Волнограф Советский патент 1975 года по МПК G01C13/00 G01L7/18 

1

Изобретение относится к области океанографическнх исследований, в частности к нриборам, осиованнььм на гндростатическо.м методе измерения параметров .моря.

Известные волнографы с гидростатическими датчиками не обеспечивают требуемой точности изл ереиня нз-за онпгбки, вызываемой дииа.мпческим давление.м воды на гидростатический датчик нри дрейфе судна нли несущего буя.

В предложенном устройстве новышеиие точности обеспечивается за счет того, что волнограф снабжен вертикально закрепленной в нонлавке, сообндающейся вер.хннм концом с атмосферой, а нижним с водной средой трубкой, состояпдей из дву.х частей, состыкованных с номощью муфты, внутри которой размещен гндростат 1ческн| 1 датчик.

На фиг. 1 показан волнограф; на фиг. 2 - то же, в тре.х положениях.

Волнограф содерж1гг открытую с двух сторон трубку 1, состоящую из дву.х частей, состыкованных с номощью соединительной муфты 2, внутри которой вмонтирован гидростатический датчик давления 3. Верхний конец трубки 1 закренлеи на буепоплавке 4 такнм образо.м, ЧТО некоторая часть трубкн возвыщается над ним. Нижний конец трубкн оиущен на глубииу, равную ориеитировочно сред; ей длине измеряемых воли. Для удержания

труоки в вертикальном Лоложеи. к ее иижнему концу подвешен груз 5. Токонроводящнй кабель 6 выводится от датчика давления сначала на буй-ооплавок 4, а затем через букснрный трос 7 подводится к регнстрирующему прибору 8, установленио.му вместе с источииком 9 электропитания на судне 10, с которого осуществляется измерение воли на новерхностн 11 моря.

Волнограф работает следующим образом.

При установке поплавка на взволнованную

новерхность моря последний леремещается с

волной, а Б.месте с ним и трубка 1. Датчик 3

восприннмает давление столба воды виутрн

трубки, высота которого /г завнсит от положения ноплавка с трубкой на волне. Из.менення высоты столба воды A/:i /;o-/ZiHA/Z2 /f2-ho над датчнко.м 3, равные а.мплитудам измеряемых воли, вызывают изменения статического

давления на .мембрану датчика 3, которые нреобразуются в переменные электроснгиалы, регистрируемые -прибором 8 в виде иепрерывиой кривой.

Благодаря тому, что иижннй конец трубкн 1 заглубляется на величнну средней длниы волны давленне на нижне.м срезе трубкн 1 в каждый момеит времени определяется только глубииой ее погружения и не колеблется от действия орбитального движения в волне.

Это следует, иапример, нз формулы, известиой из теории волн

-2я,

h

P tg/,+iigui

Cos(/ x-crtO,

е P

-давление в любой точке жидкости на глубине /г;

Pg

-плотность воды н ускорение силы тяжести;

-амПлнтуда волны на поверхности;

2л

R

--волновое число;

v

со, -частота колебаинй и время; v-длнна волны.

Из формул) видно, ЧТО ири увелнченин заглубления второй члеи, характеризующий колебаиия давления вследствие орбитальиых движений в волне, уменьшается по экопоиенциальному закону и npii lifK/. становится в / раз меньше первоиачальиого зиачеиия,

т. е. практически равен нулю. Тем самым давление иа этой глубине определяется лишь слагаемым pgh, и датчик 3, изолированн1ьш стенками Т|рубки 1 от орбитальных возмущений, все время воспринимает лишь статическую часть давления, хотя его расположение по высоте трубки может быть достаточно близким к поверхности.

Предмет изобретения

Волнограф, содержащий поплавок, гидростатический датчик давления, груз и токолроводящий кабель, отличающийся тем, что, с целью иовыщения точности, он снабжен вертикально закрепленной в поплавке, сообщающейся верхним концом с атмосферой, а нижним с всидной средой трубкой, состоящей из двух частей, состыкованиых с помощью муфты, внутри которой размещен гидростатический датчик.

Фl/г.f

11