Волнограф

 

ВОЛНОГРАФ, по авт.св. № 943526, отличающкйс я тем, что, с целью расщирения рабочего диапазона и повьпиения чувствительности в таком расширенном диапазоне, формирователь временного интервала выполнен как RC-цепь, подключенная к предварительному усилителю через амплитудный селектор, образованный последовательно включенными выпрямителем , счетчиком импульсов и ключом, выход выпрямителя дополнительно включен непосредственно в цепь заряда емкости RC-цепи, которая соединена одним своим выходом с .блоком запуска через нуль-орган, а другим - с регистратором , выполненным как счетчик импульсов , через формирователь пачек импульсов, образованный схемой совпадения , к одному из входов которой подключен кварцевый генератор, а к другому - триггер с двумя входами соединенными с указанным нуль-органом и дополнительным нуль-органом, также подключенным к выходу RC-цепи, (Л при этом пороговое напряжение на основном нуль-органе в € раз превышает пороговое напряжение на дополнитель ном органе. СП со |;ib

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) 0 01 С 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 943526 (21) 3513110/18-10 (22) 19. 11,82 (46) 30.10.83. Бюл, М 40 (72) А.Т.Гопко и С.О.Колесов (71) Морской гидрофизический инстит тут АН Украинской CCP (53) 528.47(088.8) (56) i) Авторское свидетельство СССР .У 830116, кл, G 01 С 13/00,. 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

У 943526, кл. С 01 С 13/00, 1980. (34)(57) ВОЛНОГРАФ, по авт.св.

У 943526, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и повышения чувствительности в таком расширенном диапазоне, формирователь временного интервала выполнен как RC"öåïü, подключенная к предварительному усилителю через амÄÄSUÄÄ 1051374 А плитудный селектор, образованный последовательно включенными выпрямителем, счетчиком импульсов и ключом, выход выпрямителя дополнительно вклю- чен непосредственно в цепь заряда емкости РС-цепи, которая соединена одним своим выходом с .блоком запуска через нуль-орган, а другим — с регистратором, выполненным как счетчик им" пульсов, через формирователь пачек импульсов, образованный схемой совпадения, к одному из входов которой подключен кварцевый генератор, а к другому — триггер с двумя входами соединенными с указанным нуль-органом и дополнительным нуль-органом, также подключенным к выходу RC-цепи, при этом пороговое напряжение на ос новном нуль-органе в 6 раз превышает пороговое напряжение на дополнительном органе.

1 1051

Изобретение относится к океанографическим измерениям и может быть использовано для определения параметров ветрового волнения ня морях, водохранилищах, как в прибрежной зоне, тяк и с судов в дрейфе.

Известен 0олнограф, содержащий вибрирующий чувствительный элемент, запускаемый блоком запуска, соединенный с выходом акустического при- 10 емника через предварительный усилитель, амплитудный селектор и формирователь длительности временного интервала, а также регистратор, соединенный с выходом предварительного усилителя Г1 ).

По основному авт.св. 9 943526 известен волногряф, в котором усовершенстовяно построение акустического приемника путем использования нескольких звукоснимателей, расположенных симметрично вибрирующему чувствительному элементу в плоскости, перпендикулярной его оси, и подключенных к предусилителю через сумматор Г2 j, Это усовершенствование позволяет повысить точность измерения капиллярных волн в условиях возникновения отрывных турбулентных течений. Однако использование зависимости частоты колебаний струны — вибрирующего элемента от глубины ее погружения ограничивает диапазон измерений, Достаточная точность измерений сохраняется только прн погружении на половину струны, Цель изобретения — расширение рабочего диапазона измерений и повышение чувствительности во всем диапазоне.

Для достижения поставленной цели в волногряфе, содержащем вибрирующий чувствительный элемент, запускаемый блоком запуска, соединенным с выходом акустического приемника, 45 образованного несколькими звукоснимателями, расположенными симметрично вибрирующему чувствительному элементу в плоскости, перпендикулярной его оси, через сумматор, предварительный 50 усилитель, амплитудный селектор и формирователь длительности временного интервала, и регистратор, также соединенный с выходом предварительного усилитеЛя, формирователь вре- 55 менного интервала выполнен как RCцепь, подключенная к предварительному усилителю через амплитудный се374 2 лектор, образованный последовательно включенными выпрямителем, счетчиком импульсов и ключом, выход выпрямителя дополнительно включен непосредственно в цепь заряда емкости RC-цепи, которая соединена одним своим выходом с блоком запуска через нульорган, а другим — с регистратором, выполненным как счетчик импульсов, через формирователь пачек импульсов, образованный схемой совгадения, к одному иэ входов которой подключен кварцевый генератор, а к другому — триггер с двумя входами, соединенными с указанным нуль-органом и дополнительным нуль-органом, также подключенным к выходу RC-цепи, при этом пороговое напряжение на основном нуль-органе в раэ превышает пороговое напряжение на дополнительном нуль-органе.

При таком построении обеспечивается измерение декремента затухания колебаний вибрирующего элемента, а не частоты колебаний, При аналитическом исследовании колебательного процесса установлено, что коэффициент затухания монотонно изменяется в функции глубины погружения, в то время как кривая изменения частоты испытывает перегиб в точке, соответствующей погружению на половину длины элемента. Существенно, что крутизна кривой изменения коэффициента затухания, определяющая чувствительность волнографа, превышает крутизну кривой изменения частоты.

На чертеже показана блок-схема волнографа, на фиг. 2 — временная диаграмма, соответствующая работе блок-схемы.

Волнограф работает следующим образом.

После погружения волнографа в воду подается питание на его измерительную схему. При этом срабатывает блок 1 запуска, на электромагнит

2 поступает короткий импульс с длительностью7„ (фиг.2а) и возникают колебания струны 3 с частотой м. На выходе сумматора 4 суммарный сигнал от звукоснимателей 5 имеет вид затухающих гармонических колебаний, представляемых затухающим по амплитуде напряжением переменного тока (фиг.2б ). Это напряжение на предусилителе 6 с помощью выпрямителя

7 преобразуется в уменьшающееся по

1051 374 з зкспоненциальному закону напряжение постоянного тока (фиг.2в, которое поступает на вход счетчика 8 числа импульсов и одновременно на заряд .емкости RC-цепи 9. На еыходе счетчика появляется сигнал после прихода второго и третьего полупериодов с выхода выпрямителя 7 (можно и большее количество — до n). После прохождения двух полупериодов на емкость срабатывает ключ 10 и начинается разряд емкости РС-цепи. Напряжение разряда RC-цепи, уменьшаюг ееся по экспоненциальному закону (фиг,2г)

У поступает на входы двух нуль-органов 11 и 12.

Величина опорного напряжения U

1 нуль-органа 16в Р = 2,73 раза больme опорного напряжения U2 нуль-органа 12. В момент когда U = U1 нульорган 12 подает сигнал начала счета инструментального времени в триггер 13, в котором фиксируется время

Ы.1 затухания между двумя уровнями

0 q и 0 2 . Сигнал 02 от нуль-органа

11 заставляет сработать блок 1 запуска через усилитель 14 мощности.

Схема И 15 формирует пачки импульсов длительностью 4 t,, 412, dt>" начала и конца счета ннструмейталг.— ного времени. При этом "пачки" э»полнены несущей частотой от кварцевого генератора 16. С выхода схемы И 15 сигнал поступает на регистратор 17 (счетчик импульсов ), при этом число импульсов за « г>под

I однозначно определяет амп.ti»гуду морской волны. Информативным является инструментальное время 4 t, так как измерение амплитуды морской волны происходит не непрерывно, а только за время, прошедшее между срабатываниями нуль-органов 11 и 12.

Таким образом, обеспечивается расширение рабочего диапазона измерений за счет построения блок-схемы волнографа, принцип действия которой основан на измерении интервала времени затухания колебаний струны волнографа.

При использовании предлагаемого волнографа рабочий диапазон расширя-. ется в 2 раза, а чувствительность оказывается почти в 3 раза вьппе.

ВНИИПИ Заказ 8651/40

Тираж 602 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4