Известны устройства для дистанционного намерения морских волн, п также измерения отливов н приливов уровня моря, выполненные в виде заполненного газом сосуда цилиндрической формы, снабженного в своем дне приемным отверстием, а в верхней части своей внутренней полости двумя изолированными друг от друга камерами с мембранными приемникамт давления, показания которых преобразуются в электрические величины и дистанционно регистрируются с помопхыо асциллосконического индикатора.
Однако эти известные устройства обладают сун1ественными недостатками; они не имеют диетанционногсТ управления работой приемников давления н надежных приспособлений д.чя исключения в.мняния изменений атмос(|1ериогодав.чеиия и других ко.мобаний давления во внон1ней среде; чувствительности применяемых в 1гих приемников давления ограиичена сравнительно узкою областью спектра волнения, поэтому эти устpoikTBa не могут служить для измерения любых морских волн во всем диапазоне н любых изменении уровня моря. 11аходян1,ийся в их внутренней полости газ не имеет надежной защиты от растворения его в воде и от увлажнения; балластное гидростатическое давление столба воды не может быть автоматически снято на любой глубине погружения; включение приемников давления в работу не может быть надежно проконтролировано, также не обеспечены колебания мембраны приемника давления около ее среднего положения.
Описываемое устройство свободно от указанных недостатков, что достигнуто следуюпхим образом: один из мембранных приемников давления сочленен с якорем высокочувствительного индуктивного преобразователя, а другой приемник давления связан с ползунком реостатного преобразователя, используемого при больншх колебаниях давления. Газ и вода отделепы в этом устройстве эластичной диафрагмой друг от друга; каждая из камер с датчиком давления соедннена при помощи трубки с внутреиней полостью эластичного ба.11ло11а, заполненного газом. Под входными отверстиями трубок во внутренней полости сосуда установлено дистанционно управляемое с ПОМОИ1ЫО электромагнита храповое колесо с жестко закреплен| ыми на его осп двумя лисками, спаПжоишлми кулачками, служащими для иоджатия к отперст 1ям сосд11И11тс.1Ы1ых трубок клапанов, ук)сплс1пп.1.х па yri|iyinx ii.iacTiiiiax, и для пгрсдппжсппя контактной пластниы. пс1пм,ч1оч,1К)1Н, H( пнта1П1Я. На сроднен пнутс 01Н1С| части корнуса установлен контро.и.нон элоктрнческо цени, автомат11Ч(скн ., унругон плаCTHHoii клапана Fi моменг закрытия гюслед|Н1м входного отверстня одной из трубок. Каждая нз камер с датчнком давлення дополнительно соедннена с номонидо каннлляра с каMepoii F5 с|)сднен частн сосуда, заполнен |ой газом, Каннлля1)Ы снабжены крын1камн с резьбой для герметического перекрытия их, а для сообн,еиня внутренней полости сосуда с вненшеи средой к дну его прикреплена трубка, днаметр которой взят таким, что короткопериодпые нзменеЕ1ня давле1гня BFteniHeft cpeдьF полностью гагятся. Приемное отверстие в ДFle сосуда такого диаметра, при котором попада Н1с в резонанс собственных колебаний газа внутри сосуда с измеряемыми колсбарншми давлення во внешней среде исключено. В средр|ен части корнуса сосуда сделано отверстие с клапаном для предварительной подкачки газа во внутреннюю полость сосуда.
Устройство, согласно изобретению, предназначается для записи профиля и, элементов поверхностных волн, а также длнр1нопе))нодных волн и пред р1естве 1ников зыби, почти невидимых ,простым глазом, пя фиксации микроссйсм, расиространяющихся до глубины;, определяемой километрами, для фнксаини нзменений уровня моря как в прибрежной зоне, так и в открытой части его.
11а фиг. 1 нредстав.чена схема onHcFjHiacMoro устройства в продольном разрезе; на фиг. 2-разрез по А А на фиг, I.
В верхней части корпуса устройства имеются две изолирО)ан11ые перегородкой / камеры 2 и ,3, включаюи1ие в себя два мембра1И1ЫХ приемника давленггя, CAioFFTHpOBanиые на иaFFeли 4.
ПеГю.чьнпи- К1 лсбаг ня давления по ригсшнгй среде вocнpиlИl Faeт мембрана 5, сочлененная с BF,icoKO4ynс (ribFH,iM индyктивны F нреобразовакмем, нредставля1ои1нм собой як()р1 6, pacнoлoжeFHiFllй между по/noca,FH э.чектромагнитов 7. Заннсь больн их кoлeбaFFHЙ давления осун№ств,пяется через приемник, содержаншй мембрану 8, связанную с пoлзyFFKoм У реостатного преобразовате.чя 10. Для обеспечения герметичности перегородка / жестко укреплена в крышке корпуса, а нижняя кромка nepeF-ородки упирается в продольный паз пalFeли 4 с упругой, например, резиновой прокладкой.
Каждая ич нзол фопа1РНЬ Х камер 2 н 3 сирисмниками давлення при noMOHui трубок //и 12 и горлопиир р /,У соед|Н ена с F FlyтpeF F)eй полостью, зано.мнениой газом, эластичного баллона 14, FiocFlpFFHF мaюrиeгo давлеFHFe внсмнней cpeдF)F, что обеспечивает автоматическое сня1не с MeM6paFi 5 и с на .чюбой F%T 6FiFie FFOГpyжeFFt я балластного гндpocтaтичecкoFo дав.чення столба Р1ад устройCTBONF; бaл.FOFF /4 пpeдoxpalFяeт, кроме того, зaключeFFFlF,lй в FFeM газ от ув.пажнения и pacTBOpeFFiFn в воде, так как yкpeплeF FlЫЙ к крьннке корнуса осушитель /5 может поглоихать только определенное количество влаги.
В средней частн корпуса расположен элeктpo FaгкF т 16, взаимодействуюнлий при помощи рычага 17 с храповым колесом /5, на оси которого жестко ycTaFioB,nefrbi два диска 19 н 20, снабженные каждый двумя взанмонернендикулярно расноложенн1)1М11 кзлачкамн 21, которые с НСМОН1ЫО клапанов 22, укрепленных FFa упругих нлacтнFIax 23 н 24 поо.средио нерекрывают входные отверстия трубок // н 12, а также nepcMCFuaioT кoнтaктlFyю пластину 25 F epeключaтeля цепи питан ия с одрюго электропреобразователя б-7 Fia дpyFoй 9-/0.
IlpiF OTKpFjiTbix входных отверстнях обоих трубок // и J2 устройство выр лючено. Для контроля включения к работу приемников давления в средней части кйрпуса устройства имеется реле, включающее в себя электрические контакты 26 и 27,
гштоматмпсеки замыкаемые пластина ni и 23 и 24 в момент перекрытия клапанами 22 входного отверстия одной нз трубок // или 12. Показания реле передаются по проводу, 11дун1,ему к электромагннту 16. Прн включении приемников давления камгр 2 н 3 п работу загорается на пульте ун|)авлеиня контрольная ламиочка или отклоняется ст1)елка вольтметра. Каждая нз изолированных камер 2 . соединена с остальной запол 1еинон газом частью сосуда кроме трубок // и 12 донолнигельно при HOMOUUI ггрмстнчсскп закрываемых крышками капилляров 28 и 2.9 с запрессованным в них войлоком. При отсутствии каиилляров 28-29 с соответственно подобран1гой пропускной способностью включение устройства в рабочее состояние в моменты максимума или миннлтума давления привело бы к тому, что колебання мембран 5 н 8 происходили бы только или около их верхних положений или только около нижних положеиий.
Кабель 30, закреиляемыи гайкой с унлотняюн1им салыпжом, состоит из пяти проводов: для питания члектрнческих схем занято три провода кабеля, которые подведеиы к клеммам 3t-31-31, расположенным на подвижной пластине 25, и два провода подключены непосредственно к электромагниту 16 (эти провода на фигуре не показаны, чтобы не затенять схему, остальные провода показаны оборванными). Клеммы 31- 31-31, как правило, соприкасаются с расположенными на неподвижной пластннс 32 клеммами 33-33-33, соединенными проводами с реостат1ГОЙ схемой 34-34-34. Когда к подвижной пластиие 25 подходят кулачки 21 на диске 19, перекрываюнхие входное отверстие трубки //, одновременно кулачком 21, расположенным на диске 20, приподнимается пластина 25, переключая питание с клемм 33-33 -33 на клеммы .95- 35-35, соединенные проводами с концами 36-36-36 катушек электромагнита 7.
Пружины 37 и 38 уравновешивают вес рычагов и гаек крепления, пружина 39 удерживает в положении сцепления рычаг 17 с храповым колесом 18. В качестве индикатора служит вольтметр, электрическая цепь которого состоит из одного провода, идуш,его к электромагниту 16, а второй провод заменяется водой-землей.
Для об(ч:печеиня возможности проведения измерений на любой глубине в сродней части корпуса сделано отверстие 40 с клапаном, через которое производится предварите.пьная подкачка газа в баллон М. Для соединения внутренней полости устройства с виеишей средой предусмотрены в нижней части корпуса рен1етка 41 патрубок 42, причем, диаметр приемного отверстия патрубка 42 дп.тХген быть достаточно Н1ирокнм, учитывая, что заключенный в устройстве газ, кроме передачи BHciHinix импульсов давления, обладает своими собственными колебаниями.
В случае использоваиия описанного устройства в качестве дистанционного мареографа, т. е. для занисн изменения уровня моря в течение довольно длительиого времеии, отверстие 42 закрывают заг.мунжой 43, также KjibHUKaMH закрывают капилляры 28-29. В этом случае внутрен 1ий объем корпуса будет сообщаться с вие1иией средой через сравнительно узкую трубку 44, в которой все короткопериодиые колебания типа волновых гасятся, благодаря большому сопротивлению трения о стенки трубки при перетекании воды в корпус устройства и обратно.
Б случае использования данного устройства в качестве волнографа в экспедиционных условиях, устройство подвешивают вместе с обтекаемым грузом к поплавку на тросе длина которого должна быть tie менее половины д.пины измеряемых поверхностных волн. Прн этнх условиях устройство реагирует не на динамическое поле давле}И1я волн, а записывает колебания своего вертикального переменления, обусловленные колебаниями поплавка Fia волне. Для уменьп1еиия сопротивления устройства при этих колеба1П1ях и для исключения возможио) динамической составляюн ей давления воды в отверстие 42 надевают под болты металлические чехлы-обтекатслп (ппкпзаниые пунктиром) верхний 45 II пижпин 46, снабженные отперстиямн 47, еоеднняющнмн пнутрепнюю нолоси, сосуда через межкорнусныо ;ь|;1оры. с inuMiHieii ередой.
Устронстпо используется и стационарных услопних следующим образом. Устанотиш неподпнжно в вертикальном но.южсннн ycTiioiicTHo на дне моря, кабель 30 выводят к пульту унравлеиня, например, на берег. Каждый имнульс электромагнита /б производит с.педующую работу попеременно: перекрыв входное отверстие, например, трубки //, включается и рабочее состоянне нндуктнвный преобразователь б-7; следуюпип импульс здоктромагнитя 16 снова открывает входное отверстие трубкн //-устройство переходит в нерабочее состояние, так как входное отверстие трубкн 12 также закрыто; третий имиульс электромагнта 16, перекрывая входное отверстие трубки /2, включает в рабочее состояние реостатный нреобразователь 9-10, четвертый нмпульс открывает входное отверстие трубки /2-.-.устро11ство снова переходит в нерабочее состоянне и т. д.
Перемеш.е1(ия мембран 5 и (9, преобразованные в электрические величины, дистанционно регистрируются с помоп1,ью зеркального осциллографа без усилителя. Для иллюстра-, НИИ представлены две записи развив,чгонл,егося поверхностного на море волнения при установке устройства на глубине около 20 м, причем вторая осциллограмма снята после первой осциллограммы спустя 4 часа при ветре постоянного направления (заиись произведена в крупном мас1нтабе на осциллографной бумаге шириною 12 с). Начальные и конечные yiacTKH осциллограмм соответствуют нулевым размахам световых отметок осциллографа.
Прерывистыми черточками па осц| ллограмме показано время- отметчик времени работал с интервалом в 2 сек.
Для определения амплитуды вол1ГЫ необходимо провести карандашом нулевую линию, занисанную на концах осциллограммы и измерить размахи световых отметок
осциллографа вверх и вниз от нее. Тарировочная кривая покажет, какому волнешпо иа поверхности моря соответствует данная запис придонного ноля давления воли,
Тарировку устройства ил давление иронзводят следующим образом: к отверстию патрубка 42 подключают резиновый шланг с цилиндрической воронкой иа другом его конце; чс-рег воронку налнвают воду в корпус до тех нор, нока уровень воды не поднимется к самой воронке. Пос.че этого, перекрыв электромагнитом 16 входное отверстие трубки //, вороику с водой то поднимают на различные п 1соты, то опускают oKo.iro некоторого нулевого положения, определяя, таким образом, зависимость отклонения на фотобумаге световых отметок осциллографа от высоты столба воды, давящего на мембрану .5. Аналогично тарируют реостатный датчик камеры 3 после перекрытня входного отверстия трубки 12.
Чувс1внтельность устройства регулируют натяжением установки мембран, величиной зазора между катушками электромагнита 7 и подаваемым напряжением.
Предмет изобретения
1. Устройство для дистанционного измерения морских волн, а также измерения приливо-отливных уровней моря, выполненное в виде заполненного газом сосуда цилиндрической формы, снабженного в дие приемным отверстием и имеющего в верхней части своей внутренней полости две изолированные друг от друга камеры с мембранными приемниками давления, показания которых преобразуются в электрические величины н дистанционно регистрируются с помо1Д1)Ю осцнллоскопического Н1гдикатора, о т л и ч а ю 1це ес я тем, что, с целью расширеиия диапазона измерений, один из мембранных приемников давления сочленен с якорем высокочувствительного индуктивного преобразователя, включаемого в. работу при небольших изменеш1ях давления, я другой приемник давления связан с ползунком реостатного преобразователя,
испольпусмого при больших колебаниях давления.
2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю1Ц с е с я тем, что, с целью предохранения заключенного в сосуде газа от растворения в воде н его уплажнення, газ н вода отделены друг от друга эластнчной дпафрагMf)il.
3.Устройство по нп. I-2, отлич а ю Hie е с я тем, что, с целью автоматического снятия с мембран на люПой глубине погруження балластного гидростатического давления и нск,1Иочо1гия влияння нзмсненнй атмосферного давления, каждая из камер с датчиком давлония соединена при помощи трубки с вну грен ней полостью эластичного баллона, заполненного газом.
4.Устройство по пн. 1-3, отличающееся тем, что, с целью дистанционного нереключеиня отверстий трубок для обеснечення восприятия одной из мембран только изме гений динамического н гидростатического давления в окружаюHUMI среде н одновременного подклЕочсния цепи питания соответствующего электропреобразователя, под входными отверстиями трубок во внутренней полости сосуда устанпилгно дистанционное, управляемое г Ht)M()Hi,i,io о.чекгромагиита храповое
1«1,, ||;i (ИП (t( ) :tMKpciijuMiiii дна дн1| а с кулачками, с,му/К11И1ими д.чя ноджатия к огперС.Т1ИПГ С1)ед111Н1тельных трубок клапанов, укренле)1ных на унругих п.т-астннах, н нередвижения контактной пластины для переклЕочения цепи питания с одного электронреобразователя на другой.
5.Устройство по пн. 1-4, отличающееся тем, что, с целью дистанционного контроля включения прнемников давления в работу, на средней внутренней части корпуса сосуда установлен контакт контрольной электрической цепи, автоматически замыкаемый упругой пластиной клапана в момент закрытия
последннм входного отверстия одной из трубок.
6.Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что, с целью обеспечения колебаний мембран около их среднего положения при коротко11ериод 1ых изменениях давления в окружаюи;ей среде, каждая из камер с датчиком давления дополнительно соедине 1а с помощью капилляра с камерой в средней части сосуда, заполненной газом.
7.Устройство по пн. 1-6, отлич а 10 HI и f с я том, что, с целью нсключсння плняиип на )сзультаты измерений собстЛнных колебаний га.(а, ;i;iK.ii()4(Miiii)i4) во внутренней полости сосуда нри измерениях коротконсриодных колебаний давления. и 1исмпоо отверстие в дне сосуда выполнено тпкого диаметра, при KOTOpcjM попадание в резонанс собCTReHHJirx колебаний газа внутри сосуда с измеряемыми колебаниями давления во внешней среде исключено.
8.Устройство по пп. 1-7, отличаю HI е е с я тем, что, с целью обеспечения измерений, медленно меняющегося давления в окружающей среде создаваемого, например, приливами и отливами или другими длиинонсриодиыми изменениями уро1И1и, капилляры снабжены крр)1И1клми с р(:11,Ги)Г| Д.11Я Г1Ч)Метнчоского нерекрьггия, а для сообн1,ения пнутреингй полости сосуда с виенщей средой ко дну его прикреплена трубка, диаметр которой взят таким, что- короткоиернодные изменения давления внеи1ней среды полностью гасятся,
9.Устройство по пп. 1-8, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности производства измерений иа любой глубине, в средней части корпуса сосуда сделано отверстне с клапаном, через которое производится предварительная подкачка газа во внутреннюю полость сосуда.
/5 
