Регистратор волн на поверхности водоемов Советский патент 1982 года по МПК G01C13/00 

(5) РЕГИСТРАТОР ВОЛН НА ПОВЕРХНОСТИ Изобретение относится к устройствам для измерения параметров повер хностного волнения в водоемах и может быть преимущественно использовано при проведении океанологических исследований. По основному авт. св. № из вестен регистратор волн, содержащий заглубленный измерительный прео азователь гидростатического давления, связанный гибким токопроводящиИ кабелем со свободно плавающим .на водно поверхности поплавком, концевой груз, линию связи самописец. В под водной части поплавка вблизи водной поверхности установлен однотипный с основным дополнительный измерительный преобразователь гидро.статического давления, измерительная цепь которого подключена к цепи основного преобразователя дифференциаль но 1 . при работе регистратора на водной поверхности в реальных волновых усВОДОЕМОВловиях на него действует ряд возмущающих сил. Орбитальное движение частиц по орбитам вызывает наклоны регистратор.а на водной поверхности, отклонения его от вертикали то в одну, то в другую сторону, что влечет за собой изменение заглубления основного преобразователя. Кроме того, в поверхностном слое возникает так называемое переносное движение - постоянное течение, направленное в сторону распространения волн и являющееся следствием разомкнутости орбит частиц. Это течение увлекает регистратор, в результате чего возникает ошибка измерений, обусловленная изменением кажущейся частоты и крутизны регистрируемого волнения, пропорциональным скорости перемещения регистратора. При значительных размещениях регистратора может происходить изменение глубины, разгона ветра и других внешних факторов, влияющих иа характеристики волнения, в результате чего полученные данные о волнении могут не быть репрезентативными.

Цель изобретения - обеспечение стабилизации регистратора в условиях качки и волнового дрейфа.

Цель достигается тем, что поплавок выполнен полым и заполнен газом под давлением, а его подводная часть над дополнительным преобразователем помещена в эластичную оболочку, внутренняя полость которой соединена с полостью цилиндрической трубки для отрезка токопроводящего кабеля, соединяющего основной и дополнительный преобразователи.

На чертеже показан предлагаемый регистратор волн на поверхности водое/«ову

На водной поверхности свободно плавает полый цилиндрический поНлавок 1, к которому на гибком токопроводящем кабеле 2 подвешен т змерительный преобразователь 3 гидростатического давления. Для придания вертикальности кабельной линии и поплавку 1 преобразователь 3 соединен с концевым грузом . В погруженной части поплавка 1 укреплен дополнительный измерительный преобразователь 5 давления , который соединен с основным преобразователем 3 дифференциально. Кабель L помещен в цилиндрическую трубу 6. Погруженная часть поплавка 1 охвачена пластичной оболочкой 7, внутренняя полость 8 которой заполнена газом по избыточным давлениям и пневматически соединена с внутренней полостью трубы 6 и поплавка 1 посредством отверстий 9. I Регистратор опускают в воду в вер тикальном положении. При вертикальных волновых колебаниях уровня поплавок 1 вместе с измерительными преобразователями 3 и 5 давления совершают вертикальные колебания. За счет того, что погружение измерительного преобразователя 3 производится на глубину, куда не проникают волновые возмущения, собственные вертикальные -колебания системы автоматически исключаются из результатов регистрации .так как основной и дополнительный преобразователи .соединены по дифференциальной схеме.

Наличие оболочки компенсирует наклоны, обусловленные различным смещением разнесенных по высоте узлов регистратора. При прохождении

через поплавок гребня волны увеличивается внешнее гидростатическое давление, происходит стягивание оболочки 7 с уменьшением ее миделевого сеч чения. Поэтому сила воздействия волны, скорость частиц которой направленапо направлению волны, уменьшается, уменьшая тем самым кренящий мент и горизонтальный дрейф регистратора. При прохождении подошвы волны гидростатическое давление над оболочкой уменьшается, емкость увеличивается в размерах и раздувается под действием газа. При этом миделевое

сечение емкости увеличивается в тот момент, когда скорость орбитального движения частиц направлена в сторону, противоположную направлению волн и направлению переносного движения.

(Это приводит к уменьшению скорости дрейфа регистратора и приданию ему вертикального положения.

Остаточные отклонения трубы с oc новным преобразователем 3 от вертикали на угол о1 могут быть исключены путем измерения угла ot с помощью датчика 10 наклона, закрепленного на трубе. Сигнал с выхода датчика 10 с помощью функционального преобразователя 11 задает проекцию d длины Е -трубки 6 на вертикаль d P-cos oL. С выхода измерительных преобразователей 3 и 5 сигналы подаются на дифференцирующее устройство 12, вырабатывающее сигнал, соответствующий разности давлений на глубинах размещения преобразователей 3 и , 5, а значит и волновым колебаниям. Однако,определенное таким образом волновое колебание отягощено ошибкой, обусловленной изменением расстояния (по вертикали) между преобразователями 3 и 5. Путем алгебраического суммирования сигналов с выходов дифференцирующего устройства 12 и функционального преобразователя П в блоке 13 удается исключить указанную ошибку. Таким образом с блока 13 снимают сигнал, пропорциональный действительным колебаниям уровня воды на поверхности водоемов, а тем самым заметно повышают точность измерений и достоверность полученных результатов.

ФЬрмула изобретения

ч

Регистратор волн на поверхности водоемов,по авт.св. N 767517, о т