Устройство для измерения интегральной скорости течения

Устройство для измерения интегральной скорости течения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ в вид автономиой буйковой станции, содержащее связанные тросом поверхностную и притопленную плавучести, к ко торым на границах исследуемого слоя прикреплены связанные кабелем конте неры с .установленными в них гидроак стйческими преобразователями, компа сами, импульсными генераторами и, приемниками, измерительным акустическим преобразователем,коммутатором и магнитньм регистратором, о т л ич я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно .введены измерители гидростатического давления, блок синхронизации с тремя входами и програьмиое устройство, при.этом измерит тели гидростатического давления подключены через коммутатор к первому входу блока синхронизации, второй и третий входы которого соединены с выходом измерительного акустическогб преобразователя, выход блока , синхронизации соединен с. входом маг- { нитного регистратора, а программное устройство подключено между выходом измерительного акустического преобразователя и входом коммутатора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

И511 G 01 P 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2926562/18-10 (22) 20 ° 05.80 (46) 07 ° 04.84. Бюл. В 13 (72), В;М.Кушнир (71) Морской гидрс фиэический институт АН УССР (53) 531.7:621.317.39.(088 ° 8) (56) 1. Патент ФРГ В .2351290, . кл. С 01 Р 5/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 690392, кл. С 01 P 5/08, 1978 (прототип). (54.)(57) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ИНТЕГРАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ в виде автономной буйковой станции, содержащее связанные тросом поверхност- ную и притопленную плавучести, к которым на границах исследуемого слоя прикреплены связанные кабелем контейнеры с установленными в них гидроакустнческими преобразователями,: компаФ сами, импульсными генераторами и приемниками, измерительным акустиче- ским преобразователем,"коммутатором и магнитным регистратором, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повиаення точности йэмерения, в него дополнительно .введены измерители гидростатического давления, блок синхронизации с тремя входами .и програьеаное устройство| при этом измери-. тели гидростатического давления подключены через коммутатор к первому входу блока синхронизации, второй и третий входы которого соединены с выходом измерительного акустического преобразователя, выход блока синхронизации соединен с.входом маг- 4 нитного регистратора, а программное устройство подключено между выходом измерительного акустического преобразователя и входом коммутатора.

1084683

Изобретение относится к технике измерения скорости..теку .их сред и может быть использовано для измере. ия интегральной скорости течения в верхнем квазиоднородном слое океана при проведении океанографических исс,ледований.

Известны ультразвуковые измерители скорости потока, основанные на встречном излучении акустических импульсов с последующей регистрацией времени прохождения этих импульсов и вычислении скорости течения 1.

Недостатком измерителей является невысокая точность, обусловленная тем, что измерения скорости осуще- 15 ствляются эа один цикл излучения и приема акустических сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель скорости течений при по- 2р мощи автономных буйковых станций с установленными на заданных горизонтах акустическими измерителями течений, содержащий связанные тросом поверхностную и притопленную плаву- 25 чести, акустические измерители скорости течений, к которым на границах исследуемого слоя прикреплены связанные кабелем контейнеры с установленными в них гидроакустическими преобразователями, импульсными генераторами и приемниками, измерительным акустическим преобразователем, компасами, коммутатором и магнитным регистратором .f2) .

Недостатком измерителя является невысокая точность, обусловленная тем,что осреднение скорости течения по слою производится по данным измерений в ограниченном числе точек, причем на показания измерителей ско- 4 3 рости в значительной мере влияют собственные перемещения плавучести буйковой станции и поддерживающего буйрепа, которые при данном измерении не контролируются. 45

Цель изобретения — повышение точности измерения интегральной скорости течения в верхнем квазиоднородном слое океана.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, которое выполнено в виде автономной буйковой станции, содержащей связанные тросом поверхностную и притопленную плавучести, к которым на границах иссле- 55 дуемого слоя прикреплены связанные кабелем контейнеры с установленными в них гидроакустическими преобразователями, компасами, импульсными генераторами и приемниками, иэмери- 60 тельным акустическим преобразователем, коммутатором и магнитным регистратором, дополнительно введены измерители гидростатического давления, блок синхронизации с тремя входами и программное устройство, лри этом измерители гидростатического давления подключены через, коммутатор к первому входу блока синхронизации, второй и третий входы которого соединены с выходом измерительного акустического преобразователя, выход блока синхронизаци.. соединен с входом магнитного регистратора, а программное устройство подключено между выходом измерительного акустического преобразователя и входом коммутатора.

На фиг. 1 изображен интегральный измеритель скорости течения, общий вид; на фиг. 2 — схема расположения измерительных преобразователей в исследуемом слое; на фиг. 3 — схема соединений элементов измерителя.

Интегральный измеритель скорости течения используется на буйковой постановке, содержащей поверхностную 1 фиг. 1) и притопленную 2 плавучести, соединенные между собой тросом 3. К тросу на кронштейнах 4 и 5 крепятся кронштейны б и 7 измерителя скорости, соединенные между

Собой кабелем 8. На каждом из этих контейнеров установлены гидроакустические преобразователи 9 и 10 и флюгеры 11 и 12, соединенные посредством магнитных муфт с потенциомет-, рами.

Схема соединений элементов измерителя (фиг. 3) состоит из двух частей, размещенных в контейнерах б и 7. В контейнере б находится измеритель 13 гидростатического давления, компас 14, лотенциометрический измерительный преобразователь 15 флюгера 11, импульсный генератор 16, приемник 17, соединенные с гидроакустическим преобразователем 9. В контейнере 7 расположены измеритель 18 гидростатического давления, компас

19, потенциометрический измерительный преобразователь 20 флюгера 12, импульсный генератор 21 и приемник

22, соединенные с гидроакустическим преобразователем 10, коммутатор 23 каналов, выход которого соединен co" входом аналого-цифрового преобразователя 24.

Выход аналого-цифрового преобразователя 24 соединен с первым входом блока 25 синхронизации, к второму и третьему входам которого подключены первый и второй выходы измерительного акустического преобразователя 26, а к четвертому входу подключен первый выход программного устройства 27, второй выход которого соединен с синхронизирующим входом коммутатора 23. Информационный выход блока 25 синхронизации подключен к магнитному регистратору 28. Кабель 8 содержит. 5 линий, причем первые две из них соединяют выход приемника 17 и вход ге1084683 нератора 16 с измерительным акустическим преобразователем 26, остальные три линии соединяют выходы измерителя 13 гидростатического давления, компаса 14 и потенциометрического преобразователя флюгера 15 с входами коммутатора 23.

Интегральный измеритель скорости течения работает следующим образом.

Программное устройство 27 через заданные промежутки времени форми- 10 рует импульсы опроса коммутатора 23 каналов и запуска измерительного акустического преобразователя. При этом коммутатор 23 каналов последовательно подключает выходы измерите- 15 лей 13 и 18 гидростатического давления компасов 14 и 19, потенциометрических преобразователей 15 и 20 флюгеров к входу аналого-цифрового преобразователя 24. 20

Сформированные аналого-цифровым преобразователем 24 слова последовательного двоичного кода через блок 25 синхронизации подаются на вход маг- нитного регистратора 28. Импульсы эа-2с пуска измерительного акустического преобразователя 26 через кабель 8 запускают импульсный генератор 16, и на выходе гидроакустического преобразователя 9 формируются акустические импульсы, распространяющиеся в направлении гидроакустического преобразователя 10 ° Одновременно им.— пульсы запуска через задержку време.ни Т, равную примерно половине вре- мени прохождения акустическим сигна- З5 лом расстояния Ь(фиг. 2), запускают импульсный генератор 21, что приводит к возбуждению акустического импульсного сигнала, распространяющегося в направлении гидроакустиче- 40 ского преобразователя 9. Когда распространяющиеся навстречу друг другу акустические импульсные сигналы достигают гидроакустических преобразователей 9 и 10, они преоб- 45 разуются в электрические импульсы, усиливаются и формируются приемниками 17 и 22, причем импульс с выхода приемника 17 через кабель 8 и логические схемы преобразователя 26 произвОдит повторный запуск импульсного генератора 21, а импульс с в.:— хода приемника 22 через преобразователь 26 и кабель 8 запускает импульс-. ныи генератор 16. Встречное излучение акустических сигналов и гидроакустических преобразователей 9 и 10 производится заданное число раэ Я

При этом в измерительном акустическом преобразователе 26 формируются интервалы времени Т и Т,равные соответственно суммам отрезков времени прохождения акустического сигнала между гидроакустическими преобразователями 9-10 и 10-9. Эти интервалы времени в виде слов последовательного двоичного кода поступают через блок 25 синхронизации на вход магнитного регистратора 28.

Таким образом, вследствие объединения запускающего входа акустического измерительного преобразователя 26 с управляющим входом коммутатора 23 через программное устройство 27 в цикле регистрируются гидростатическое давление на уровнях гидроакустических преобразователей 9 и 10 и интерваЛы времени Т1 и Т прохождения заданное число раз М акустических импульсов между гидроакустическими преобразователями 9-10 и 10-9.

При отсутствии измерителей гидростатического давления, выходы которых через коммутатор и программное устройство соединены с запускающим входом гидроакустического измерительного преобразователя, вертикальные неконтролируемые перемещения гидроакустических преобразователей могут достигать нескольких метров, и тогда относительная погрешность измерения скорости достигает большой

I величины.

Дополнительное включение в схему измерителя интегральной скорости течения в заданном слое глубин двух измерителей гидростатического давления, выходы которых через коммутатор и программное устройство соединены с запускающим входом измерительного акустического преобразователя, позволяет в 4 раза повысить точность измерения.

1084683

Жм

Составитель Л.Мариан редакто С. Юско Техред Т.Иаточка КОРРектоР Г.Решетник

Заказ 1988/38 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ,Государственного комитета СССР ,пр делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4