Способ определения волнового давления у поверхности моря Советский патент 1987 года по МПК G01L11/00 

11

Изобретение относится к океанографической технике, в частности к способам определения значений волнового давления у поверхности моря.

Цель изобретения - сокращение времени определения волнового давления у поверхности моря.

На черетеже изображена принципиальная схема устройства для осущест- вления способа определения волнового давления у поверхности моря.

Устройство содержит два преобразователя 1 и 2 волнового давления в электрический сигнал, установленный на одной вертикали соответственно на глубинах Z,, и

,,, „ Z- квадратор 3 элекГм p

трического сигнала, делитель 4 электрических сигналов, блок 5 обработки и регистрации электрических сигналов Сротношение глубин Z и Z удовлетворяет равенству Zg. 2,30 - 2,45,

Квадратор 3 подключен к выходу преобразователя 1 и осуществляет операцию возведения сигнала во степень. Делитель 4 подключен к выходам квадратора 3 и преобразователя 2 и осуществляет операцию деления выходного сигнала квадратора 3 на выходной сигнал преобразователя 2. Выходной сигнал делителя 4 воспринимается блоком 5 обработки и регистрации.

Известно, что в точке установки преобразователя на выбранной глубине Z проявляется.полное давление, равное сумме гидростатического давления Pf столба жидкости высотой Z при отсутствии волн на поверхности и волнового давления Р, вызванного волнами на поверхности.

Преобразователь волнового давления в электрический сигнал представляет собой дифференциальный манометр выходной электрический сигнал которого пропорционален раэностгг полного давления и-гидростатического давления.

Квадратор и делитель дотя электрических сигналов, представленных в виде напряжения постоянного тока,, могут быть выполнены например, на базе микросхемы типа К 525ПС1 - аналогового перемножителя сигналов.

Для обработки и регистрации волнового давления у поверхности моря возможно использование серийно выпускаемых шлейфовых осциллографов или само

пишущих электронных потенциометров, например, типа КСП-4.

Способ осуществляют следующим образом.

Изменения волнового давления на глубинах Z и Z-, с помощью преобразоN4 V

вателей 1 и 2 преобразуются в электрические сигналы, например напряжение постоянного тока, пропорциональные соответственно волновым давлениям P(Z, t) и P(Zp, t):

E,(t) KP(Z, t);

R5,(t) KP(Zg, t),

где t - время измерения;

К - коэффициент преобразования. Выходной сигнал Е (t) с помощью квадратора 3 возводится во.вторую степень. На выходе квадратора имеем

20 напряжение Е д (t), определяемое по

г 2 К Р (Z,

5

формуле

(t) Е; (t) K p (z, t).

Делитель 4 осуществляет деление напряжения Е -(t) на напряжение Е (t) 25 т.е.

F fO - - К ) - E(t} - P(Z, t) .

где Е (t) - напряжение, пропорционалное величине волнового давления у поверхности моря.

Напряжение E(t) непрерывно регистрируется блоком 5 в реальном масштабе времени.

Таким образом, используя предлагаемый способ, можно непрерывно определять параметры ветрового волнения непосредственно на поверхности и тем самым повысить оперативность прогно- 40 зирования волнового режима на морях и крупных водохранилищах, что необходимо для целей судоходства, морской геологии и для других отраслей народного хозяйства.

35

50

5

Зная изменение волнового давления Р(0, t) во времени, можно определить параметры ветрового волнения - высоту волн, их период, длину и другие величины, используемые для составления прогнозов и проведения океанологических расчетов.

Полученные выражения применимы для всех случаев измерения ветрового g волнения,-когда глубины измерения

волнового давления Z и

меньше

половины глубины моря И, т.е. Z Z Ш,5 Н как на шельфе (100-200 м), так и для- случаев более мелкой воды.

31

Предлагаемый способ можно использовать не только в морских условиях, но также на крупных озерах и водохранилищах, при этом способ обеспечивает измерение волнового давления у поверхности воды непосредственно в темпе измерения волнового давления на глубине.

Формула изобретения

Способ определения волнового давления у поверхности моря, заключающийся в измерении волнового давления на выбранной глубине и математической обработке измеренных значений давлений, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени

определения, дополнительно одновременно измеряют по той же вертикали волновое давление на другой глубине, меньшей, или большей первой выбранной глубины, и определяют значение волнового давления Р(0, t) у поверхности моря по следующей зависимости:

10

р(0 t)

t/ ,P(Z., t)

где P(Z, t) и P(Z,

, t) - значения давления на меньшей и больволнового

шей глубинах соответственно в момент времени t;

Z и Z - меньшая и большая глубина соответственно, причем соотношение глубин принимают следующее:

Ъ ZM

2,30 - 2,45.

Изобретение относится к океанографической технике. Цель изобрете:jp- г М-4 25 кия - сокращение времени определе.ния волнового давления. Изменения волнового давления с помощью преобразователей 1 и 2 преобразуются в электрические сигналы, величина которых пропорциональна разности полного давления и гидростатического давления. Напряжение, пропорциональное величине волнового давления у поверхности моря, непрерывно регистрируется блоком 5 в реальном масштабе времени. Зная изменение волнового давления во времени, можно определить параметры ветрового волнения - высоту волн, их период, длину и другие величины, 1 ил,с : ю з: ) N5 Ю