000014

После сокращения (æp1k1) получимAfter reduction (æ p 1 = æ k 1 ) we obtain

Figure 00000015
Figure 00000015

Для одновременного выполнения условий (10) и (12)можно получить значение l1d1 из (10) и подставить его в (12). После преобразований получим неравенствоFor the simultaneous fulfillment of conditions (10) and (12), we can obtain the value l 1 d 1 from (10) and substitute it in (12). After the transformations, we obtain the inequality

Figure 00000016
Figure 00000016

Неравенство (13) приведено в формуле изобретения заявки на изобретение.Inequality (13) is given in the claims of the application for the invention.

ЛитератураLiterature

1. Кожухов В.П., Воронов В.В., Григорьев В.В. Девиация магнитного компаса. Л.: Морской транспорт, 1960 г, стр.198, 199, 207-221, 223, 224.1. Kozhukhov V.P., Voronov V.V., Grigoriev V.V. Deviation of a magnetic compass. L .: Maritime transport, 1960, p .98, 199, 207-221, 223, 224.

2. Воронов В.В., Григорьев В.В., Яловенко А.В. Магнитные компасы. Теория, конструкция и девиационные работы. Учебное пособие. СПб.: Элмор, 2004 г, стр.85, 86, 87.2. Voronov VV, Grigoryev VV, Yalovenko A.V. Magnetic compasses. Theory, construction and deviation works. Tutorial. St. Petersburg: Elmore, 2004, p. 85, 86, 87.

3. Компас КМ 145. Техническое описание и инструкция по эксплуатации КБ0.115.071 ТО, стр.19, 20, 23.3. Compass KM 145. Technical description and operating instructions for KB0.115.071 TO, p. 19, 20, 23.

Claims (1)

Магнитный компас, содержащий магнитный чувствительный элемент, нактоуз и компенсатор четвертной девиации в виде наборов плоских стальных магнитомягких пластин, закрепленных на нактоузе и размещенных в плоскостях, параллельных основанию нактоуза, симметрично относительно продольной плоскости симметрии нактоуза, отличающийся тем, что наборы пластин имеют крестообразную форму и содержат радиальную и касательную к нактоузу прямоугольные части, при этом оси симметрии радиальной и касательной частей наборов пластин взаимно перпендикулярны, ось симметрии радиальной части перпендикулярна продольной плоскости симметрии нактоуза и проходит через его вертикальную ось симметрии; отношение длины к ширине радиальной и касательной частей наборов пластин равны, а соотношение длин радиальной и касательной частей определяется неравенствомA magnetic compass containing a magnetic sensing element, binnacle and a quarter deviation compensator in the form of sets of flat steel soft magnetic plates mounted on the binnacle and placed in planes parallel to the base of the binnacle, symmetrically with respect to the longitudinal plane of symmetry of the binnacle, characterized in that the plate sets are cross-shaped and contain the rectangular parts radial and tangent to the binnacle, while the axis of symmetry of the radial and tangent parts of the plate sets are mutually perpendicular are equal, the axis of symmetry of the radial part is perpendicular to the longitudinal plane of symmetry of the binnacle and passes through its vertical axis of symmetry; the ratio of the length to the width of the radial and tangent parts of the plate sets is equal, and the ratio of the lengths of the radial and tangent parts is determined by the inequality R2(R2+l2)3/2≤(R2+2l12)(R2+l12)3/2,R 2 (R 2 + l 2 ) 3/2 ≤ (R 2 + 2l 1 2 ) (R 2 + l 1 2 ) 3/2 , где R - расстояние между вертикальной осью симметрии нактоуза, проходящей через центр симметрии чувствительного элемента компаса, и вертикальной осью симметрии набора пластин, проходящей через центр симметрии радиальной и касательной частей набора пластин;where R is the distance between the vertical axis of symmetry of the binnacle passing through the center of symmetry of the sensing element of the compass and the vertical axis of symmetry of the set of plates passing through the center of symmetry of the radial and tangent parts of the set of plates; l - половина длины радиальной части набора пластин;l is half the length of the radial part of the set of plates; l1 - половина длины касательной части набора пластин.l 1 - half the length of the tangent part of the set of plates.
RU2007113602/28A 2007-04-11 2007-04-11 Magnet compass RU2338157C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113602/28A RU2338157C1 (en) 2007-04-11 2007-04-11 Magnet compass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113602/28A RU2338157C1 (en) 2007-04-11 2007-04-11 Magnet compass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2338157C1 true RU2338157C1 (en) 2008-11-10

Family

ID=40230391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007113602/28A RU2338157C1 (en) 2007-04-11 2007-04-11 Magnet compass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2338157C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB172412A (en) * 1921-04-18 1921-12-15 Andrew Muir Fotheringhame A combined magnetic compass and dip indicator
US3832787A (en) * 1973-08-20 1974-09-03 Little Inc A Magnetic compass mounting
RU2098759C1 (en) * 1995-10-06 1997-12-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Корн" Visual magnetic compass-pickup
RU27951U1 (en) * 2002-11-04 2003-02-27 Открытое акционерное общество "Катав-Ивановский приборостроительный завод" MAGNETIC COMPASS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB172412A (en) * 1921-04-18 1921-12-15 Andrew Muir Fotheringhame A combined magnetic compass and dip indicator
US3832787A (en) * 1973-08-20 1974-09-03 Little Inc A Magnetic compass mounting
RU2098759C1 (en) * 1995-10-06 1997-12-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Корн" Visual magnetic compass-pickup
RU27951U1 (en) * 2002-11-04 2003-02-27 Открытое акционерное общество "Катав-Ивановский приборостроительный завод" MAGNETIC COMPASS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9797724B2 (en) Capsize risk level calculation system
RU2338157C1 (en) Magnet compass
Burger et al. Ship Stabilizers: A Handbook for Merchant Navy Officers
KR102741793B1 (en) Demagnetization and signal measurement device
RU2323413C1 (en) Magnetic compass
Merrifield Ship Magnetism and the Magnetic Compass: The Commonwealth and International Library of Science, Technology, Engineering and Liberal Studies: Navigation and Nautical Courses
Airy XIII. Account of experiments on iron-built ships, instituted for the purpose of discovering a correction for the deviation of the compass produced by the iron of the ships
SE533040C2 (en) Semi-submersible platform body to support drilling, storage, processing or production of offshore hydrocarbons
RU2239787C2 (en) Magnetic compass
RU1829578C (en) Method of determination of coordinates of location of mobile object
RU97107929A (en) METHOD FOR DETERMINING AZIMUTH, ANTI-ANGLED ANGLE, AND MAGNETIC TILT ANGLE
Nicol Ship Construction and Calculations: With Numerous Illustrations and Examples; for the Use of Officers of the Mercantile Marine, Ship Superintendents, Draughtsmen, Etc
Caridis Local Strength of Ship Structures
Putra et al. Effect Of Magnetic Guidance Error with The Movement Of The MV Chandra Kirana
Putra¹ et al. Effect Of Magnetic Guidance Error with The Movement
Marimón et al. Compass adjustment by GPS (or any other GNSS receiver) and a single visual reference
Katona et al. ADJUSTING THE MAGNETIC DEVIATION TABLE FOR MK 2000S COMPASS OUTFIT IN EDUCATIONAL PURPOSES
BETHESDA Handbook of magnetic compass adjustment
Barlow An Essay on Magnetic Attractions, and on the Laws of Terrestrial and Electro Magnetism: Comprising a Popular Course of Curious and Interesting Experiments and the Latter Subject, and an Easy Experimental Method of Correcting the Local Attraction of Vessels on the Compass in All Parts of the World
Johansen et al. Drilling Industry Manning and Licensing Training
Park et al. Development of efficient training material through danger analysis to various encounter types using training ship
Ullrich The chief rules for the treatment of Magnetic Compasses on board Ship
Evans et al. Admiralty manual for the deviations of the compass
Shoshin ELECTRONIC CHARTS: DEVELOPMENT OF THE MULTIPURPOSE MODEL FOR CROSS TRACK LIMIT DETERMINATION
Carr Jr Interaction of elastic Waves with Cylindrical Domains