Регистратор волн на поверхности водоемов

 

О П И с А Н И Е < 96()532

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К МтОРСКОМ СВИДЕтИЛЬСтВЮ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву Н 767517 (22)Заявлено 03.02.81 (21) 3243023/18-10 с присоединениевт заявки М 3243022/18-10 (23) П ио итет (5I)M. Кл.

G 01 С 13/00

5leyAnyCr8N%lg KoNNer

СССР ав двлэи кзоервтени22 и открытий

P P

Опубликовано 23. 09. 82, Бюллетень М 35 (53) УД К 528. 541 (088.8) Зата опубликовани» описания 23 . 09. 82 (72) Автор; изобретения

М, .М. Усенков (71) Заявитель

Ленинградский гидрометеорологический (54) РЕГИСТРАТОР ВОЛН ЯА ПОВЕРХЯОСТИ

ВОДОЕМОВ

Изобретение относится к устройствам для измерения параметров поверхностного волнения в водоемах и может быть преимущественно использовано при проведении окевнологических исследований.

По основному авт. св. И 767517 известен регистратор волн, содержащий эаглубленный измерительный преобразователь гидростатического давления-, о связанный гибким токопроводящим кабелем со свободно плавающим,на водной

Поверхности поплавком, концевой груз, линию связи и самописец. В подводной части поплавка вблизи водной

t5 поверхности установлен однотипный с основным дополнительный измерительный преобразователь гидростатического давления, измерительная цепь которого подключена к цепи основного преобразователя дифференциаль но (2 ).

При работе регистратора на водной поверхности в реальных волновых ус2 ловиях на него действует ряд возму" щающих сил. Орбитальное движение частиц по орбитам вызывает наклоны регистратора на водной поверхности, отклонения его от вертикали то в од" ну, 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 разомк" нутости 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 яа харак960532

1е

26

3 териатики 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 водоемов

На водной поверхности свободно плавает полый цилиндрический поплавок 1, к которому на.гибком токопроводящем кабеле 2 подвешен -измерительный преобразователь 3 гидростатического давления. Дпя придания вертикальности кабельной линии и поплавку

1 преобразователь 3 соединен с кон" цевым грузом 11. В погруженной части поплавка 1 укреплен дополнительный измерительный преобразователь 5 давления, который соединен с основным преобразователем 3 дифференциально.

Кабель Z помещен в цилиндрическую трубу 6. Погруженная часть поплавка

1 охвачена эластичной 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.

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

4 через поплавок гребня волны увеличивается внешнее гидростатическое давление, происходит стягивание оболочки 7 с уменьшением ее миделевого се чения. Поэтому сила воздействия волны, скорость частиц которой направлена по направлению волны, уменьшается, уменьшая тем самым кренящий мо""-. 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 ос1 новным преобразователем 3 от вертикали на угол с(могут быть исключены путем измерения угла d. с помощью датчика 10 наклона, закрепленно-. го на трубе. Сигнал с выхода датчика 10 с помощью функционального преобразователя ll задает проекцию 4 длины .трубки 6 на вертикаль

4 =8 cos aL. 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 (llo вертикали) между преобразователями 3 и 5. Путем алгебраического суммирования сигналов с выходов дифференцирурщего устройства 12 и функционального преобраэователя 11 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.

Формула изобретения

Регистратор волн на поверхности водоемов,по ввт.cs. я". 767517, о т5 960532 б л и ч а ю щ и " с я тем, что, с лостью цилиндрической трубки для от. целью стабилизации положения регист-. резка токопроводящего кабеля, соеди. ратора в условиях качки и волнового няющего основной и дополнительный дрейфа, поплавок выполнен полым и преобразователи. заполнен газом под давлением, а его 3 подводная часть над дополнительным Источники информации, измерительным преобразователем поме- принятые во внимание при эспертизе щена в эластичную оболочку, внутрен- 1. Авторское свидетельство СССР няя полость которой соединена с по- М 767517, кл. 0 01 С 13/00, 1978.

ВНИИПИ Заказ 7245/45 Тираж 614 Подписное ю е а,е е е ю е е е е е е е

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