Волнограф Советский патент 1983 года по МПК G01C13/00 

1 Изобретение относится к океанографическим измерениям и может быть использовано для определения параметров ветрового волнения на морях, водохрянилищах, как в прибрежной зоне, так и е судов в дрейфе. Известен йолнограф, содержащий вибрирующий чувствительный элемент, запускаемый блоком запуска, соединенный с выходом акустического приемника через предварительный усилитель, амплитудный селектор и формирователь длительности временного ин т.ервала, а также регистратор, соединенный с выходом предварительного ускпитапя Г J. По основному авт.св. № 943526 известен волнограф, в котором усовершенстовано пост эоение акустического приемника путем использования нескольких звукоснимателей, располо женных симметрично вибрирующему чув ствительному элементу в плоскости, перпендикулярной его оси, и подключенных к предусилителю через сум матор С 2 1. Это усовершенствование позволяет повысить точность измерения капилля вых волн в условиях возникновения отрывных турбулентных течени. Одна ко использование зависимости частот колебаний струны - вибрирующего эле мента от глубины ее погружения огра ничивает диапазон измерений. Достаточная точность измерений сохраняет ся только при погружении на половину струны.. Цель изобретения - расширение ра бочего диапазона измерений и повышение чувствительности во всем диапазоне. Для достижения поставленной цели в волнографе, содержащем вибрирующий чувствительный элемент, запускаемый блоком запуска, соединенным с выходом акустического приемника, образсЯзанного несколькими звукосним талями, расположенными симметрично вибрирующему чунствнтельному элемен ту в плоскости, перпендикулярной ег оси, через сумматор, предварительны усилитель, амплитудный селектор и формирователь длительности временного интервала, и регистратор, такж соединенный с выходом предварительного усилителя, формирователь временного интервала выполнен как RCпепь, подключенная к предварительно му усилителю через амплитудный се42лектор, образованный последовательно включенными выпрямителем, счетчиком импульсов и ключом, выход выпрямителя дополнительно включен непосредственно в цепь заряда емкости RC-цепи, которая соединена одним своим вьгходом с блоком запуска через нульорган, а другим - с регистратором, выполненным как счетчик импульсов, через формирователь пачек импульсов, образованный схемой совпадения, к одном из входов которой подключен кварцевый генератор, а к другому - триггер с двумя входами, соединенными с указанным нуль-органом и дополнительным нуль-органом, также подключенным к вьшоду RC-цепи, при этом пороговое напряжение на основном нуль-органе в Е раз превышает пороговое напряжение на дополнительном нуль-органе. При таком построении обеспечивается измерение декремента затухания колебаний вибрирующего элемента, а не частоты колебаний. При аналитическом исследовании колебательного процесса установлено, что коэффициент затухания монотонно изменяется в функции глубины погружения, в то время как кривая изменения частоты испытывает перегиб в точке, соответствукидей погружению на половину длины элемента. Существенно, что крутизна кривой изменения коэффициента затухания, определяющая чувствительность волнографа, превышает крутизну кривой изменения частоты. На чертеже показана блок-схема волнографа на фиг. 2 - временная диаграмма, соответствующая работе блорс-схемы. Волнограф работает следуюЕцим образом. После погружения волнографа в воду подается питание на его измерительную схему. При этом срабатьтает блок 1 запуска, на электромагнит 2 поступает короткий импульс с длительностьюТ (фиг.2а) и возникают колебация струны 3 с частотой лJ, На выходе сумматора 4 суммарный сигнал от звукоснимателей 5 имеет вид затухающих гармонических колебаний, представляемых затухающим по амплитуде напряжением переменного тока (фиг.26J. Это напряжение на предусилителе 6 с помощью выпрямителя 7 преобразуется в уменьшающееся по

ВОЛНОГРАФ, по авт.св. № 943526, отличающкйс я тем, что, с целью расщирения рабочего диапазона и повьпиения чувствительности в таком расширенном диапазоне, формирователь временного интервала выполнен как RC-цепь, подключенная к предварительному усилителю через амплитудный селектор, образованный последовательно включенными выпрямителем, счетчиком импульсов и ключом, выход выпрямителя дополнительно включен непосредственно в цепь заряда емкости RC-цепи, которая соединена одним своим выходом с .блоком запуска через нуль-орган, а другим - с регистратором, выполненным как счетчик импульсов, через формирователь пачек импульсов, образованный схемой совпадения, к одному из входов которой подключен кварцевый генератор, а к другому - триггер с двумя входами соединенными с указанным нуль-органом и дополнительным нуль-органом, также подключенным к выходу RC-цепи, (Л при этом пороговое напряжение на основном нуль-органе в € раз превышает пороговое напряжение на дополнитель ном органе. СП со |;ib