Способ автоматического определения в условиях океана параметров состояния морской воды

 

Изобретение относится к области гидрофизических измерений и исследований и может быть использовано в океанических условиях. С целью повышения точности измерений дополнительно с двумя измepяe вJIми параметрами морской воды синхронно измеряют третий параметр, например электропроводность, а исходный параметр определяют с использованием трехмерного полинома. Синхронное использование трех видов данных обеспечивает самокомпенсацию погрешностей наблкдений и исходной информации и повышает общую точность измерений . 1 ил. СП О О1 00 к

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4 G 01 N 21/41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОММ СИИЯЕТЕТВСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 717633 (21) 3903232/40-25 (22) 08.04.85 (46) 23.09.86. Бюл. У 35 (72) М.А. Брамсон, В. Ф. Комаров, Ю.Ф.Тарасюк и Л.В.Трошкова (53) 535.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 717634, кл. С 01 N 21/41, 980.

Авторское свидетельство СССР

У 717633, кл. С 01 N 21/41, !980. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕ ЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ОКЕАНА ПАРАМЕТРОВ

СОСТОЯНИЯ МОРСКОЙ ВОДЫ

„.SU„„1259158 A 2 (57) Изобретение относится к области гидрофизических измерений и исследований и может быть использовано в океанических условиях. С целью повышения точности измерений дополнительно с двумя измеряемыми параметрами морской воды синхронно измеряют третий параметр, например электропроводность, а исходный па.раметр определяют с использованием трехмерного полинома. Синхронное использование трех видов данных обеспечивает самокомпенсацию погрешнос-. тей наблюдений и исходной информации и повышает общую точность измерений. 1 ил.

12

Изобретение относится к области гидрофизических измерений, обеспечивает высокоточные измерения средних и пульсационных значений температуры, солености, плотности, электропроводности и других параметров морской воды может быть использовано

J в океанических условиях и является усовершенствованием способа по авт. св. к 717633.

Цель изобретения — повышение точ-. ности за счет частичной самокомпенсации ошибок.

Повышение точности в способе связано с компенсационными эффектами для составляющих ошибок, вносимых прямыми измерениями и исходными данными.

Анализ весовых коэффициентов, определяющих вклад каждого из непосредственно измеряемых параметров в формировании ошибки определяемого параметра, показывает, что компенсационные эффекты являются результатом несовпадения знаков весовых коэффи59158 2 циентов, а также наличия отрицательной корреляции измеряемых величин.

На чертеже показаны зависимости весовых коэффициентов<1, P, для в в в скорости звука V, показателя йреъз ломления и,„ и электропроводности6 соответственно от средних значений температуры и солености для случая определения температуры 0

10 По оси абсцисс отложена температура, по оси ординат — значения весовых коэффициентов Ыв, P 1 для диапазона солености 30 i Б (4uX.

Весовые коэффициенты (, р и 1

О

15 имеют одинаковый порядок, но разные знаки кроме того, (и р, а также I

О 0

Ы и у изменяются с ростом темперав в туры с противоположными тенденциями, т,е. измеряемые величины отрицатель20 но коррелированы. Указанное обстоятельство приводит к частичной компенсации ошибок. Например, среднеквадратическая ошибка определения температуры дд за счет прямых измерений может быть определена: тр (1= ч

=c плотde = с dV ip с1i,„,+ т dB +2<с р dV„J 2 где dV dn dS — соответственно аб значения дисперсий ошибок прямых измерений звука Ч р, оптического показателя преломления n,:„ è электропроводности 6

В формуле (1) ковариационные составе 2 -197 ДЧЪЬ d6, 2РвУвdn,„,-d& имеют отрицательные знаки и обеспечивают компенсацию ошибок.

Таким образом, для автоматического определения параметров морской среды (температуры, солености, плотности) синхронно измеряют значения скорости звука, оптического показателя преломления, электропроводности, по значениям которых находят искомую величину из соотношения:

t71 ч Г1ч — †1 V n 6, О „-- „- е,„„зь где 3 — определяемый параме е

=1 — температура, 1 соленость, 1 = 3 ность), n,„, 2к у JV d6+gp у d d6, (11

d, — заранее определяемые по

Ф1.1 к известным табличным данным постоянные коэффициентьг, 6 — значение электропроводности синхронно измеренное со значениями скорости звука 7 и оптическо"o показателя преломления и „.

При этом пространственное разрешение составляет порядка сантиметрадециметра, а ограничения по быстродействию отсутствуют.

Для реализации данного способа могут быть использованы измерители оптического показателя преломления (напри ер, рефрактометрического или интерферометрнческого типа), скорости звука (например, импульсно-циклические) и электропроводностн (например, кондуктометрического типа), выходы которых подключены к входу микропроцессорного устройства, реалнзуюшего вычисление требуемого параметра по формуле (2) .

Выход микропроцессора подключен к входу устройства регистрации. Микропроцессорное устройство может быть выполнено на основе микро 3ВМ, а также автономных мнкр >пр пессор1259158

20

30

35 ных устройств специального назначения.

Hp и м е р. Разработан аппроксимирующий полином второй степени относительно измеряемых величин и определены значения его коэффициентов d .. для определения основных

11 к параметров состояния — температу.ры, солености, плотности.

При ш=2 соответственно достигается точность определения темпера-з, -э туры 2,9 10 С, солености 2,4 10 7б б 3 и плотности 2, 7 10 г см, что удовлетворяет практические потребности океанологических измерений.

Дальнейшее увеличение точности может быть достигнуто за счет увеличения степени аппроксимирующего полинома, сокращения диапазона измерений и уточнения исходных данных, используемьгх для нахождения коэффициентов d;„„

Использование изобретения позволяет достичь повышения точности при уменьшении количества вычислительных операций. Например, при m=3 согласно предлагаемому способу обеспечивается точность определения темЗо пературы 9,9 10 С, солености

1,8 10 7о, плотности — 6 10 г ° см

-2 -3 29 операциях умножения, 9 операциях сложения . Для m 2 обеспечивается. увеличение точности при определении температуры в 3,4 раза, по солености в 7,5 раз и по плотности в 2,2 раза, при этом количество вычисли гельных операций уменьшается (Z4 операции умножения и 9 сложения).

Формула изобретения

Способ автоматического определения в условиях океана параметров состояния морской водьг по авт. св.

У 717633, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет частичной самокомпенсации ошибок, вносимых исходными данными и прямыми измерениями, дополнительно синхронно измеряют электропроводность морской воды, после чего искомую величину вычисляют по формуле

Ptl W Ph

) ое1jw V „n,„, 6

О О к=О где I — определяемый параметр (1 г

=1 — температура, 1 2 соленостью 1 = 3 — плотность), V, — скорость звука в морской воде, и — оптический пока эатель пре- ломления, Ь вЂ” электропроводность; заранее определяемые по из-. б 3к вестным табличным данным о взаимосвязи параметров состояния постоянные коэффициенты;

m — порядок учета нелинейных связей в аппроксимирующих полиномах.

1259158

Чьставитель С.Голубев Редактор Я.Тупица Техред M.Ходаиич Корректор М.Ц1арощи

Заказ 511,4/41 . Тирам 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делан изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Рауаская наб ., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4