Устройство для измерения высоты поверхностных волн Советский патент 1988 года по МПК G01C13/00 

1 7

Изобретение относится к океано-; графическим измерениям, предназначено для определения амплитуды волны в зависимости от ее длины и позволяет расширить функциональные возможности устройства. Сигналы с волнографов 7 измерителя 4 фазовой скорости через аналого-цифровые преобразователи 9 поступают на входы блока 8 вычисления времени задержки. Сформированное время задержки поступает на сумматор 5. С волнографов 2 антенной решетки сигналы через аналого-цифровые преобразователи 9 поступают на линии 3 задержки. Сумматор 5 произво-, дит считывание сигналов с каждой линии задержки в соответствии с временем задержки для данной линии. В результате последующего суммирования на выходе сумматора вследствие син- фазности сигналов формируется инфор- § мационный сигнал, усиленный в п раз, который поступает далее на регистратор 6. 1 ил.

.

Изобретение относится к океанографическим измерениям, в частности для определения амплитуды (или энергии) волны в зависимости от ее длины.

Цель изобретения расширение фун циональных возможностей устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения высоты поверхностных волн для случая, - когда число волнографов в одномерной антенной решетке равно шести (стрелкой показано направление распространения волн),

Устройство содержит одномерную антенную решетку 1, состоящую из волнографов , шесть регулируемых линий 3 задержки, измеритель 4 фазовой скорости, сумматор 5 и регистратор 6.

Каждый волнограф 2 выполнен в виде полупогр ткенной высокоомной струны, соединенной с - преобразователем изменения сопротивления струны в электрический сигнал. Вол- нографы 2 установлены вдоль прямой линии по направлению распространения волны на равном расстоянии один от другого. Расстояние между волнографами выбирают с учетом пред- полагаемого диапазона исследуемых длин волн, задавая определенное время задержки между соседними волнографами. Например, для океана характерная длина волны А 100 м, что соответствует периоду Т 10 с. Если выбрать время задержки & t между двумя соседними волнографами, близкое 0,5 с, то расстояние 1 между ними определяется из соотношения

f /1 ilAti I (4t/T)

1 5 м.

В качестве линии 3 задержки мож- ко использовать магнитный накопитель (магнитофон . Выходы регулируемых линий задержки соединены с входом сумматора 5 через интер4)ейс, согласующий магнитный накопитель с мини- ЭВМ сумматора (не показан),

Измеритель А фазовой скорости вьтолнен в виде AByif волнографов 7 и блока 8 вычисления времени задершей (например, ЭВМ Электроника-бО). Волнографы 7 аналогичны волнографам 2 и расположены вдоль прямой, в направлении которой ориентирована одномерная антенная решетка 1. Для

0 5 0

g

с

0

стыковки волнографов 7 с-блоком 8 (а также волнографов 2 и линий 3 задержки) могут быть использованы стандартные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 9, например, типа Ф4880 или Ф7077/2 и интерфейсные платы (не показаны). Выход блока 8 вычисления времени задержки является выходом измерителя 4 и соединен с входом сумматора 5. В качестве сумматора 5 может быть использована Электроника-60. Возможно объединение функций блоков 5 и 8 на одной . микро-ЭВМ. Вьгход сумматора 5 соединен с входом регистратора 6.

На примере одного сеанса измерений устройство работает следзтощим образом.

В начале сеанса измерений измеритель 4 фазовой скорости определяет фазовую скорость Сф посредством волнографов 7, установленных на заданном расстоянии один от другого. Фазовая скорость Сф рассчитьшается микро-ЭВМ 8 по сдвигу максимума взаим ной корреляционной функции 4г и равна Сф S/4r, где S - расстояние между волнографами 7,

Затем микро-ЭВМ определяет время задержки ut для каждого волнографа 2 .

Информация о времени задержки /It поступает в сумматор 5, который производит считьшание сигналов с каждой линии 3 задержки с соответствующим для данной линии-временем задержки.

В результате сигналы всех волнографов оказываются синфазными, и после сумматора 5 на регистратор 6 поступает сигнал, усиленный в п раз.

Длина волны рассчитьшаётся по формуле А СфТ, где Т - период основных энергонесущих волн. Для узкополосного процесса, каковыми являются поверхностные волны, период Т легко определяется по корреляционной функции или по частоте максимума спектра Т Д 0 частота мак- симума.

Если изменяются характеристики исследуемого поля, например, длина волны и соответственно ее фазовая скорость, то устройство учитывает зто автоматически измерив.новую фазовую скорость и откорректировав соответственно время задержки.

3 1439А06

Формула изобретениячислу волнографов антенной решетки,

последовательно соединенными с вхоУстройство для измерения высотыдом регистратора блоком вычисления

поверхностных волн, содержащее пер-времени задержки и сумматором, выховый волнограф в виде высокОомной ды первого и второго волнографов честруны и регистратор, отличаю-рез соответствующие аналого-цифровые

щ е е с я тем, что, с целью расшире-преобразователи соединены с входами

кия функциональных возможностей,блока вычисления времени задержки,

оно снабжено вторьм волнографом, ан-IQ а выходы волнографов антенной решеттенной решеткой в виде группы вол-ки через соответствующие аналогонографов, аналого-цифровь1ми преобра-цифровые преобразователи и регулизователями по числу волнографов,руемые линии задержки соединены с

регулируемыми линиями задержки повходом сумматора.