Устройство для измерения параметров течений Советский патент 1985 года по МПК G01P5/02 G01C13/00 

ч

Изобретение относится к океанографическим исследованиям и может быть использовано для измерения скорости поверхностных течений вблизи границы раздела море-атмосфера при одновременной регистрации параметров морского волнения.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства,

На фиг. 1 представлено устройство для измерения параметров течений, разрез, на фиг, 2 - блок-схема измерителя.

Корпус устройства представляет собой трубу 1, в верхней части которой встроен электромагнитный преобразователь 2. По окружности трубы имеется ряд отверстий 3, расположенных равномерно по всей длине корпус.а, которые служат для уменьшения веса конструкции и облегчения проникновения воды к чувствительным элементам (струнам) 4 и 5« Посередине трубы встроен электромагнит 6. Внутри Трубы, на натяжном винте 7 и пальце 8, закреплены струны 4 и 5. Струна 4, являющаяся вибрирующим чувствителным элементом, вьтолнена из ферромагнитного материала, покрытого гидроизоляцией. Она может быть выполнена из синтетической нити, имеющей в месте расположения электромагнита ферромагнитный стержень или шар (не показано) . Резистивный чувствительный элемент (струна 5) расположен параллельно вибрирующему чувствительному, элементу 4 и выполнен из высокоомного немагнитного провода (например, вольфрама). В палец 8 встроена втулка 9, имеющая сквозное осевое отверстие для прохода струны. К струне.4 жестко закреплен шар 10, являюш 1йся чувствительным элементом, воспринимающим скоростной напор. Сочленение шара 10 с втулкой 9 выполнено шар по шару с целью исключения ущемлений.

.Блок-схема измерителя течений состоит из электромагнитного преобразо вателя 2, электромагнита 6, резистивного чувствительного элемента 5, усилителя 11, смесителя 12, амплитудного селектора 13, усилителя 14 мощности, преобразователя 15 сопротивление-частота и регистра 16.

Устройство работает следуюш:им образом.

Корпус устройства погружают в воду так, что нижний конец трубы находится ниже основания волны.При включении электромагнита 6 возникают колебания струны 4, частота которых пропорциональна силе ее натяжения, вызванной действием скоростного напора на шар. При этом с увеличение действующей силы увеличивается отклонение шара в сторону действия вектора потока. Происходит изменение натяжения струны и, следовательно, изменение частоты ее колебаний.

При работе устройства вблизи границы раздела море-атмосфера в уелоВИЯХ морского волнения возникает . аддитивная помеха, вызванная генерацией стационарных течений поверхностными волнами при этом скорость течений по глубине не одинакова. Изме- нение частоты колебаний струны 4 происходит не только при изменении силы ее натяжения, но также вследствие вариации распределенной силы вязкого трения вибрирующей струны о воду в зависимости от глубины ее погружения. Это может привести к дополнительной погрешности при измерении скорости поверхностных течений Для устранения этого недостатка высота волны измеряется резистивным чувствительным элементом 5, оммическое сопротивление которого изменяется из-за шунтирукяцего действия морской волны.Колебания струны 4 воспринимаются электромагнитным преобразователем 2. Далее через усилитель 11 сигнал подается на смеситель 12, на второй вход которого последовательно через преобразователь 15 сопротивление-частота поступает сигнал с резистивного чувствительного элемента 5.На выходе смесителя 12 частота пропорциональна скорости течения. При этом погрешность, вызванная изменением частоты вследствие вариации распределенной силы вязкости трения вибрирующей струны о воду, исключается. Сигнал с выхода смесителя 12 поступает на регистратор 16. Так как колебания струны 4 являются затухающими, сигнал с усилителя 11 поступает на амплитудный селектор 13. Как только амплитуда колебаний струны становится равной порогу чувствительности электромагнитногъ преобразователя, срабатывает амплитудный селектор, сигнал с 3 которого поступает на усилитель 14 мощности и далее, на электромагнит 6, Процесс повторяется, т.е. после действия каждого очередного импуль1177747са амплитуда колебаний струны возрастает, а 3at&t постепеино затухает, срабатьгаает пороговое устройство и т.д.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕЧЕНИЙ, содержащее ферромагнитную струну, установленную внутри трубки, возбуадающий электромагнит, преобразователь колебаний струны, связанный через последовательно соединенные усилитель, амплитудный селектор и усилитель мощнос..„SUnn.l 177747. А

иг./

Фиг.2