Устройство для измерения вихревой ком-поненты скорости морских течений

 

Союз Советскнх

Соцналнстическнх республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к евт, санд-ву (22) Заявлено 02112б (21) 241б955/18-10 Р ) с присоединением заявки й9

6 01 Р 5/02

Государстеениый комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1502.81. Бюллетень N9 б

Дата опубликования описания 15.02.81 (53) УДК 5З2..5П (088.8) (72} Автор, изобретения

Ю- В . Шауб

Тихоокеанский океанологический институт

Дальневосточного научного центра AH СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИХРЕВОЙ

КОМПОНЕНТЫ СКОРОСТИ МОРСКИХ ТЕЧЕНИЙ

Изобретение относится к измерению параметров движения и может быть использовано для обнаружения н регистрации различных вихревых возмущений в жидкой среде, в частности для изме.рения вихревой компоненты скорости морских течений.

Известно устройство, содержащее датчик скорости потока в виде винта и приемник направления s виде двух взаимно перпендикулярных феррозондов, позволяет регистрировать лишь потенциальную (или безвихревую) компоненту скорости потока и направление течения (1g.

Известно также устройство для измерения вихревой компоненты скорости потока жидкостей или газов, которое является наиболее близким по технической сущности и выбрано в качестве прототипа. Это устройство одержит датчик.s виде симметричной крестовины с парами одинаково ориентированных тел (например шаров), обтекаемых. потоком, и смещенных друг относи.тельно друга на расстоянии не меиьшеширины гидродинамического следа, с подвеской в центре тяжести пары, Ф узел измерения силового воздейст" вия $2 ).

Однако это устройство обладает существенным недостатком, сужающнм

:область его применения. Для измерения вращающего момента с помощью этого устройства необходимо наличие твердой опоры, на которой крепилась бы упругая подвеска крестовины и по отношению к которой можно было бы .отсчитывать углы поворота механического датчика. Поэтому такие датчики могут быть установлены на дне или на свайных основаниях, но не могут .использоваться в открытом море на

:больших глубинах.

t5

Цель изобретения — обеспечение воэможности измерений в открытом мо ре и на больших глубнах.

Цель достигается тем, что подЭт веска устройства выполнена неупругой и соединена одним концом с цен- тром пары, а другим с донным грузом, . при этом узел регистрации выполнен в виде установленного в датчи25 ке измерителя азимута датчика.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для измерения вихревой компоненты скорости, общий внд;на ,фиг. 2 - механический датчик этого

36 !устройства (вид сверху).

805178

Устройство содержит одинаковые шары 1-4, укрепленные на концах симметричной крестовины 5, которая свободно подвешена с помощью неупругой нити б (например троса нли кабеля), соединенной одним концом с центром тяжести крестовины 5. (точка О), а другим концом через донный груз 7 с береговой регистрирукщей аппаратурой 8. В центральной части датчика-крестовины 5 установлен измеритель его азимута 9, выполненный, например на основе ферроэондового магнитометра. Для определения вихревой компоненты скорости морских течений механический датчик-крестовина 5 с шарами 1-4 и установленным в 15 ее центральной части измерителем азимута 9 (например на основе феррозон-. .дового магнитометра) подвешивается с помощью неупругого троса или кабеля б и донного груза 7 на заданной my- 29 бине моря. В случае потенциального потока центр тяжести датчика 5 будет перемещаться со скоростью потока У

У а азимутальная ориентировка датчика Р, будет произвольной. Никаких эц поворотов датчика в потенциальном потоке происходить не будет в силу симметричности крестовины. В реальных условиях, однако, после скоростей V(x,y,z,t) имеет, как правило, как потенциальную, так и вихревую компоненту, характеризуемую величиной rot+ V. Поэтому в соответствии с действующим вращающим моментом М датчик 5 будет поворачиваться на некоторый угол ьЧ, зависящий от

33 его момента инерции, момента М > и длительности его воздействия. Так как вода является хорошо демпфирующей средой, то вращение сравнительно малоинерционного датчика 5 будет прекра- 40 щаться практически сразу же после исчезновения вращающего момента М .

Таким образом очевидно, что наблюдаемый угол поворота свободно плавающего датчика ьц является мерой для определения вращающего момента М и, следовательно, вихревой компоненты скорости течений rot > V. В тех случаях, когда требуется измерить значение rot V в заданной точке на любой заданной глубине, датчик 5 ® притапливается до требуемой глубины с помощью донного груза 7 и неупругого троса или кабеля б. При .повороте датчика 5 на некоторый угол A+ под действием вихревых возмущений сигнал с измерителя азимута 9 передается по кабелю б на регистрирукицую аппаратуру 8. В тех случаях, когда требуется измерение

rat> V на поверхности воды, датчик

5 свободно плавает на поверхности, Под действием вихревых возмущений датчик 5 поворачивается на некоторый угол ь при этом показания измерителя азимута 9 могут передаваться по акустическому радиоканалу на береговую регистрирующую аппаратуру 8.

Таким образом, предложенное устройство позволяет производить дистанционные автоматические измерения вихревой компоненты скорости течений гоС Ч и на любой глубине моря. Для увеличения эффекта демпфирования вместо шаров можно применить одинаковые вертикальные пластины.

Формула изобретения

Устройство для измерения вихревой компоненты скорости морских течений, содержащее датчик в виде системы тел, обтекаемых потоком, выполненной из пар одинаковых,одинаково ориентированных тел, например, шаров,.и сменных друг относительно друга на расстоянии не меньше ширины гидродинамического следа, с подвеской в центре тяжести пары, и узел регистрации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности измерений в открытом море и на больших глубинах, подвеска, выполнена неупругой и соединена одним концом с центром пары, а другим с донным грузом,при этом узел регистрации выполнен в виде установленного в датчике измерителя азимута датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 276549, кл. G 01 Р 5/00, 1970.

2.,Авторское свидетельство СССР

9 438933, кл. G 01 Р 5/02, 1972 (прототип).

805178.

Фиг. 1

Составитель В. Назарова

Техред A. Ач Корректор:Н. Бабинец

Редактор N. Погорнляк

Филиал ППП "Патент", t . Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 10870/65 Тираж 918 Подписное

8HHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5