Волнограф Советский патент 1982 года по МПК G01C13/00 

(5f) ВОЛНОГРАФ

1

Изобретение относится к океанографическим измерениям и может быть использовано для определения параметров ветрового волнения на морях, водохранилищах, как в прибрежной зоне, так и с судов в дрейфе. Кроме того оно может быть использовано для определения уровня жидкости в цистернах, например при хранении и транспортировке нефтепродуктов, винрматериалов и т.д.

По основному авт.св. №830116 известен волнограф, содержащий вибрирующий чувствительный элемент и регистратор, при этом он снабжен блоком запуска, выход которого связан с входом вибрирующего чувствительного элемента, а вход последовательно через формирователь длительности временного интервала, усилитель, амплитудный селектор и первый выход предварительного усилителя связан с выходом акустического приемника, при этом второй выход

предварительного усилителя связан с входом регистратора. Достоинством известного волнографа является высокая надежность, а следствие этого возможность использования его в любых условиях волнения, так как вибрирующий чувствительный элемент защищен корпусом, при этом чувствительный элемент не подвержен обрастанию микроорганизмами СО

Однако в условиях образования отрывных турбулентных течений, вблизи корпуса, в котором помещен вибрирующий чувствительный элемент, точность измерения оказывается недостаточной. Такие условия возможны при измерении параметров капиллярных волн. На точность измерений больше влияние оказывает также измерение частоты колебаний с помощью акустического приемника в волноводе. Диапазон и точность таких измерений ограничены размерами трубы - волновода.

Цель изобретения - повышение точности измерений в условиях возникновения отрывных турбулентных течений .

Для достижения поставленной цели акустический приемник образован несколькими звукоснимателями, расположенными симметрично вибрирующему чувствительному элементу в плоскости, перпендикулярной его оси, и подключенными к предусилителю через сумматор.

На фиг. 1 представлен волнограф, общий вид- на фиг. 2 - то же, блоксхема.

. Корпус волнографа 1, представляет собой трубу, к верхней и нижней части которой прикреплены кронштейны 2, К центральной части корпуса прикреплен электромагнит 3- В верхней части корпуса на прутке k укреплен блок 5 звукоснимателей. Вибрирующий чувствительный элемент 6, выполненный из стального провода, жестко крепится на натяжных винтах 7 выступов 8, расположенных на концах кронштейнов, и проходит а центре блока звукоснимателей. Крепление струны осуществляется на расстоянии превышающем три диаметра корпуса, во избежании регистрации искривленной картины поля волнения.

Звукосниматели представляют собой индуктивные катушки, внутри которых помещены постоянные магниты. Действие звукоснимателя основано на том, что при колебаниях струны в магнитном поле, в катушке воздействует ЭДС, пропорциональная скорости изменения- магнитного потока.

Однако, даже идеальный звукосниматель не может точно трансформировать весь спектр частот, воспроизводимый струной, так как струна колеблется в различных плоскостях (прецессирует), а направление магнитного поля остается неизменным. Следовательно, передача звуковых частот не будет линейной, что приводит к понижению точности измерений. В простейшем случае блок звукоснимателей содержит три з вукоснимателя, расгположенных под yrjjOM 120 ДРУГ к другу. При этом в какой бы плоскости не происходили колебания струны, суммарный сигнал на выходе звукоснимателей всегда содержит весь спектр исследуемых частот.

Волнограф работает следующим образом.

После его погружения при подаче питания на измерительную схему волнографа срабатывает блок 9 запуска и на электромагнит 3 поступает короткий импульс. Электромагнит притягивает чувствительный элемент - струну 6 на время, равное длительности

запускающего импульса. Как только амплитуда колебаний струны 6, а, следовательно, суммарная наведенная ЭДС на выходах звукоснимателей 5. станет равной порогу чувствительности амплитудного селектора 10, через звукосниматели 5 сумматор 11 и предварительный усилитель 12, произойдет его срабатывание. Сигнал с амплитудного селектора 10 поступает на уси,литель мощности 13 и далее на электромагнит 3. Процесс повторяется, т.е. после действия каждого очередного импульса амплитуда колебаний струны возрастает, а затем постепенно затухает. Регистрация сигнала происходит с помощью регистратора 1 (частотомера) .

Применение изобретения для измерения параметров морского волнения

увеличивает точность измерений по сравнению с известными приборами и позволяет осуществлять измерение параметров капиллярных волн, которые невозможно осуществить какими-либо другими подобными устройствами. Размещение вибрирующего чувствительного элемента вне корпуса устраняет искажения волны, созимеримые с размерами капиллярных волн.

Формула изобретения

Волнограф по авт.св. №830116, о тличающийся тем. Что, с целью повышения точности измерений в условиях возникновения отрывных турбулентных течений, акустический приемник образован несколькими звукоснимателями, расположенными симметрично вибрирующему чувствительному элементу в плоскости, перпендикулярной его оси, и подключенными к предусилителю чере.з сумматор.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

Фиг.1