Глубоководный радиометрический зонд Советский патент 1981 года по МПК G01V5/00 

1

Изобретение относится к области радиометрических измерений при океанологических исследованиях и может быть использовано для определения радиоактивности воды Б любых глубоководных водоемах,, а также некоторых других ее физико-химических параметров, например солености морской воды.

Известны устройства, в которых радиометрический зонд содержит только сцинтилляционный -детектор,- являющийся измерительной головкой -успектрометра . Вся радиоэлектронная аппаратура располагается на поверхности и соединяется с зондом кабелем-тросом. Такой зонд состоит из герметического корпуса и детектора излучений. Недостатком подобных зондов является поглощение излучения воды стенкар и корпуса зонда, защищающего детектор излучений от гидростатического давления, что ограничивает предельную глубину погружения

Известно также устройство - сцинтилляционный спектрометрический зонд SM-1 2. Зонд SM-1 включает гидростатически прочный герметический корпус, детектор излучения и ралиоэлектронные блоки, являнядиеся частью всего измерительного комплекса в целом. В общем случае такой измерительный комплекс состоит из погружаемой на глубину и находящийся на.поверхности (на берегу или судне) частей. Необходимость измерений радиоактивности воды непосредственно на глубине диктуется заметным снижением космического фона под водой.

В известном устройстве, рассчитанном на измерение проникающего 7 излучения окружающей зонд водной среды его герметический корпус поглощает низкоэнергетическую компоненту этого излучения. При этом полностью исключается воз.мо.жность непосредственного измерения ot-активности и мягкой компоненты pi-активност и при расположении соответствуквдих детекторов излучений внутри корпуса зонда. С увеличением глубины погружения и, соответственно, толщина стенок корпуса зонда увеличивается поглетцение З-излучения окружающей его водной среды стенками корпуса, растет фон и ухудшается энергетическое разрешение спектральных линий. Таким образом, приведенный- в качестве прототипа зонд SM-1 может быть использован для измерения сравнительно жесткого -J--излучения и не позволяет использовать его для одновременного измерения других физико-химических свойств воды с помощью датчиков неглубоководных конструкций, т.е. датчиков обычного лабораторного типа

Целью изобретения является устранение зависимости измерений радиоактивности воды от максимальной глубины погружения и обеспечение многократности замеров в процессе одного погружения, а также достижение универсальности зонда и обеспечение автоматического слива воды из сливного отсека в момент подъема зонда НсЩ водной поверхностью.

Для достижения указанной цели глубоководный радиометрический зонд состоит из герметического корпуса, внутри которого помещены детектор излучений и радиоэлектронные блоки, причем зонд дополнительно снабжен камерой предварительного наполнения, а в нижней части герметиче.ского корпуса расположена сливная камера, объем которой превы1л;ает объем камеры предварительного наполнения в число раз, определяемое предельным количеством измерений за один цикл погружения.

Камера предварительного наполнения и сливная камера соединены с окружающей водной средойи герметическим корпусом зонда при помощи клапанов.

Нижни сливной клапан в днище зонда выполнен на свободной подвеске для автоматического слива набранной в процессе измерения воды при подъеме зонда над уровнем водной поверх-ности. Он может быть дополнительно снабжен слабой возвратно-фиксирующей пружиной, однако при этом в сливном отсеке останется некоторое количество воды, высота столба которой над сливным клапаном будет определяться его рабочим сечением и коэффициентом упругости пружины. Для более быстрого срабатывания клапана в начальный момент погружения его наруж ная часть может быть дополнительно снабжена головкой из легкого плавучего материала, например пенопласта.

На фиг. 1 показан вертикальней разрез зонда с двумя камерами предварительного наполнения, одна из которых является резервной; на фиг.2 горизонтальный разрез зонда.

Зонд состоит из двух основных частей: герме.тического корпуса 1 и камеры 2 предварительного наполнения, стенки которых рассчитаны на заданную предельную глубину погружения. Камера 2 дублируется идентичной резервной камерой 3. Они снабжены впускньили клапанами 4, приводимыми в движение реверсивным электродвигателем с редуктором, не показанном |4а чертеже. Ангшогичный клапан 5

соединяет камеру 2 с основным объемом внутри корпуса 1 зонда. В рабочем объеме зонда под его впускными клапанами 5 расположены разбрызгивающий 6 и выравнивающий 7 экраны с J отверстиями, два отсека 8 для радиоэлектронных блоков (аппаратуры), ванночка 9 для исследуемой порции воды с расположенными в ней датчиками 10, сливная камера 11, соединен« ный с ванночкой 9 управляемым сливным клапаном 12, и донной сливной клапан 13, который может быть снабжен слабой возвратно-фиксирующей пружиной, не показанной на чертеже. Экраны 6, 7 и аппаратурные отсеки 8

5 герметизированы с помощью изолирующих прокладок 14, выполненных, например, из резины.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

0 При достижении згщанного горизонта глубины подачей пускового сигнала с пульта управления на судне включается реверсивный электродвигатель, открывающий впускной клапан

5 4. После заполнения вспомогательной камеры 2 окружающей зонд водой клапан 4 перекрывается, после чего открывается клапан 5. Выходящая из камеры 2 под большим давлением вода разбивается о разбрызгивающий экран 6 и попадает на выравнивающий экран 7, исключающий повреждение датчиков 10 струей воды, выт.екающей из отверстия экрана б. Исследуемая водеР скапливается в ванночке 9, полностью

5 покрывая датчики 10. После окончания измерений открывается с помощью, например, управляемого электромагнита сливной клапан 12 и измеренная порция воды вытекает в сливную каме0 РУ 11 после чего зонд подготовлен к очередным измерениям на новом горизонте.

После завершения намеченного числа измерений, предельная величина

которых равна отношению объемов сливной камеры 11 и вспомогательной камеры 2, зонд поднимается над по- верхностью воды, жидкость из камеры 11, преодолевая сопротивление слабой возвратной пружины клапана 13, практически вся выливается наружу, и зонд подготовлен к новому погружению без его подъема на пгшубу судна. Возвратно фиксиру(с«цая пружина клапана 13 исключает попадание воды в камеру 11 в начальный момент погружения, когда давление воды на дно зонда мало. При погружении зонда давление окружаквдей жидкости с помощью наружного клапаиа 13 Нсщежно изолиQ рует сливную камеру 11 от внешней водной среды. Применение дополнительной головки клапана 13, выполненной из легкого материала повышенной плавучести, может исключить

е необходимость применения возвратной

|Пружины клапана 13, поскольку клапан будет перекрыт даже в начальный момент погружения зонда.

Управление сливными клапанами 12 может производиться как сигнгшом подаваемым непосредственно из аппаратурного отсека зонда после завершения очередных измерений на данном горизонте, так и сигнгшом с поверхности - судна, берега и т.п.

Возможность проведения многократных замеров по глубине, варьировани количества забираемой воды, в частности, за счет повторного заполнения камеры предварительного наполнения на данном горизонте, исключение необходимости поднимать зонд на палубу судна перед проведением очередного погружения снижает общее время, необходимое для нахождения океанологических станций в открытом море, что приводит к снижению себестоимости рейсов научно-исследовательских судов.

V

701313

Формула изобретения

Глубоководный рещиометрический зонд, содержащий герметический корпус, внутри которого помещены детектор излучений и рсщиоэлектронные блоки, отличающийся тем, что, с целью устранения зависимости измерений ргщиоактивности воды от максимальной глубины погружения и обеспечения многократности замеров

o в процессе одного погружения, верхняя часть корпуса снабжена камерой предварительного наполнения, а нижняя часть - сливной камерой большого объема, соединенными с корпусом и

5 водной средой посредством клапанов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Атомная энергия. Том. 23, вып. 2; 163, 1967.

2.Препринт Тота Ramisz Spektro0metrycztTo Sonda scyn ty I асу j па SM-1 . Krakow, 1975 {прототип).

Ф(.1,