Установка для исследования волн Советский патент 1982 года по МПК B63B21/52 

Изобретение относится к технике морских исследований и касается конструирования установок для исследования волн.

Известна установка для исследования волн, содержащая буй нейтральной плавучести с размещенными в нем датчлАкамл давления и температуры, связанными электрически с блоком измерительной системы и трос, соединенный с буем 11.

Недостаток установки заключается в низкой точности измерения параj ieTpOB внутренних волн.

Цель изобретения - повышение точности измерения параметров внутренних волн.

Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена стойками и скобой, а буй выполнен с отверстиемнищей, в котором установлен датчик вертикальной скорости потока жидкости, при этом стойки расположены вертикально ло оси отверстия-ниши и снабжены датчиками скорости и направления горизонтального течения, расположенными на свободных концах стоек, а скоба снабжена шарнирами, посредством котсч ых она связана с

Вуем и тросом, при этом шар«иры установлены выше центра тяжести буя.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемой установки, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - установка при функционировании в водной среде; на фиг.4 - автономный вариант исполнения установки; на фиг.5 - то же, соединенной с дрей10фующим буем; на фиг.6 - схема работы установки с платформой; на фиг.7 схема работы установки с дрейфующим судном.

Установка состоит из буя 1 обте15каемой формы, имеющего сзади крыло

2.В корпусе буя по линии Б центра тяжести выполнено сквозное отверстие

3,имеющее плавный переход 4. В отверстии 3 на оси 5 установлен дат20чик скорости, например лопастная вертушка 6. По линии Б расположена скоба 7, закрепленная на корпусе буя посредством шарниров 8. К бую присоединены стойки 9 и 10, на концах ко25торых установлены датчики скорости лопастные вертушки 11 и 12 с крыльями 13 и 14. Лопастные вертушки 11 и 12 соединены со стойками 9 и 10 с возможностью вращения вокруг их оси

30

в узлах 15 и 16 соединения. В корпусе буя установлена измери тельная аппаратура 17 и элементы 18 автоматического контроля технически параметров буя. Для уравновешивания буя (обеспечения нейтральной плавучести) и его балансировки в корпусе имеются отсеки для твердого балласта 19 и 20. Для повышения устойчивости буя в стойке 10. имеется отвер тие для засыпки в трубку свинцовой дроби - баллас а. Установка снабжена измерительной или буксирной линией 21, с помощью которой она подсоединена к притопленному-бую 22, имеющему якорную линию 23, Притопленный, буй 22 может соединяться посредством кабеля 24 с лабораторие 25, установленной на платформе 26. Измерительная или буксирная линия 21 может соединяться с судном 27 через груз 28 и кабель 29. Также линия 21 может быть соединена с дрейфующим буем 30, с антенной 31 через груз 32 и кабель 33. Лопастные вертушки 6, 11 и 12 и другие датчики вклю1аются в цепь измерительной cиcтe vsы. (не показана) , например, оси вертушки 11 и 12 и соединены с потенцио 1етрами, -включенными в измерительную схему. Установка работает следующим образом. С помощью твердых балластов 19 и 20 и дроби в трубе стойки. 10 добиваются нейтральной плавучести буя J или плавучести, близкой к нулю, известным способом, добавляя балласт, или буксирной линией 21, имеющей также нейтральную плавучесть или плавучесть, близкую к нулю, которая при неавтономной работе буя подключается к лаборатории 25, судну 27 через кабели 24 и 29, соединяющие датчики и лопастные вертушки 11 и 12 с блоком измерительной аппаратуры 17, вынесенным в этом случае на борт судна или в .лабораторию 25, установленную на платформе 26. В это случае буйковый комплекс удерживается с помощью буя 22 и якорной линии 23 или груза 28 и кабеля 29. При использовании буя 1 в автоном ном режиме в нем находится блок изме рительной аппаратуры 17 и буй 1 связан с протопленным буем 22., удерживаемым якорной линией 23, или соединяется с дрейфующим буем 30, который может передавать информацию по радио каналу через антенну 31. В последнем случае груз 32 no3BanfreT заглубить буй 1 на необходимую глубину, исполь 9УЯ также кабель 33. После погружения буя 1 на заданну глубину, например, в зону наибо льшег градиента плотности воды, он начинае функционировать, т.е. колебаться под действием внутреннин волн (перемещат ся с массой воды, отслеживая внутрен ние волны), переходя из точки В в 1ТОЧКУ Вд и обратно. Колебания буя определяются по датчику давления, установленному на нем (не показано). Но при колебаниях буя-под действием внутренних волн и горизонтального течения происходит еще колебания его относительно массы воды, с которой он перемечается. Эти колебания буя определяются с помощью лопастной вертушки 6j а скорость и направление течения определяется по лопастным вертушкам 11 и 12, которые под воздействием течения на крылья 13 и 14, разворачиваются по течению, а вращение крыльчатки дает моду .ль скорости течения. Разнесение вертушек 11 и 12 на некоторое расстояние позволяет определять сдвиг скорости течения (вертушка 11 дает показание скорости, отличающееся от скорости на вертушке 12, так как скорости течения на таком расстоянии, например 3 м, разные, вычитая одну скорость на другой получим сдвиг скорости) , что позволяет более детально исследовать внутренние волны. В процессе колебаний буй изменяет свое горизонтальное положение относительно поверхности воды (влияет трос). Поэтому, чтобы вертушка 6 была все время параллельна поверхности воды, а вертушка И и 12 была все время перпендикулярна, буй стабилизируется ie горизонтальное положение с помощью скобы 7. Буй (фиг.З) не наклоняется, а на угол отклоняется трос,а буй всплывает и притапливается все время параллельно поверхности воды. Остойчивость буя обеспечивается с помощью балласта (дроби), помещаемого в трубке стойки 10. Буй стабилизируется также за счет крыла 2. Измеряемые, параметры с помощью датчиков, установленных на буе либо записываются на пленку магнитофона, либо передаются по радиоканалу, либо получают (фиксируют) в лаборатории посредством кабеля и бортовой аппаратуры. При обработке измеренных данных возможно повысить точность определения параметров внутренних волн, учитывая колебания буя, определяемые с помощью вертушки 6 относительно массы воды, с которой он перемещается (колеблется), отслеживая внутренние волны. Предлагаемая установка имеет преимущества по сравнению с известными, состоящими в более точном измерении параметров внутренних волн. Формула изобретения Установка для исследования волн, содержащая буй нейтральной плавучести с размещенными в нем датчиками

давления и температуры, связанными электрически с блоком измерительной системы и трос, соединенный с буем, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров внутренних волн, она снабжена стойками и скобой, а буй выполнен с отверстием-нишей, в котором установлен датчик вертикальной скорости потока жидкости, при стойки расположены вертикально по оси отверстия-нишя и снабжены датчиками

скорости и направления горизонтального течения, ргюположенными на свободных концах стоек, а скоба снабжена шарнирами, посредством которых она связана с буем и тросом, при этом шарниры установлены выие центра тяжести буя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ученые записки №309, Йып.16, Океанология. Изд. Ленингр. ун-та,, 1961, с. 97-99 (прототип).

Фиг.

А-А

Фиг.г

9

7

0ui.5

ю

Из

t-- f

.2//

23

.

.,

Я/г.4

Фи15

Й/г.7