Устройство для определения среднейВыСОТы ВОлНы Советский патент 1981 года по МПК G01C13/00 

Изобретение относится к океаногра фическим измерениям, в частности к а томатическому определению параметров ветровых волн. Известно устройство для определен значения средней высоты волны, содер жащее приемник гидростатическо1О дав ления, регистратор прохождения сигна через нулевой уровень, управляемый генератор, счетчик импульсов и делитель . Недостатком данного устройства является определение высоты волны по среднему абсолютному значению сигнала линейного перемещения. Известно устройство для определения средних параметров волн, содержащее волноизмерительный датчик, выпрямитель, интегратор, волнограф.. Принцип действия устройства основан на интегрировании выпрямленного значения сигнала за определенный интервал времени, причем значение выходного сигнала датчика линейно связано с ординатой фиксированной точки волнового поля р . Недостатком данного устройства является определение высоты волны по среднему абсолютному значению сиг нала линейного перемещения. Известно устройство, содержащее акселерометрический датчик волнения, двойной интегратор, преобразователь напряжение-частота и блок осреднения зЗ. Недостатком данного устройства является низкая точность, обусловленная тем, что оценка значения средней высоты волны производится путем определения среднего абсолютного значения сигнала линейного перемещения, что допустимо только в случае известного закона распределения ординат волнограммы. Цель изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что в него введены измеритель мгновенных значений со входом запуска, . два блока памяти, триггер и два нульоргана , акселерометрический датчик волнения через интеграторы, иймеритель мгновенных значений и блоки памяти, включенные параллельно,подсоединен к блоку осреднения, один из выходов первого интегратора подключен через первый нуль-орган ко входу запуска измерителя мгновенных значений, а один из выходов

другого интегратора через второй нуль-орган и триггер подключен к блокам памяти и блоку осреднения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит акселерометрический датчик 1 волнения, два последовательно соединенных интегратора 2 и 3, измеритель 4 мгновенного значения, нуль-органы 5 и б,счет ный триггер 7, блоки 8 и 9 памяти, блок 10 осреднения, выход которого является выходОдМ устройства.

Принцип действия устройства основан на измерении высот волн, определяемых как расстояние по вертикали от наивысшей точки волнового профиля , лежащей выше нулевого уровня, до наинизшей точки, лежащей ниже нулевого уровня и их осреднения.

С выхода акселерометрического датчика 1 волнения сигнал, пропорциональный значению вертикального ускорения волны в точке нахождения измерительного буя, поступает на вход первого интегратора 2. На выходе интеграторов 2 и 3 снимаются сигналы, .пропорциональные вертикальной скорости и линейному перемещени по вертикали датчика 1 соответственно. Величина линейного перемещения измеряется измерителем 4 мгновенных значений в моменты времени, соответствующие переходу сигнала вертикальной скорости через нулевой уровень, регистрируемые нуль-органом 5. Нуль-орган б срабатывает при прохождении сигнала линейного перемещения через нулевой уровень и перебрасывает триггер 7. Триггер 7 находится в единичном состоянии в течении одного полупериода волнограммы и обеспечивает запись ординат в экстремальных точках каждого полупериода в блоки 8 и 9 памяти соответственно. По окончании периода осу.ществляется перепись наибольших из зарегистрированных ординат из блоко 8 и 9 памяти в блок 10 осреднения.

В устройстве кроме выигрыша в тоности измерения, получаемого за сче непосредственного определени я высот волн,исключаются погрешности, вызванные медленным изменением среднего уровня на выходе интегратора 3, что характерно для всех экселерометрических волнографов.При соответствующем выборе схемы блока осреденения с возможно измерение средней высоты волны непрерывно во времени, что обеспечивает определение интервала кваэистационарности процесса волнения.

Устройство для определения средней высоты волны устраняет погрешность, обусловленную измерением по среднему абсолютному значению волнограммы, которая может достигать 8%. Применение устройства в

5 практике океанографических измерений, а также при испытаниях судов; позволяет повысить зффективность экспериментов.

Формула изобретения

Устройство для определения средней высоты волны,содержащее акселерометрический датчик волнения, интеграторы и блок осреднения, о тличающееся тем, что, целью повышения точности измерения, в него введены измеритель мгновенных значений со входом запуска, два блока памяти, тригер и два нуль-органа,акселерометрический датчик волнения, через интеграторы, измеритель мгновенных значений и блоки памяти, включенные параллельно,

подсоединен к блоку осреднения, один из выходов первого интегратора подключен через первый нуль-орган ко входу запуска измерителя мгновенных значений, а один из выходов другого интегратора через второй нульорган и триггер подключен к блокам памяти и блоку осреднения.

Источники информации, принятые во вйимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 248263, кл. G 01 С 13/00, 08.01.68.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 345358, кл. G 01 С 13/00, 18.11.70.

3. occanoqraphiсаI maqazine 1974, 25, 2, p. 59 (прототип).