Измеритель профиля скорости звука в жидкой среде

Измеритель профиля скорости звука в жидкой среде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

O П И С А Н И Е 958868

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл з (22) Заявлено 04.01.81 (21) 3230509/18-28

G 01 Н 5/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государстееииый комитет

СССР

Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34 (53) УДК 538.565..4 (088.8) по делам изобретеиий и открытий

Дата опубликования описания 25.09.82

А. Н. Парамонов, А. Ф. Иванов, В. Н. Колтаков и P. Н. боловьева

4 J

l,1

i.!

Морской гидрофизический институт АН Украинской.,ССР .- - .1. " - .

4-... (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПРОФИЛЯ СКОРОСТИ ЗВУКА В ЖИДКОЙ

СРЕДЕ

Изобретение относится к акустической технике, в частности к импульсным измерителям скорости распространения звука в жидкой среде, и может быть использовано для многократных стационарных измерений вертикального распределения скорости звука в естественных водоемах, океанах, морях и озерах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель профиля скорости звука в жидкой среде, 1о содержащий излучатель, приемник и отражатель акустических колебаний, установленные на фиксированном расстоянии друг от друга, и электрическую схему возбуждения и регистрации акустических колебаний, подключенную к излучателю и приемнику (1). 15

Недостатком этого устройства является усложенный процесс измерения, требующий использования дополнительного оборудования для подъема и спуска контейнера с аппаратурой, например гидрологической лебедки, которая устанавливается на поддерживающем судне и платформе. Это приводит к значительным эксплуатационным затратам, особенно при многократных измерениях профиля скорости звука.

Цель изобретения — упрощение процесса измерения профиля скорости звука в жидкой среде.

Указанная цель достигается тем, что в измерителе профиля скорости звука в жидкой среде, содержащем излучатель, приемник и отражатель акустических колебаний, установленные на фиксированном расстоянии друг от друга, и электрическую схему возбуждения и регистрации акустических колебаний, подключенную к излучателю и приеМнику, отражатель выполнен в виде ряда элементов, установленных неподвижно относительно друг друга вдоль направления распространения акустического колебания.

На фиг. 1 изображена блок-схема измерителя профиля скорости звука в жидкой среде; на фиг. 2 — вариант установки измерителя профиля скорости звука на трбсе; на фиг. 3 — то же, на ферме; на фиг. 4— вариант выполнения элементов отражателя различных геометрических размеров; на фиг. 5 — то же, для отражателя с различной пространственной ориентацией.

Измеритель профиля скорости звука в жидкой среде содержит излучатель 1, приемник 2 и отражатель 3 акустических колеба958868 ний, установленные на фиксированном расстоянии друг от друга, и электрическую схему 4 возбуждения и регистрации акустических колебаний, подключенную к излучателю 1 и приемнику 2. Отражатель 3 выполненный в виде ряда элементов 5, установленных неподвижно относительно друг друга вдоль направления распространения акустического колебания. Схема 4 вобуждения и регистрации акустических колебаний включает последовательно соединенные 10 блок 6 запуска и блокинг-генератор 7, подключенный к излучателю 1, усилитель 8, соединенный с выходом приемника 2, регистратор 9 и измеритель 10 временных интервалов, подключенный одним входом к выходу блока 6 запуска, другим — к вы15 ходу усилителя 8, а выходом — к регистратору 9. Контейнер 11, с размещенными в нем излучателем, приемником 2 и схемой

4 возбуждения и регистрации, соединен с тросом 12 с поплавком 13 или закреплен zp на ферме 14.

Измеритель профиля скорости звука в жидкой среде работает следующим образом.

Блок 6 запуска с заданной дискретностью вырабатывает импульс для запуска блокинг-генератора 7 и измерителя 10 временных интервалов. Акустический импульс излучается излучателем 1 в направлении элементов 5 отражателя 3. На приемник 2 зо поступают сигналы, которые, пройдя усилитель 8, поступают на второй вход измерителя 10 временных интервалов. Через временные интервалы t<, tz, ..., ti, ..., t> импульсы от излучателя 1 до элементов 5 отражателя 3 и обратно к приемнику 2 поступают на регистратор 9.

По зарегистрированному результату определяется средняя скорость звука в слое жидкости между любыми двумя отражателями по формуле где C; — средняя скорость звука в i-м слое;

С1, 1.; -расстояние,от излучателя 1 и при- 45 емника 2 до i-го и (i — 1)-го элементов 5 отражателя 3;

, ;, — время распространения ультразвукового импульса от излучателя 1 до i-го и (i — 1)-го элементов 5 отражателя 3 и к приемнику 2. 5О

Профиль скорости звука С(1) определяется, например, по формуле C(E) = а, +

+ а Я+ а2(. + ". + an- где ь расстояние от излучателя 1 и приемника 2 до отражателя-3; а.„а .. а„t — постоянные коэффициенты, которые находятся по известным значениям (; и С;.

Один из возможных вариантов размещения измерителя профиля скорости звука в жидкой среде выполняют следующим образом.

Контейнер 11 располагают либо около поверхности воды, либо около дна, закрепленным на тросе 12 (фиг. 2), на котором также установлены элементы 5 отражателя 3

Вертикальное положение троса 12 обеспечивает притопленный поплавок 13.

Другой возможный вариант размещения (фиг. 3) выполняют для мелкого моря. Контейнер 11 располагают у поверхности воды, элементы 5 отражателя 3 закрепляют на одной из опор фермы 14.

С целью получения устойчивого ответного сигнала от элементов 5 отражателя 3, последние изготовляют либо различных геометрических размеров (фиг. 4), либо с одинаковыми размерами, но с различной пространственной ориентацией (фиг. 5).

Изобретение упрощает процесс измерения профиля скорости звука в жидкой среде за счет уменьшения времени однократного измерения профиля скорости звука и исключения дополнительного оборудования для спуска и подъема контейнера, а также поддерживающего судна, что ведет к значительному сокращению эксплуатационных затрат при многократных измерениях профиля скорости звука в море.

Формула изобретения

Измеритель профиля скорости звука в жидкой среде, содержащий излучатель, приемник и отражатель акустических колебаний, установленные на фиксированном расстоянии друг от друга, и электрическую схему возбуждения и регистрации акустических колебаний, подключенную к излучателю и приемнику, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения, отражатель выполнен в виде ряда элементов, установленных неподвижно относительно друг друга вдоль направления распространения акустического колебания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы для измерения гидрофизических данных и методы их обработки. Киев, «Наукова думка», 1967, с. 107 †1, рис. 1 (прототип).

958868

Составитель А. Шман

Редактор Н. Киштулинец Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 6769/55 Тираж 507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4