Способ измерения параметров морских волн Советский патент 1984 года по МПК G01C13/00 

Изобретение относится к гидрофизическим измерениям и может быть использовано при сборе информации о морском волнении с автономных объектов например, с летательных аппаратов.

Известен способ измерения характеристик морского волнения путем регистрации вариаций напряженности электромагнитного поля, заключающийся в том, что взволнованную водную поверхность облучают коротковол новым или СШ-электромагнитным излучением и регистрируют вариации напряженности отраженного (рассеянного) водной поверхностью излучения, а по результатам регистрации вариаций рассеянного излучения судят о храктеристиках волнения 1J.

Основной недостаток способа связан с выделением полезного сигналана фоне разнообразных шумов, иногда превышающих этот полезный сигнал. Наиболее близким к изобретению является способ измерения параметров морских волн путем регистрации вариаций напряженности собственного электромагнитного поля морских волн, имеющего период, близкий периоду волн и возникающего за счет движения жидкости (проводящей морской воды) в постоянном магнитном поле Земли 2.

Собственное электромагнитное пол морских волн возникает в слое воды, охваченном волновьлми движениями частиц воды, и регистрируется в месте его возникновения. Регистрация поля под водой на значительном ,удалении от источника практически нереальна из-за сильного зат хания, Регистрация в воздухе также затруднительна из-за того, что только малая часть энергии поля проходит чер границу раздела и выходит в атмосферу, а в атмосфере аналогично сильно затухает с расстоянием,

Такое сильное затухание делает практически невозможньом выполнение дистанционных измерений, что снижает возможности такого способа по сравнению с известными традиционными способами, основанными на использовании разного рода автономных волнйграфов.

Цель изобретения - обеспечение дистанционного измерения над поверхностью моря.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения параметров морских волн путем регистрации вариаций напряженности манитного поля, возникающего в слое, охваченном волнением, измерения вариаций напряженности проводят в-области низких частот порядка 4-12 Гц и определяют средний период и среднюю амплитуду огибающей измеренного сигнала, соответствующие среднему периоду и средней амплитуде морского волнения.

На фиг. 1 - изображена блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - промер записи параметров волнения с помощью устройства, соответствующего представленному на фиг. 1, и стандартного волнографа.

Б соответствии с настоящим изобретением предлагается регистрировать электромагнитное излучение инфранизких частот, возникаквдих при волнении в приводном слое атмосферы. Такое излучение, равно как и акустические колебания, инфранизких частот, так как голос моря, предполагается обусловленным взаимодействием ветра с морским волнением, сопровождающимся образованием мелкомасштабных вихрей в загребневой зоне.

Для измерений вариаций напряженности магнитного поля используется с||еррозонд If питаемый от генератора 2 переменного напряжения. При выполнении экспериментальных измерений в широкой полосе частот от 1100 Гц выявлен периодический характер записи с четко выраженной несущей на частоте порядка 7 Гц. При выполнении измерений в различных условиях частота несущей может меняться от 4 до 12 ГЦ; поэтому для выделения полезного сигнала к узлу 3 фор.1ирОБания аналогового сигнала на выходе феррозонда 2 подключены фильтры с полосой пропускания 4-12 Гц. С помощью выпрямителя 5 выделяется огибающая выделенного сигнала, для которой в блоке б регистрируются период и амплитуда. Средние значения зарегистрированных периода и амплитуды соответствуют среднему периоду морских волн и средней интенсивности волнения,

Сравнение результатов записи на выходе выпрямителя 5 (кривая на фиг. 2) с записями результатов волнения, выполненными с помощью стандартного волнографа (кривая Б ) в том же временном масштабе, подтверждает кх высокую скоррели ованность. Статическая обработка записей, в частности сравнения спектров мощностей также св1здетельствует о надежности результатов измерений с помощь предлагаемого способа.

Затухание магнитного поля в полосе иифранизких частот оказывается сравнительно слабым. Экспериментальные измерения удавалось выполнять на. высоте порядка 15 м над средней уровенной поверхностью при ветровом выполнении 4 балла.

Н,

мнч

////////

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕ ГРОВ МОРСКИХ ВОЛН путем регистрации вариаций напряженности магнитного поля, возникающего в слое, охваченном волнением, отличающийс я тем, что, с целью дистанционного измерения над поверхностью моря, измерения вариаций напряженности проводят в области низких частот порядка 4-12 Дц, и определяют средний период и среднюю амплитуду огибающей измеренного сигнала, соответствующие среднему периоду и средней ёьмплитуде морского волнения.