Всплывающий зонд для измерения гидрофизических параметров воды Советский патент 1982 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к исследованиям Мирового океана и может использоваться для измерения гидрофизических параметров морской воды как с надводных судов, так и с подводных аппаратов.

Известен батитермозонд, предназначенный для измерения вертикального профиля температуры и давления воды в океане. Принцип передачи информации ведется частотно-импульсным методом. Сигналы температуры передаются по двухводной линии связи в виде последовательности импульсов положительной полярности, а сигналы давления также в виде последовательности импульсов, но с отрицательной полярностью и с другой скважностью. Бортовая схема содержит два идентичных частотомера, настроенные на разные полярности импульсов 1.

Однако когда судно качается от волнения моря, теряется изме1эяемая информация, чем больше волна, тем больше качка судна и больше потери измеряемой информации. Чтобы определить соленость, надо знать величину электропроводности, температуры и давления. Данный, батитермозонд не позволяет определять названные параметры, за исключением температуры и давления.

Наиболее близким к предлагаемом/ изобретению является зонд для иссле дования поверхностного слоя океана, который содержит корпус, две герметичных крЕлшки и баластный электромагнит, который связан с бортом судна кабелем 2.

10

Недостатком данного зонда является то, что при использовании нескольких проводов, соединенных с зондом и баластным электромагнитом, невоз15можно вести измерения на больших глубинах, так как провода перекручиваются. Известно также, что с изменением температуры изменяе1ся электропроводность , так ка,к измерение элект20ропроводности без дополнительной регистрации температуры приводит к недостоверной информации. Определение гидростатического давления, предусмотренное в зонде расчетным путем

25 при всплытии последнего, является неточным, так как скорость всплытия неравномерна.

Цель изобретения - расширение фун-, кциональных возможностей всплывающего

30 зонда. Поставленная цель достигается тем что всплывающий зонд, который содер жит корпус, две крышки, баластный электромагнит, поплавок и кабель для передачи информации и питания, допол нительно снабжен измерительным каналом давления с датчиком давления, ко торый расположен в нижней части кор.пуса, а боковые стенки масляной камеры датчика давления одновременно служат центральным магнитопр.оводом электромагнита, который расположен внутри корпуса., корпус дополнительно снабжен штангой, нижняя часть которой скреплена с верхней, а на верхней части штанги закреплен поплавок измерительные датчики. Измерительный канал давления соединен параллельно с измерительными каналами температур и электропроводности и выходы измери тельных каналов температуры и электр проводнрсти соединены с входами преобразователей напряжение-частота синусоидальных колебаний, выходы всех измерительных каналов соединены с входами сумматора частотных сигналов выход которого соединен через кабель с входами канальных фильтров и одновременно с устройством управления, выходы канальных фильтров соединены с входами канальных дешифраторов, од новременно выходы фильтров соединены с коммутатором каналов, выход которо го соединен с входом частотомера, выход которого соединен с входом транскриптора, выход которого соединен с регистратором, а выходы дешифраторов соединены с аналоговым регистратором . На фиг.1 изображен всплывающий зонд, разрез; на фиг.2 - то же, вид снизу; на фиг.З - блок-схема зонда. В разрезе показана нижняя крышка байонетно-замкового типа, в нее вкру чивается датчик давления 2. Внутри крьшки расположена обмотка 3 постоян ного электромагнита и отверстия 4 дл выхода проводов обмотки электромагнита. На нижней крышке 5 и б показаны уплотнительные кольца, предназначенные для герметизации корпуса зон« да, уплотнительное кольцо 7, предназ наченное для того, чтобы масло из масляной камеры 8 не попадало в корпус и не имело утечки, а маслостойка резина 9 служит мембраной и заодно предохраняет попадание воды через от верстие 10 и водяной канал 11, расположенный в корпусе баластного гру за 12.,.Болты 13 и 14 предназначены для крепления крышки 15 и обжатия резины 9. Для герметизации обмотки электромагнита заливается слой битума 16 или эпоксидной смолы. Всплываю щий зонд содержит корпус 17, верхнюю крышку 18 байонетно-замкового типа, фиксатор 19, предназначенный для фик сации крышки в нужном положении, уплотнительный ввод кабеля 20, кабель 21 связи, штангу 22-, которая служит для крепления поплавков 23, 24-26, сменные поплавки предназначены для изменения скорости всплытия, прижимную пластину 27, зажим 28, защитное устройство датчика 29, переходную трубу с фланцами 30, датчик 31 электропроводности, датчик 32 температуры. Для того, чтобы зонд не вращался во время всплытия, он .снабжен стабилизаторами 33-36, содержит нижнюю крьшку 37 и балластный груз 38 (фиг.2). Блок-схема 39 всплывающего зонда содержит термсчиетр сопротивления 40, измеритель 41 температуры, датчик 42 электропроводности (капиллярно-трансформаторный кондуктометр), измеритель 43 электропроводности, преобразователи |44 и 45 напряжение-частота, датчик давления 46, измерительную схему 47 давления, сумматор 48 частотных сигналов, устройство 49 управления,предназначенное для сброса баластного груза по команде с устройства 50, канальные фильтры 51, 52 и 53, блок 54 питания, канальные дешифраторы 55, 56 и 57,коммутатор 58, частотомер 59, транскриптор 60, цифропечатающую машину 61, перфоратор 62, аналоговый регистратор 63, двухпроводную линию 64 связи. Блоки 40-50 находятся в всплывающем зонде, а с 51-64 находятся на борту судна и в бортовой стойке. При подаче на блок 54 питания переменного напряжения 220В, 50 Гц зонд готов к работе. Подводная часть всплывакидего зонда питается постоянным напряжением по двухпроводной линии связи. Сигнсшы принимаются одновременно чувствительньми датчиками и после соответствующего согласования подаются на измерительные каналы с последующим преобразованием полезного сигнала в частоту в блоках с измерительного канала давления сигналы поступают на вход сумматора частотных сигналов 48, с выхода которого сигналы поступгиот в линию связи 64 и через линию связи сигналы пЪступают в канальные фильтры 51-53, а с канальных фильтров поступают на дешифраторы 55-57, которые выделяют сигнал в вийе постоянного напряжения для непрерывной аналоговой регистрации 63, одновременно с выхода канальных фильтров 51-53 сигналы поступают на коммутатор каналов 58,с коммутатора каналов 58 сигналы поступают на цифровой частотомер 59, с выхода которого сигналы поступают на транскриптор 60 а с выхода транскриптора 60 сигналы периодически регистрируются по желанию оператора на цифропечатающую машину 61 или на перфоратор 62. Учитывая возможности всплывающег зонда с его мгшоинерционными датчика ми и с достаточньлм разрешением, появ ляется возможность регистрации скорости звука, плотности и солености. Расширение функциональных возможностей зонда по изобретению с дополнением недостающих измерительных каналов для определения параметра скорости звука, плотности и солености повышает качество измерения гидрофизических параметров воды. Формула изобретения Всплывающий зонд для измерения {гидрофизических параметров воды, содержащий корпус поплавок, электромагнит и кабель для передачи информации и питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, всплывающий зонд дополнительно снабжен из мерительным каналом давления с датчиком давления, который расположен в нижней части корпуса, боковые стенки масляной камеры датчика давления одновременно служат центральным магиитопроводом электромагнита, который расположен внутри корпуса, корпус дополнительно снабжен штангой, нижняя часть которой скреплена с верхней крышкой, а на верхней части штанги закреплены поплавок и измерительные датчики. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Комплексные исследования Мирового океана. Т.2.- Физическая океанология, океанологическая техника. М., АН СССР, Институт океанологии им.П.П.Ширшова, 1979, с.250-253. 2.Вершинский Н.В., Соловьев А.В. Зонд для исследования поверхностного слоя океана. Институт океанологии им.П.п.Ширшова АН СССР.- Океанология, № 2, 1977, с.358-363 (прототип).