Устройство для определения параметров состояния морской воды в натурных условиях Советский патент 1992 года по МПК G01N29/00 

разнесенных измерительных объемов первичных преобразователей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения при натурных измерениях взаимосвязанных гидрологических параметров морской воды, содержащее герметичный корпус с размещенной в нем электронной частью первичных измерительных преобра,- зователей, первичный измерительный пре- образователь гидростатического давления и гидрометрическую пару ТХ-типа из первичного измерительного преобразователя температуры с резистивным термочувствительным элементом, помещенным в защитный капилляр, и первичного измерительного преобразователя, а по полученным данным вычисляются с помощью эмпирических формул плотность, соленость и другие необходимые параметры состояния морской воды.

Недостатком известного устройства является погрешность, вносимая неучтенным влиянием на величины определяемых параметров состояния морской воды растворенного в морской воде углекислого газа, так как применяемые методики определения параметров состояния морской воды по известным эмпирическим соотношениям не содержат корректировки воздействия этого фактора ни при калибровке используемых измерительных преобразователей проводимости и скорости звука, ни при натурных измерениях. Это приводит к существенной величине погрешности, так как содержание растворенного в морской воде углекислого газа значительно колеблется в зависимости от самых разнообразных параметров, являясь а то же время необходимым параметром для ряда прикладных исследований, например при определении процессов водного метаболизма; показано, что на глубинах до 35 м расчетное значение скорости звука превышает измеренную абсолютную скорость звука в среднем на 7-9 м/с с максимальным превышением до 15 м/с, в диапазоне до 100 м измеренная величина абсолютной скорости звука превышает расчетное значение на 1,5-10 м/с.

Цель изобретения - повышение точности за счет определения влияния растворен- ного в морской воде углекислого газа на параметры состояния морской воды.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее герметичный корпус с размещенной в нем электронной частью первич- ных измерительных преобразователей, первичный измерительный преобразователь гидростатического давления, первичный измерительный преобразователь температуры с резистивным термочувстви-

тельным элементом, помещенным в защитный теплопроводный капилляр, и первичный измерительный преобразователь электропроводимости, введены измеритель скорости звука с акустической базой, ограниченной излучателем и отражателем, термобарокомпенсационные опоры, первичный измерительный преобразователь электропроводимости выполнен бесконтактным и размещен соосно акустической базе между излучателем и отражателем, излучатель закреплен на корпусе, защитный теплопроводный капилляр первичного измерительного преобразователя является отражателем и размещен на термобароком- пенсационных опорах плоскопараллельно излучателю.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - устройство, общий вид.

Принципиальная схема устройства (фиг. 1) включает первичный измерительный преобразователь давления I,электрически соединенный с электронной частью всех первичных измерительных преобразователей II, электрическую линию связи III, соединяющую-блок первичных измерительных преобразователей с совмещенными измерительными объемами IV.

Устройство (фиг. 2 и 3) содержит металлический корпус 1 бесконтактного первичного измерительного преобразователя электропроводимости, фланец 2 из диэлектрика, защитный теплопроводный капилляр 3 первичного измерительного преобразователя температуры, являющийся отражателем ультразвуковых зондирующих импульсов, генерируемых измерителем скорости звука, закрепленный на покрытых диэлектриком верхних частях 4 опор. Фланец 2 через герметизирующее уплотнение 5 установлен на корпусе 1 и зафиксирован на нем зажимной гайкой 6. Внутри корпуса 1 размещены две обмотки 7 и 8 трансформатора, цилиндрическая часть фланца 2 в виде трубки 9 с калиброванным отверстием соединена с корпусом 1 через герметизирующее уплотнение 10. Корпус 1 бесконтактного первичного измерительного преобразователя электропроводности соединен с корпусом электронной части опорами 11, в которых размещены электрические цепи, соединяющие с электронным блоком обмотки 7 и 8 трансформатора. Верхние части 4 опор, на которых размещен защитный капилляр 3 первичного измерительного преобразователя температуры, соединены соосно со своими нижними частями 12. Измеритель скорости звука излучает ультразвуковые зондирующие импульсы излучателем 13,

герметично установлен на фланце 14 в корпусе электронного блока, на поверхности которого размещено отверстие 15 первичного измерительного преобразователя гидростатического давления. Цилиндрическая 5 часть 16 приборного корпуса оканчивается герметичным посадочным гнездом 17 и электрическим разъемом 18, на ней же размещены опоры 19 нижних частей стоек 12 и термокомпенсационные трубки 20 этих 10 опор.

Устройство работает следующим образом.

Набегающий на устройство поток морской воды проходит через калиброванное 15 отверстие трубки 9 первичного измерительного преобразователя электропроводности, измерительный объем которого представляет собой цилиндр, диаметр которого равен диаметру калиброванного отверстия трубки 20

9,а высота ограничена торцами трубки 9, которая представляет одну деталь с фланцем 2 из диэлектрика, герметично уплотненную на корпусе 1 резиновыми кольцами 5 и

10,закрепленную зажимной гайкой 6. Пер- 25 вичный измерительный преобразователь электропроводности размещен на полых герметичных опорах 11 на торцовой части цилиндрического приборного корпуса 16, в которых проложены электрические цепи, 30 соединяющие с электронной частью обмоток 7 и 8 трансформатора. Импульсно-цик- лический измеритель скорости звука излучает ультразвуковые зондирующие импульсы излучателем 13, которые проходят 35 через измерительный обьем первичного измерителя электропроводности, ограниченный калиброванной трубкой 9, отражается

от защитного теплопроводного капилляра 3 первичного измерительного преобразова- 40 теля температуры и приходит обратно на излучатель 13, работающий в этот момент в режиме приема.

. Термобарокомпенсация акустической базы измерителя скорости звука обеспечи- 45 вается за счет такого подбора материалов опор 12, 20 и корпуса излучателя t3, что относительно корпуса 16 удлинение корпуса излучателя 13 под воздействием температуры на Л 1Изл равно удлинению опор 12 и 20, на которых закреплен защитный теплопроводный капилляр первичного измерительного преобразователя температуры 3 - на Alonop. откуда при Д1опор . h0n x ой. где Ь0п - высота опоры, превышающая уровень отсчета от корпуса, м; пизл - высота излучателя, превышающая уровень отсчета от корпуса, м; а (г) - температур-i ный коэффициент линейного расширения материалов опоры (излучателя), 1/град.

Использование предлагаемого устройства позволит учитывать влияние растворенного в морской воде углекислого газа на определяемые в натурном эксперименте параметры состояния морской воды.

Формула изобретения

Устройство для определения параметров состояния морской воды в натурных условиях, содержащее герметичный корпус с размещенной в нем электронной частью первичных измерительных преобразователей, первичный преобразователь гидростатического давления, первичный измерительный преобразователь температуры с резистивным чувствительным элементом, помещенным в защитный теплопроводный капилляр, и первичный измерительный преобразователь электропроводности, отличающееся тем. что, с целью повышения точности за счет определения влияния растворенного в морской воде углекислого газа на параметры состояния морской воды, в него введены измеритель скорости звука с акустической базой, ограниченной излучателем и отражателем, тер- мобарокомпенсационныеопоры,

первичный измерительный преобразователь электропроводности выполнен бесконтактным и размещен соосно с акустической базой между излучателем и отражателем, излучатель закреплен «а корпусе, защитный теплопроводный капилляр первичного измерительного преобразователя является отражателем и размещен на тер- мобэрокомпенсационных опорах плоскопараллельно излучателю.

Устройство для определения параметров морской воды в натурных условиях относится к области гидрофизических измерений и может быть использован для определения солености, плотности и других параметров морской воды в натурных условиях. Целью изобретения является повышение точности за счет определения влияния растворенного в морской воде углекислого Изобретение относится к гидрофизическим измерениям, обеспечивает точное определение средних и пульсационн ых значений солености и других параметров морской воды в натурных условиях. Известны устройства для автоматического определения в условиях Океана параметров состояния морской воды (температуры, солености и плотности) синхронно измеряют величины оптического показателя преломления и скорости звука в морской воде при одинаковом пространстгаза на параметры состояния морской воды. Цель достигается тем. что в устройство, содержащее герметичный корпусе размещенной в нем электронной частью первичных измерительных преобразователей, первичный измерительный преобразователь гидростатического давления, первичный измерительный преобразователь температуры с резистивным термочувствительным элементом, помещенным в защитный теплопроводный капилляр, размещенный на тер- мобарокомпенсационных опорах, введен измеритель скорости звука с акустической базой, ограниченной излучателем и отражателем. Первичный измерительный бесконтактный преобразователь электропроводности размещен соосно с акустической базой между излучателем и отражателем. Излучатель закреплен на корпусе, защитный теплопроводный капилляр первичного измерительного преобразователя является отражателем и размещен на термобарокомпенсационных опорах плоскопараллельно излучателю. 3 ил. венном разрешении, по которым затем вычисляют искомые величины температуры, солености и плотности по известным эмпирическим соотношениям. Недостатком известных устройств является большая погрешность, обусловленная несовершенством применяемых эмпирических зависимостей для оптического показателя преломления, невозможность применения на больших глубинах, в мутных водах, неудовлетворительные пространственно-временные параметры вследствие Ё Сл) VJ Ы СО О

Фиг.З