Устройство для измерения температуры и давления глубинных слоев морской воды Советский патент 1986 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в океанофрай ии, гидроэнергетике, гидрографии и Других областях, где решается задача измерения давления и температуры глубинных слоев морской воды.

Известно устройство для измерения параметров водной среды, содержащее измерительный погружной контейнер, линию связи, бортовое устройство; в состав которого входят блок приема и преобразования,- схема управления, блок выбора частоты опроса и устройство обработки измерительной информации. Значения измеряемых параметров давления и температуры, полученные при последовательном .опросе измерительных преобразователей, преобразуются в частотно-модулированный сигнал и через линию связи подаются на устройство обработки результатой, расположенное на борту l .

Недостатком этого устройства является сложность и высокая стоимость как измерительной, так и обрабатьшаю щей аппаратуры. ...

Наиболее близким к изобретению по технической сзгашости является устройство для измерения температзгры и давления глубинных слоев морской во- дь1, содержащее измерительный зонд с первичными преобразователями температуры и давления и устройство функционального преобразования сопротивление - частота положительных импульсов и сопротивление - частота отри- цательньк импульсов, выход которого связан через одножильньШ кабель с двумя бортовыми частотомерами Измерительный зонд имеет два преобразо- вателя (температуры и давления) в частоту. В качестве чувстви ельных элементов применяется термистор и вибрационный датчик давления. С вы- -хода преобразователя температуры в одножильный кабель передается последовательность положительных импульсов , а с выхода преобразователя давления - последовательность от зица- тельных импульсов. Таким образом, на бортовое устройство поступают две последовательности прямоугольных импульсов разной полярности, где происходит разделение сигналов температуры и давления по частоте 2 .

Недостатком изв естного устройства является то, что двухканальный ва

25

239573 2

риант изготовления устройства функцИ онального преобразования имеет габариты, искажающие гидродинамические характеристики зонда. К тому же тре- 5 буется раздельная регулировка каждого из каналов.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повьппение надежности устройства.

10 Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения температуры и давления глубинных слоев г( . морской воды, содержащем измерительный зонд с первичными преобразовате-, 15 лями температуры и давления и устройство функционального преобразова- .ния сопрот.ивление - частота положи- . тельных импульсов и сопротивление - частота отрицательных импульсов, вы- 20 ход которого связан через одножильный кабель с двумя бортовыми частотомерами, устройство функционального преобразования состоит из последовательно соединенных каскадов интегратора и компаратора, причем к инвертирующему входу интегратора подсоединены перЬичные преобразователи давления и температуры, вторые концы которых через диоды соответственно - 30 в прямом и обратном включении подсоединены к общей шине через пару встречно включенных стабилитронов, а через сопротивление соединены с выходом кбмпаратора. 35 На чертеже изображена блок-схема устройства. .

Устройство для измерения температуры и давления глубинных слоев морской воды содержит измерительный 40 зонд 1 с первичными преобразователями температуры 2 и давления 3.- Выход устройства функционального преобразования (9 ФП) 4 сопротивление - частота положительных импульсов и сопро- 45 тивление - частота отрицательных импульсов через одножильный кабель 5 соединен с бортовыми частотомерами 6 и 7. . .

УФП 4 содержит последовательно 50 соединенные каскады интегратора 8 и компаратора 9. Первичные преобразователи температуры и давления одним концом подсоединены к инвертирующему входу интегратора 8. .

55 Вторые концы первичных преобразователей 2 и 3 через диоды 1.0 и 11 соответственно в прямом и обратном включении подсоединены к общей шггае

3

общей точкой соединения через пару встречно включенных стабилитронов 12 и через сопротивление 13 эта же точка соединения диодов 10 и 11 соединена с выходом компаратора 9, который одновременно является выходом измерительного зонда.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения устройства по входу интегратора 8 подключается при положительном периоде выходного импульса первичный преобразователь 2 температуры, при отрицательном - первичный цреобразователь 3 давления. С вьщода интегратора 8 сигнал посту- йает.иа инвертирующий вход компаратора 9 с ксированным порогом сраба- тьшания. .В момент -равенства рабочего сигнале с заданного порогового значения происходит переключение состояния выхода на противоположную полярность. Соответственно при обратной полярности (отрицательной) на выходе по цепи обратной связи сигнал п.од.ает- ся уже на первичный преобразо- ватель 3,

Поскольку время формирования импульса определенной полярности зави- сит от величин сопротивлений первичных преобразователей 2 и 3, то на выходе имеется последовательность прямоугольных импульсов разной по- лягрности,. причем длительность положительных импульсов несет информацию о температуре, длительность от- рицательных - о глубине.

Импульсы по одножильному кабелю 5 поступают на бортовые частотомеры 6 и 7, причем один из них работает в режиме счега положительных импульсов, другой отрицательных.

395734

В предлаг яе,мом устройстве нсполы зованы типобые блоки интегратора и компаратора на микросхемах, частотомеры-хронометры.

5 Технико-экономический эффект от изобретения по сравнению с известным устройством заключается в повышении надежности работы зонда за счет уменьшения числа рабочих элементов, to снижения веса и габаритов устройства зонда и, как следствие, улучшении его гидродинамических характеристик, что повышает производительность труда..

15

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры и давления глубинных слоев мор20 ской воды, с.одержащее измерительный зонд с первичными преобразователями температуры и давления и устройство функционального преобразования сопротивление - частота положительных им25 пульсов и. сопротивление - частота отрицательных импульсов, выход которого связан через одножильный кабель с двумя бортовыми частотомерами, отличающееся тем, что,

Q с целью упрощения конструкции и по- вьшения надежности устройства, устройство функционального преобразо- вания состоит из последовательно соединенных каскадов интегратора и ком-, паратора, причем к инвертирую1цему входу интегратора подсоединены первичные преобразователи давления, и температуры, вторые концы которых через диоды соответственно в прямом и обратном включении подсоединены к общей шине через пару встречно включенных стабилитронов, а через сопротивление соединены с выходом компа- ратора.

5

0

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении давления и температуры глубинных слоев воды. Целью изобретения является упрощение и повьппение надежности-устройства, что достигается тем, что устройство функционального преобразования состоит из .последовательно соединенных каскадов интегратора и компаратора, хфичем к инвертирующему входу интегратора подсоединены первичные преобразователи давления и температзфы, вторые концы которых через иОды соответственно в прямом и обратном включении подсоединены к общей пшне .через пару встречно включенных ста- билитроНов, а через сопротивление соединены с выходом компаратора 1 ил. (Л