Способ определения солености морской воды в реальном масштабе времени Советский патент 1992 года по МПК G01N27/06 

(Л

С

Использование: гидрологические и океанографические работы. Сущность изобретения: в натурных условиях осуществляют на заданной глубине в локальном обьеме совместные измерения электропроводности, температуры и гидрологического давления. Причем температуру измеряют с временным сдвигом относительно электропроводности, который определяют исходя из фазовых характеристик измерительных каналов температуры и электропроводности в реальном режиме зондирования. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для комплексного исследования параметров среды при океанографических исследованиях.

Известен способ определения солености морской воды, основанный на измерении кондуктометрической характеристики среды в реальном масштабе времени.

Способ обладает низкой точностью, так как не учитывает влияние дестабилизирующих факторов давления, температуры, включений и ар.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения солености морской воды в реальном масштабе времени, заключающийся в том, что в локальном обьеме морской воды одновременнр измеряют температуру, электропроводность и гидроста . ическое давление и по предварительно построенной

градуировочной кривой вычисляют соленость. Способ осуществляется при помощи океанографического зонда, в котором размещены измерители давления, электропроводности и температуры.

Недостатком способа является наличие динамической составляющей погрешности совместных измерений.

Цель изобретения - повышение точности определения солености за счет снижения динамических ошибок.

На фиг.1 даны фазовые характеристики каналов; на фиг.2 - структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

При формировании кадра информации, включающего в себя по одному значению к , Т и Р, вводят фиксированную задержку между последовательными опросами датчиков электропроводности и температуры Соле-Ч XI

3

О

ность при таком способе выражается в виде зависимости

S (t+ At), к(i), P(t),(1)

где S - соленость;

Т - температура;

к-удельная электропроводность;

Р - давление;

t - очередной момент опроса датчиков;

At-указанная временная задержка.

Временная задержка At вычисляется по формуле

1 VCP

1 1

2 л Ki Фэ (Ki) Фт (Ki)

-л

(2лгК)2

где VCp - средняя скорость зондирования

Фэ(К). Фт(К) - значения фазовых характеристик измерительных каналов электропроводности и температуры соответственно в точке с волновым числом KI при отсутствии задержки между моментами измерения электропроводности и температуры (см/фиг J).

Km I

К|

N

(i 1,2...N)

(3)

где KI - волновое число, при котором амплитудная характеристика датчика температуры равна 0,1;

N - число точек аппроксимации фазовых характеристик,

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

2,По зависимости (Нт)2 относительно аргумента - волнового числа К определяется такое Km, что Нт(Кт)2 0,1.

Экспериментально при заданной скорости зондирования VCp и временной задержке At 0 определяются значения фазовых характеристик датчиков температуры и

электропроводности Фт(К|)и Фэ(К|)соответ- I/

ствеино, где KI - I (I 1...N); N - количество точек аппроксимации (произвольное число не менее 20).

Т составляет At.

6 По измеренным значениям /c(t), T(t + + At), P(t) рассчитывают соленость,

5

10

15

20

25

45

30

35

40

50

Операции, перечисленные в пунктах 1- 4, являются градуировочными.

Устройство (фиг.2) содержит первичные преобразователи (ПП) давления 1, электропроводности 2 и температуры 3, три аналого-цифровых преобразователя (АЦП) 4-6, три буферных регистра (УБР) 7-9, формирователь импульсов считывания (ФИС) 10, блок регулируемой задержки (БРЗ) 11, генератор 12 тактовых импульсов (ГТИ) и счетчик 13 тактовых импульсов (СТИ). Выходы ПП подключены к входам соответствующих АЦП, выходы которых, в свою очередь, подключены к входам УБР. При этом входы параллельного считывания УБР 7, 8 каналов давления и электропроводности подключены к выходу ФИС 10, а аналогичный вход УБР 9 канала температуры подключен к выходу БРЗ 11, вход которого подсоединен к выходу ФИС 10. К выходу БРЗ 11 подключен также вход ГТИ 12, выход которого соединен с входом СТИ 13. С его первого выхода заведена обратная связь на блокирующий вход ГТИ 12. а второй выход СТИ подключен к входам управления последовательным выводом информации УБР 7-9. Вывод последовательного выхода информации УБР 7 канала давления соединен с входом последовательного ввода информации канала электропроводности. Вывод последовательного ввода информации УБР 8 соединен с входом последовательного ввода информации канала температуры. Вывод последовательного выхода информации- канала температуры соединен с входом устройства связи, соединяющего борт и зонд, где установлены перечисленные блоки.

Работа устройства основана на осуществлении режима параллельного считывания информации, преобразуемой в АЦП 4-6 в цифровую форму, режима тактового опроса определения ГТИ 12 и СТИ 13. Временная задержка At осуществляется БРЗ 11.

Формула изобретения

Способ определения солености морской воды в реальном масштабе времени, при котором в локальном объеме морской воды измеряют с помощью зонда электропроводность, температуру и гидростатическое давление посредством соответствующих измерителей, размещенных в зонде и по предварительно построенной градуировоч- ной зависимости определяют соленость по результатам измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения солености, при градуировке дляфик- сированного набора чисел KI (i TTN) и средней скорости зондирования Vcp снимают фазовые характеристики датчиков температуры ФТ(К|) и электропроводности Ф0(К|),

по которым определяют временную задержку At по формуле

22лК| Фэ(К|)-Фт(К|)

1

г-.га

Vcp

(2яК|)2

где N - число точек аппроксимации, rt производят зондирование, причем температуру измеряют с задержкой времени At относительно электропровод- ности.

60 70 /f7 цикл/м