Устройство для измерения волнения моря Советский патент 1979 года по МПК G01C13/00 

Изобретение относится к океане- ; графин и может быть использовано для измерения морского волнения из-под воды со стационарных и подвижный оснований. Известны устройств.а для опредения параметров морских волн, содержгицее генератор импульсов, датчик, выход . которого подключен через усилитель к измерительной схеме 1. Известное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности. Это ус.тройство характеризуется возможностью работы только при одной глубине установки в бассейнах без отливов и приливов. Этообъясняется тем, что при измерении глубины оператор не успевает вовремя и правильно измерить уровень отсчета, что ведет к потере отраженного сигнала и его длительному поиску, В результа те - .отсутствие информации за длител ный период, т.е., снижение ,Tq4HocjrH измерения. Целью изобретения является првьие ние точности измерения. В описываемом устройстве это достигается тем, что измерительная схема выполнена в виде последовательно соединенных триггера и генератора линейно нарастающего напряжения, выход которого подключен к трем триггерам Шмидта, включенным на входы двух логических схем, соединенных через переключатель с входом, мультивибратора, другой вход которого соединен с генератором импульсов, а выход - с триггером, причем на вход логических схем включен формирователь, соединенный с выходом упомянутого триггера. На фиг. 1 показана принципиальная схема описываемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма режима работы: а - импульс посылки; б - импульс уровня отсчета; в - емкость регистра; I- усиленные отраженные сигналы (превышающие опорный уровень). Устройство содержит генератор 1 импульсов, излучатель (преобразователь радиоимпульсов в ультразвуковые) 2, приемный гидрофон 3, усилитель 4, триггер 5, генератор б линейно на- pacTaroniero напряжения, триггеры 7-9 ШШдт 3 ГТ1гб1гйчёеййё схемы И 10-11, электронный переключатель 12, схема 13 задержки - высокостабильный ждущий мультивибратор и формирователь 14. Используя приемно-передающую систему посылают к поверхности моря

ультразвуковые импульсы, затем принимают отраженные от поверхности сигналы и усиливают их. По моменту превыиения опорного уровня определяют приход отраженного сигнала, по вре- мени которого относительно уровня отсчета определяют волнение на поверхности моря. Кроме того, этот момент оценивают по отношению к моменту уровня отсчета. Для этого весь линейный участок работы генератора линейно нарастающего напряжения 6 делят на три- зоны (минимальную, среднюю и максимальную). Среднюю зону выбирают равной времени, пропорциональному максимальной амплитуде измеряемого волнения плюс двойное максиальное измерение уровня волны за период измерения (предполагается, что изгсрение амплитуды волнения производится дискретно) . Если отраженные сигналы (см. фиг. 2г) попадают в среднюю зону, то уровень отсчета (см.фиг. 2,6) остается неизменным. Две другие зоны (максимальную и минимальную) выбирают равными (или больше) двойному максимальному изменению уровня волны за период измерения. При попадании отраженног о сигнала (см.фиг. 2 ,},) в эти зоны-производится изменение уровня отсчета следующим образом: если отраженный сигнал попал в максимальную зону, то уровень отсчета увеличивают до тех пор, пока отраженный сигнал опять не окажется в средней зоне; если отраженный сигнал .попас в минимальную зону, то уровень отсчета уменьшают до тех пор, пока отраженный сигнал опять не окажется в средней зоне.

Такой способ позволяет автоматически изменять уровень отсчета при изменении глубины, но при условии, чтр отраженные сигналы всегда п эевншают опорный.уровень (уровень срабатывания триггера 5). Формируют импульс задержки (импульс уровня отсчета) с помощью высокостабильнЬго ждущего мультивибратора 13, на который подают сигнал с г-ёнёратора 1. ИмпульсоМ/уровня отсчета (задержки) открывают триггер 5, т.е. начинают отсчет времени. Импульс с тенератора 1 подают на излучатель

2и с его помощью направляют ультразвуковые импульсы к поверхности моря. Затем принимают с помощью гидрофона

3отраженные от Морской поверхности льтразвуковые импульсы. Усиливают

х усилителем 4 и подают эти сигналы ля запирания триггера 5, т.е. прекащают отсчет времени.

Таким образом, ка выходе триггера 5 формируют- импуУгьс, длительности коорого пропорциональна мгновенному значению ординаты возвышения морской оверхности.

С помощью генератора 6 линейно арастающего напряжения преобразуют лительность импульса с триггера 5 в .

напряжение, пропорциональнсзе этой длительности, т.е. пропорциональное мгновенному значению ординаты возвышения морской поверхности.

Выходное напряжение оценивают по величине с помощью триггеров 7-9 5 Шмидта и логических схем И 10 и 11. Если выходное напряжение находится в средней зоне, то никаких действий не производят. Если напряжение находится в минимальной зоне, то с помощью триггера 7 Шмидта, формирователя 14 и схемы И 10 подают сигнал на шину вычитания переключателя 12, тем самым уменьшая задержку мультивибратора 13, т.е. уменьшают уровень

5 отсчета. Если выходное напряжение нахбдится в максимальной зоне, то с помощью триггера 8, формирователя 14 и схемы И 1.1 подают сигнал на шину сложения переключателя 12, тем самым

0 увеличивая задержку мультивибратора 13, т.е. увеличивают уровеньотсчета. Если же произошел сбой, т.е. выходное напряжение генератора 6 выше его линейного участка, то с помощью триггера 9 запирают схему И 11 и, таким образом, уровень отсчета (задержка) нэ изменяют.

Таким образом, описываемое устройство позволяет существенно повысить оперативность измерений, а также увеличить объем непрерывно получаемой информации, что существенно по вышает точность вычисляемых характеристик , требующих большого объема информации (спектральные характеристики, корреляционные функции и т.п.).

Устройство может быть использовано при изменяемой глубине.

Формула изобретения

.Устройство для измерения волнения моря, содержащее генератор импульсов, соединенный с излучателем, и приемник, подключенный через усилитель к измерительной схеме, отличаю14 е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем предупреждения потери информации при изменении глубины, измерительная схема выполнена в виде последовательно соединенных триггера и генератора линейно нарастающего напряжения, выход которого подключен к трем триггерам Шмидта, включенным на входы двух логических схем, соединенных через переключатель с одним входом мультивибратора, другой гхсд которого соединен с генератором импульсов, а выход - с триггером, причем на вход логических схем включен формирователь,

0 соединенный с выходом упомянутого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Авторское свидетельство СССР

5 № 345358, кл. G 01 С 13/00, 1970.