Спосіб визначення висоти внутрішних хвиль водойми і пристрій для його виконання

Изобретение относится к области океаноі рафических измерении Цель и .обрете вия - упрощение капибровки уменьшение 7 времени ее проведения снижение погрешности вносимой кэлмброЕн ои в процесс измерений Устройство содержит распределенный первичный преобразователь состо ящии из центрального участка 1 и отрезков 2 3 равной длины Один конец участка 1 подключен к первому входу измерительного преобразователя 5 другой конец его через отрезки 2 или 3 подключен к входам комму татора 4, выход которого соединен с вторым входом измерительного преобразователя 5 подключенною к регистратору Измерения высоты внутренних волн осуществляют поместив первичный преобразователь (1 3) в два слоя исследуемого водоема с различными характеристиками При кчлибровке из меряют интегральный параметр Хі Хг при двух положениях коммутатора 4 и рассчиты взют коэффициент К чувствительности измерителя по формуле К Д Н / Х і - Х г где АН - длина отрезков 2 и 3 2 с п ф лы 1 ил — 5 CN Ю — і t с \ аи 00 1746224 'Изобретение относится к океанографиг проведение калибровки приводит к ческим измерениям и предназначено для тому, что 6-8 кічек ряда данных измерений изучения внутренних волн. высоты внутренней волны оказываются исИзвестен способ измерения парчметкаженными, В соою очередь, это приводит к роо внутренних ьопн, основанный на изме- 5 соответствующим ошибкам в оценке парарениях с помощью распределенных метров внутренней волны. датчиков температуры интегрального параКроме того, при проведении измерений метра некоторого слоя, в котором находится антенной решеткой распределенных датчидатчик. При этом существует проблема опков внутренних волн, размещенных на некоределения коэффициентов для пересчета 10 торой площади с помощью поплавков, их изменения интегрального параметра слоя в механическое вертикальное перемещение высоту внутренней волны Прямую калибпредставляет известные технические трудровку распределенного датчика осуществности ляют в единицах высоты внутренней волны Это дает основание назвать распределен- 15 Целью изобретения является уменьшеные датчики (первичные преобразователи) ние погрешности и сокращение времени катемпературы термином "распределенные либровки. измерители высоты внутренних волн" [1] Поставленная цель достигается тем, что Способ заключается в следующем. Распри способе определения высоты внутренпределенный первичный преобразователь 20 них волн водоема, при котором измеряют температуры (высоты) внутренних волн пеинтегральное значение температуры Xi перремещают по вертикали на некоторую веливого слоя жидкости, проводят калибровку 1 чину АН и определяют изменение звена распределенного первичного преобинтеграль- мого параметра, соответствуюразователя температуры, измеряют интегщее перемещению первичного преобразо- 25 ральное значение температуры Хг второго вателя. Затем его возвращают в слой, где слоя жидкости смещенного относительно проводятся измерения. Коэффициент К чувпервого слоя по вертикали на величину АН, ствительности измерителя вычисляют по вычисляют коэффициент К чувсгвительноформуле ™ сти измерителя по формуле К = -^ _- и по полученному значению находят высоту внутренних волн, при калибровке располагают дополнительные 2-е и 3-е звенья распределенною первичного преобразователя где Хі, Хг - значения интеірального параметра, измеренные первичным преобразо- 35 температуры длиной АН рыше и нк:;:с 1-го ватепем в каждом слое. звена и последовательно измеряю! значе мие интегральной температуры объединенУстройство, реализующее способ, ных 1-го и 2-го звеньев, а затем 1-ю и 3-го включает распределенный первичный презвеньеэ образователь температуры подключенный 40 • • • к измерительному преобразователю [?]. Недостаток известных способа и устВ устройство для определения высоты ройства заключается в том, что для проведевнутренних волн водоема, содержащем верния калибровки необходимо прерывать тикально расположенное 1-е звено распрезапись параметра, измеряемого при исследеленного пероичного преобразователя довании на данном горизонте Минималь- 45 температуры, связанное через усилитель с ное время, необходимое для калибровки, регистратором, введены коммутатор и доопределяется временем механического верполнительные 2-е и 3-е звенья распределентикального смещения датчика и возвращеий го преобразователя температуры, ния его в исходное положение, а также его расположенные соответственно выше и нитепловой инерцией так как в новом положе- 50 же 1-го звена, причем 2-е и 3-е звенья вынии он должен принять температуру окруполнены идентичными и смещены жающей воды и, вернувшись D исходное относительно 1-го звена на* одинаковое фикположение, тпкже должен принять темперасированное расстояние, при этом верхний туру воды слоя, где проводятся измерения вывод 1-го звена соединен с первым входом Минимальное время измерения можно оце- 55 vct-'.лиіеля, нижние выводы всех звеньев нить примерно как 3-4г , где т - постоянная связаны между собой, а верхние выводы времени датчика. Поскольку оптимальной 2-го и 3-го звеньев соединены соответственявляется дискретность измерений, равная но с первым и вторым входами коммутатора. двум измерениям за период, соответствую(1) 1746224 выход которого соединен с елорым входом усилигеля. На чертеже изображена схема одного из возможных вариантов устройства для реализации способа Устройство содержит первичным преобразователь из звеньев 1,2 и 3 одинакового размера. Центральное звено 1 имеет длину (Н - АН}, а звенья 2 и 3 имеют длину ДН Аналоговый сигнал от первичного преобразователя через коммутатор 4 поступает в блок 5 измерительных преобразователей (І/1П), где происходит усиление сигнапа С выхода блока 5 ИП сигнал поступает в регистратор 6, а качестве которого может быть использован ."налоговый самописец или ЭВМ с соответствующими согласующими устройствами, илок 7 питания служит для формирования необходимых напряжений для работы измерительных лреобразователей первичного преобразователя S 10 1Г) • /0 6 тельно подключены звено 1 и звено 3 (положение контактов II коммучтора 4) Рассчитываю! чувствительность К измерителя по формv/к- (I) П р и м е р. В качестве звеньев 1 3 первичного преобразователя, блока 5 и бпо ка 7 питания могут быть использованы устройства, аналогичные первичному преобразователю и соответствующим блокам прибора "Ритм" Участки пероичного преобразователя изютовлгны из высокоомного металлического провода марки ПУМ судельным электрическим сопротивлением 1.27 Ом*м при 20 и С, сопротивление которого меняется в зависимости от средней температуры слоя поды, охватываемого первичным преобразователем Общая длина Н первичною преобрлзователя измерителя высоты внутренних волн выбирается а зависимости от глубины залегания и структуры термоклинэ 'л может быть равной 10-30 м. По данным измерений зондирующего измерителя температуры определяют глубину залегания и структуру термоклича. В режиме измерение через коммутатор 4 к блоку 5 ИП подключены звено 1 длиной 25 Принимаем для данного примера, что гермоклин залегает но глубине 10-15 м Для Н - ДН и одно из звеньев длиной ДН, наприрегистрации высоты внутренних волн измемер звено 2. Таким образом, общая длина ряют интегральную температуру Хі в слое. первичного преобразователя измерителя глубиной 5- 20 м высоты внутренних волн при каждом измерении равна И Из блока 5 ИП сигнал посту- 30 Длина ДН звньев 2, 3 должна быть соизпает в блок р е г и с т р а т о р а 6 При мерима, т.е. одного порядка с амплитудой формировании в блоке калибровки(не покаизмеряемых волн. Для исследования коротзан) сигнала калибровки (зручную или звтокопериодных внутренних волн, амплитуда м а т и ч е с к и ) он поступает а блок 4 которых составляет единицы метров, можно коммутации. Срабатывает реле блока 4 ком- 35 принять ДН равное 1 м. Следовательно, длимутации, что приводит к отключению от звена звена 1 (Н - ЛИ) должна быть равна 14 м, на 1 звена 2 и присоединению звена 3 к длина звеньев 2 и 3 (Л Н) равна 1 м. В эвену 1. Общая длина первичного преобракоммутаторе 4 может быть использовано, зователи измерителя высоты внутренних например, герконовое реле марки РЭС55, волн также равна Н. но он оказывается сме- 40 управляемое си{ налом калибровки. Сигнал щенным относительно слоя в котором прокалибровки подается вручную (кнопкой, певодились измерения на величину ДН. "реключателем) или. при использовании ЭВМ в качестве регистратора, автоматичеСпособ осуществляют следующим обски, через определенные отрезки времени. разом. В качестве блока регистрации могут быть Устанавливают звечья 2 и 3 первичного 45 использованы аналоговые самописцы (типа преобразователя на измерительной линии ЭПП, КСП, Н-37 или другие), ЭВМ или магвыше и ниже звена 1 Проводят измерения нитный регистратор При использовании в интегральных параметров Хз в слое толщикачестве регистратора ЭВМ или магнитного ной Н. К блоку 5 ИП последовательно подрегистратора сигнал из блока 5 ИП должен ключены ЗІІЄНО 1 длиной Н - ДН и звено ? 50 быть предварительно обработан аналогодлиной ДН (попожение контактов I коммутацифровым преобразователем. тора 4). 1 Пусть постоянная времени первичного Переключаю"* коммутатор 4 в положепреобразователя г=- 60 с. Тогда дискретние контактов !1 (режим калибровки) Продол житепчн.ость р е ж и м а к а л и б р о в к и 55 ность измерений высоты внутренних волн задают равной 30 с, а калибровка проводитсоставляет менее полоэины постоянной ся в интервал времени между двумя послевремени первичного преобразователя. _ довательными измерениями и занимает Измеряют интегральные параметры Х2 время менее 30 с. Если последнее перед в слое толщиной Н К блоку 5 ИП последоваУстройство работает следующим обра зом 1740924 калибровкой измеренное значение Xi = 20 • Ом, л при калибровке Х г ^ 19,5 Ом, то согласно (1) коэффициент чувствительности измерителя К = 2 м/Ом Ф о р м у л а и з о б р є і fi it и я 5 1 Способ определения высоты внутренних волн водоема, при котором измеряют интегральное значение температуры Xi первого слоя жидкости проводят калибровку 1 звена распределительного первичного 10 преобразователя температуры, измеряют интегральное значение температуры Хг второго слоя жидкости, смещенного относительно первого слоя по вертикали на величину АН, вычисляют коэффициент К 15 чувствительности - измерителя по формуле 8 рзльнои температуры объединенных 1-го и 2-го звеньев, а затем 1 го и 3-го звеньев. 2 Устройство для определения высоты внутренних волн водоема, содержащее вертикально расположенное 1-е зг;ено распределенного перричного преобразователя температуры, связанное через усилитель с регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности и сокращения времени измерения, в него введены коммутатор и дополнительные 2-е и 3-е звенья распределенного первичного преобразователя температуры, расположенные соответственно выше и ниже 1-го звена, причем 2-е и 3-е звеньп выполнены идентичными и смещены относительно 1-го ЛН К ' т.-—т=- и по полученному значению на- звона на одинаковое фиксированнее расXi - Х 2 стояние, при этом верхний вывод 1-го звена ходят высоту внутренних волн, о т л и ч а ю соединен с первым входом усилителя, нижщ и и с я тем, что, с цепью уменьшения 20 ние выводы всех звеньев связаны между погрешности и сокращения времени измесобой, а верхние выводы 2-го и 3-го звеньев рения, при калиброоке располагают дополсоединены соответственно с первь'м и втонительные 2-е и 3 е звенья распределенрым входами коммутатора, выход которого соединен с вторым входом усилителя. ного первичного преобразователя температуры длиной ЛН выше и ниже 1-го звена и 25 последовательно измеряют значение интег Редактор И Шмакова Составитель Т Горелая Техред М.Моргенгал Корректор Э.Лончакова Заказ 2388 Тираж Подписное ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям vi открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101