Буксируемый комплекс для измерения параметров течения Советский патент 1982 года по МПК G01P5/00 

Изобретение относится к измерительной технике i может быть использовано в океанографии для определения параметров течений в океанах и морях.

Известен измерительный комплекс для измерения параметров течения, содержсцций электромагнитный измеритель течения, соединенный с судном и буксируемый с помощью кабеля l.

Недостатками известного устройства являются ограниченный диапазон применения по глубине и большие погрешности измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической qymHocTH является измерительный комплекс,содержащий аппаратуру, расположенную на судне, измерительную линию с распределенными вдоль нее датчиками и балласт 2.

Недостатком измерительного комплекса является его невысокая точность измерения вследствие воздействия на измерительную линий гравитационных сил, обусловленных весом линии и контейнеров с приборами.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в буксируемом комплексе, содержащем аппаратуру, расположенную на борту судна, измерительную линию с распределенными вдоль нее датчиками и балласт, введена буксирная линия отрицательной плавучести, соединенная с Далластом, а измерительная линия вЭЬолнена нейтральной плаву10чести и/прикреплена к буксирной линии олним концом шарнирно на расстоян |и|от поверхности воды не менее удаоенной осадки судна, а другим концом - жестко вблизи баллас15та с овразованием электрического соедииения,причем длина измерительной линии в 1,2 - 1,3 раза больше длины участка буксирной линии между точками крепления измерительной ли20нии . .

Использование буксирной линии позволяет закрепить измерительную динию на необходимом расстоянии от

25 поверхности водол, а также позволяет использовать измерительную линию минимальной толщины, так как нагрузка (от веса балласта на конце, предназначенная для заглубления сис TQVIA) приходится на буксирную линию. Использование измерительной лини нейтральной плавучести позволяет исключить воздействие гравитационных сил на измерительную линию, в результате чего прффиль измерительной линии формируется только под де ствием гидродинамических сил, возн кающих от воздействия на измеритель ную линию потока жидкости. Использование шарнирного соединения верхнего конца измерительной линии с буксирной линией позволяет повысить чувствительность измерител ной линии к изменению скорости течения. Крепление верхнего конца измерительной линии к буксирной линии на расстоянии от поверхности воды не мене$ удвоенной осадки судна, позво ляет исключить воздействие следа судна на измерительную линию. Использование измерительной линии длиной в 1,2 - 1,3 раза больше длины участка буксирной линии, расположенного между точками ее крепления, позволяет исключить влияние следа, возникающего от буксирной ли нии на измерительную линию. На фиг.1 изображен буксируемый комплекс, общий вид; на фиг.2 узел I на фиг.1; на фиг.З - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел II на фиг. на фиг.З - судно, буксиругацее измерительный комплекс, вид сверху, Буксируемый комплекс содержит буксирную линию 1 например, из готовленную из кабель-троса , одним концом закрепленную на судне, сопряженную с дат-чиком угла поворота (не показано) относительно диаметральной плоскости судна (ДП ) и соед ненную с аппаратурой на судне. На другом конце буксирной линии 1 закреплен балласт 2. К буксирной лиНИИ прикреплена измерительная линия нейтральной плавучести. Верхний конец линии соединен шарнирно с буксируемой линией посредством концевого контейнера 4. Контейнер имеет серьгу 5, которая закреплена, на контейнере посредством оси 6. Серьга в свою очередь крепится к буксир ной линии посредством оси 7, расположенной перпендикулярно к оси б серьги, образуя таким образом шарни позволяющий перемещаться верхнему концу линии 3 в двух взаимно перпен дикулярных плоскостях. Верхний коне измерительной линии 3 закреплен к буксирной линии 1 посредством концевого контейнера 4 на расстоянии 2Н, где Н - размер осадки судна. В контейнере 4 расположены датчики давления или угла отклонения л нии от вертикали,, -а также расположе датчик натяжения измерительной линии 3. Вдоль измерительной линии,ра положены контейнеры 8, в которых расположены датчики угла отклонения от вертикали измерительной линии или датчики давления, по которым, зная расстояниемежду контейнерами, можно определить отклонение этого участка от вертикали. Нейтральную плавучесть обеспечивают контейнеры 8, которые имеют положительную плавучесть с учетом веса линии 3. Нижний конец измерительной линии 3 прикреплен к буксирной линии посредством переходника 9, образуя электрическое соединение линий 1 и 3. Буксирная линия 1. соединена с аппаратурой на судне. Буксируемый комплекс работает следующим образом Судно буксирует измерительный комплекс. В режиме буксировки с помощью датчиков давления или угла отклонения & участков измерительной линии от. вертикали определяют профиль измерительной линии. Измеряют .натяженяе Т измерительной линии и отклонение об ее от диаметральной плоскости судна. По этим величинам определяют относительную скорость пото-, ка V, используя формулу „ ot& . d р & (К + где & - угол отклонения участка троса между двумя контейнерами от вертикали; S - текущая длина измерительной линии от точки крепления к буксирной линии; Т - усилие натяжения измерительной линии в верхней точке ее крепления; QQ- угол отклонения участка измерительной линии, прикрепленного в верхней точке буксирной линии; d - диаметр измерительной линии;р - плотность жидкости; К - коэффициент сопротивления формы; Кг - коэффициент сопротивления трения. Далее-определяют аналитически натяжение на середине каждого участка измерительной линии и определяют координаты Х и Y концов векторов пото-ка, определенных при трех галсах судна, образующих ломаную линию. Двлее определяют координаты а и b центра окружности, да которой находятся концы векторов V, используя уравнение точек, лежащих на окружности, и определяют модуль скорости течения по формуле V Va b. Направление истинного значения V определяют по формуле Ч arctq I

используя промежуточный угол у i t ределив по знакам при а и Ь в какой четверти координат лежит угол Ч .

Изобретение повышает точность измерения скоростей течения в связи с тем, что на положение измерительно линии в потоке не влияет ее вес.

Кроме того, повышены удобства эксплуатации систе «л, так как в.озможно осуществлять оперативное измене ние длины измерительной линии, например при ее удлинении осуществ,лять подсоединение еще такой же измерительной линии к концевому контейнеру, после чего осуществлять . травление с судна обеих линий.

Формула изобретения

Буксируемый комплекс для измерения параметров течения, содержащий аппаратуру, расположенную на борту суд-. на, измерительную линию с распределенными вдоль нее датчиками и балласт, отличающийся тем., что, с целью повышения точности измерения, в него введена буксирная линия отрицательной плавучести, соединенная с балластом, а измеритель - ная линия выполнена нейтральной плавучести и прикреплена к буксирной линии одним концом шарнирно на расстоянии от поверхности воды не ме- ,

0 нее удвоенной осадки судна, а другим .концом - жестко вблизи балласта, причем длина измерительной линии в 1,2 - 1,3 раза больгае длины участка буксирной линии -между точками креп5ления .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях. Л., Гидрометеойздат, 1977, с. 395-406.

0

2.Морские гидрофизические исследования. Сборник. .Севастополь, 1980, 1(88), с. 158-164 (прототип).

Г.

Фие. .

BuffA

9ef.S