Экспериментальное исследование спектральной структуры морских волн имеет большое значение для теории морских волни нозволяет получить большое количество ценных практических данных. Оно дает возможность построить так называемые кривые обеспеченности высот и периодов волн, кривые энергетического спектра волн и, наконец, дает полное представление о видимом спектре морских ветровых волн и зыби.
Однако известные устройства, применяемые для этой цели, позволяют производить статистический подсчет количества волн либо ио их высотам, либо по их периодам. Эти устройства обычно содержат датчик волнения - веху с электрическими контактами, блок автоматического управления, блок измерения высот волн в виде нескольких параллельных каналов с входными и запоминаюшими реле и блок фиксации периодов волн, вклЕочающий в себя заданное количество временных реле.
Предлагаемое устройство позволяет производить автоматический подсчет статистического распределения количества морских волн одновременно по их высотам и периодам, а также дает представление об обцдем количестве волн, прошедших через фиксированную точку. Для этой цели в приборе применена матричная система электромагнитных счетчиков, находяшихся на иередней нанели, каждый элемент которой подсчитывает за время измерения количество морских волн только данной высоты и периода, соответствующих номеру строки и столбцу матричного элемента. К одним рядам шин этой системы подключень соот№ 141545- 2 ветствующие запоминающие реле блока измерения высот волн, а другие ее ряды связаны с соответствующими временными реле блока фиксации периодов волн.
Прибор имеет десять амплитудных каналов, соответствующих матричным строкам на передней панели, и девять периодных каналов, соответствующих матричным стлобцам. Десять амплитудных кана.юв со ответствуют десяти контактам волномерной вехи, являющейся приемной частью прибора. Девять периодных каналов с помощью системы из одиннадцати временных реле, имеЕОщих выдержку времени 0,25 сек или 0,50 сек., в зависимости от положения переключателя осуществляют измерение периодов в диапазоне 2-4 сек или 4-8 сек.
На передней панели прибора насчитывается, таким образом, 90 электромагнитных счетчиков, причем волны с минимальной высотой и минимальным периодом фиксируются самым нижним и самым левым счетчиком, а волны с максимальной высотой и максимальным периодом - самым верхним и самым правым счетчиком.
Прибор выполнен в виде отдельных блоков: амплитудного, периодного, управляющего и блока счетчиков, заключенных в общий корпус. Амплитудный блок содержит командное реле и несколько параллельных каналов, в каждом из которых установлены входное и запоминающее реле. Периодный блок включает в себя заданное количество временных и электромагнитных реле. В блок автоматического управления входят элементы сброса входных реле, подачи сигнала об амплитуде волны на соответствующее запоминающее реле, команды отсчета, сброса временных и запоминающих реле, а также запуска временных реле. Запоминающие реле амплитудного блока подключены к одним рядам соответствующих щин матричной системы электромагнитных счетчиков, а временные реле периодного блока к другим рядам соответствующих щин той же системы электромагнитных счетчиков.
Точность подсчета высот волн определяется межконтактным расстоянием волномерной вехи; так для высоты волны равной 1 м и расстоянии между контактами 5 см погрещность фиксирования высоты составит 5%. Максимальная погреолность в определении периода будет меняться от 12,5% до 6% в зависимости от диапазона измерения периодов.
На чертеже приведена блок-схема амплитудно-периодного анализатора волнения.
В результате прохождения волны срабатывает первый амплитудный канал. Одновременно сигнал поступает в систему реле В, которая включает реле выдержки времени 3, вырабатывающее импульс «отсчет. Выдержка времени реле 3 составляет одну или две секунды в зависимости от предела измерения периода. Если высота волны такая, что она не вызывает срабатывания второго амплитудного канала, то по истечении времени выдержки реле 3 подает сигнал «отсчет на периодные каналы (реле Д) и далее на матричную систему счетчиков Спк (где л - номер строки, а к - номер столбца). В результате срабатывает счетчик, находящийся в матрице на пересечении замкнутого запоминающего реле амплитудного канала и сработавшего в данный момент временного реле периодного канала.
Если срабатывают два или несколько амплитудных каналов, что будет в случае большой высоты волны, то импульс «отсчет поступает на периодный канал лишь после срабатывания амплитудного канала, соответствующего данной высоте, так как работа .реле выдержки времени 3 начинается каждый раз снова после срабатывания любого из десяти амплитудных каналов. После отсчета периода и высоты прощедщей волны происходит сброс всех временных реле периодного канала и новый их запуск импульсами «сброс / и «запуск, поступающими с систем Я и /С. начинается счет периода даииой волны.
Кроме того, с системы И импульсом «брос 3 сбрасывается система запоминающих реле Б. По мере прохождения волны через волномерную веху, контакты последней будут размыкаться. Как только разомкнется первый ее контакт, то с системы реле В через систему реле Ж поступает сигнал «переход на запоминающую систему реле Б. Последняя устроена так, что в ней запоминается лишь одно значение высоты волны, а именно, максимальное. Это исключает возможность срабатывания нескольких счетчиков, кроме того, наличие системы запоминания вызвано необходимостью производить отсчет волны в тот момент, когда она сама уже прошла и на вход анализатора воздействует следующая волна. После того, как высота волны запомнилась, на все входные реле амплитудных каналов подается с системы реле Е импульс «сброс и прибор подготавливается к приему сигналов от прохождения следующей волны; весь процесс повторяется.
Предмет изобретения
Устройство для автоматического подсчета распределения высот вегровых волн в море по заданным периодам, содержащее датчик волнения, например веху с электрическими контактами, блок автоматического управления, блок измерения высот волн, выполненный в виде нескольких параллельных каналов с входными и запомииающими реле, и блок фиксации периодов волн, включающий в себя заданное количество временных реле, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности подсчета, в нем применена матричная система электромагнитных счетчиков, к одним рядам шин которой подключены соответствующие запоминающие реле блока измерения высот волн, а другие ее ряды электрически связаны с соответствующими временными реле блока фиксации периода воли.
