Устройство для измерения параметров волнения

 

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советским

Социалистическик

Республик

<о985709

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 210681 (2!) 3308208/18-10 сприсоедимеиием заявки HP gg К з

6 01 С 13/00 (23) ПрморитетГосударственный ноинтет

С C C P но делам нзобретеннй н открнтнй

Опубликовано 301282. Бюллетень HP 48

Дата опубликования описания 04.01.83

t$3) УДК 528. 47 (088. S) (72) Авторы изобретения

В.N, Бараненков, В.В. Лебедев и В.Л. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛРАИЕТРОВ

ВОЛНЕНИЯ

Изобретение относится к аппаратуре для измерения параметров волнения и может быть использовано на исследовательских судах и станциях.

Известны устройства для измерения параметров волн, в которых предусмотрено размещение на поплавке заглубленного гидростатического датчика, подключенного к индикатору через электропреобразователь и вычислительную схему (1 и (21 .

Однако такие устройства не обеспечивают получения фактических текущих значений параметров волнения эа исключением высоты волны.

Известны также устройства для измерения параметров волн, в которых предусмотрено размещение на поплавке не только заглубленного датчика высоты волны, но и датчика угла наклона водной поверхности, подключенных к индикатору параметров волнения через вычислительную схему (3) ..

Однако даже такое совместное раз-мещение нескольких датчиков не позволяет вследствие особенностей регистрации получать текущие значения скорости распространения и длины волны в реальном масштабе времени.

Цель изобретения — непрерывная регистрация текущих значений скорости распространения и длины волны.

Указанная цель достигается путем подключения датчика высоты волны через преобразователь к неподвижной записывающей головке аппарата магнитной записи, оборудованного двумя го1р ловками воспроизведения, установлен. ными с возможностью перемещения с обеих сторон неподвижной головки воспроизведения и управляющими перемещением ползуна реостатного преобразователя, выход которогЬ подключен к входу вычислительной схеьы, к которой подключен также счетчик вре-мени, управляемый от вспомогательных неподвижных контактов, замыкае2-О мых при движении ползуна.

На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирунщая принцип получения текущего фактического значения скорости распространения волны с помощью предлагаемого устройства; нн фиг. 2 упрощенная блок-.cxeWa устройства» на фиг. 3 — злектромеханическая схема регистрации текущих .значений.

На поплавке в форме диска (не показан) размещен датчик 1 углов наклона водной поверхности и датчик

985709

10 вв с гвму

В„С2 . 9 к, ЗО то tC

Поскольку

ВвВв вввв

А282 tgcq

А282 tip и в

55 то () 9 ар

2 гидростатического давления, показывающий изменение высоты волны. Через электропреобразователь 3 датчик 1 подключен к вычислительной схеме 4, к которой подключен также датчик 2 через преобразователь 5 и блок 6, называемый блоком определения наклона на кривой регистрируемп ординат или высот волн. Принцип

;работы этого блока представлен на фиг. 1.

Действительная волна изображена кривой а.

Волна а условно изображена кривой Ъ в масштабе уровней записи на магнитной ленте. Высота волны а на кривой с показана в масштабе, записи. высоты волны на кривой Ь.

Касательные, проведенные к -кривыМ а, Ь и с в точках A<, A2 и А, определяют фактический угол e + наклона 2 волнового.,склона, угол Ф наклона кривой регистрируемых текущих ординат волны на магнитной ленте 7 в точке

А2, соответствующей точке А на по. верхности волны а, и уголь р наплона 2 кривой с в точке А, соответствующей точке Aq на поверхности волны а.

Так как где Ч„ — скорость движения магнитной ленты;

Ч - скорость перемещения волЬ ны а;

t — время, отсчета, Блок 6 имеет усилитель 8, вход которого подключен к преобразователю

5, а выход — к неподвижной записывающей головке 9 аппарата магнитной записи. Вдоль направления перемещения ленты 7 расположены на некотором расстоянии друг от друга неподвижная головка 10 воспроизведения и подвижные на найравляющих 11 головки 12 и 13 воспроизведения записи, которые с помощью направляющих 14 и подвижных муфт 15 связаны с рычагами 16 и 17, имеющими соответственно одинаковые размеры по длине. Рычаги 16 подвижно связаны с осью 18 неподвижной муфты 19. На оси 18 расположена подвижная муфта 20, имеющая контактный ползунок 21, связанный через контакты 22 и 23 с выходным реостатным преобразователем 24 и направляющей с контактом 25. Реостат 24, контак» ты 22, 23 и 25 подключены к вычислительной схеме 4. Подвижная муфта 20 через направляющую 26, шток 27 с муфтой 28 подвижно связана с рычага р ми 17. Воспроизводящие головки 10, 12 и 13 через усилители 29-31 подключены к обмоткам 32-34 исполнительных силовых органов 35 и 36, якоря

37 которых с помощью направляющих

5 38 связаны с муфтами 15. Обмотки 32 и 33, 35, 32 и 34 устройства включены соответственно встречно.

Блок 6 в соответствии с уровнем сигналов на головках 12 и 13 относительно уровня. сигнала на головке 10 отслеживает кривую регистрируемых ординат волны и перемещает ползунок

21, который обеспечивает выработку на реостате 24 сигнала, характеризую 5 щего уголd . При Кд =0 замыкаются контакты 23 и 25, что является признаком прохождения грвбня (или впадины) кривой волны.

Сигнал от реостатного преобразователя 24, соответствующий углу о д наклона кривой регистрируемых ординат волны, поступает в вычислительную схему 4. В процессе прохождения волны ползунок 21 перемещается, отслеживая угол наклона кривой регистрируемых ординат волны. При замыкании контактов 23 и 25 в вычислительную схему 4 поступает сигнал, запускающий счетчик времени. При следующем замыкании контактов происхоО дит остановка счетчика времени. При этом время работы счетчика соответствует половине периода волны (время между гребнем и впадиной волны).

Таким образом, в вычислительной схеме 4 появляются сигналы, характе ризующие угол р наклона поверхности морской волны а, ее высоту, угол

ale наклона кривой регистрируемых ординат волны и период с волны, по которым осуществляется вычисление .искомых величин и выдача полученной информации в индикаторное устройство 39.

При этом скорость Чб распростра5 нения волны определяется по приве985709 денной вьме формуле (2), а длина волны 3 определяется по формуле (3) > --<""е

Высота волны с учетом масштабного коэфФициента К определяется по разности сигналов, характеризующих ординаты гребня и впадины волны.

Предлагаемое устройство для измерения параметров волнения мокет быть выполнено с помощью известных иэмерителей гидростатического давления, регистраторов и других устройств, Для унрощения конструкции .в качестве 15 датчика углов наклона поплавка-мокет быть использован термический датчик с проволочным нагревателем. При этом достаточно испольэовать одну трубку . с проволочным нагревателем, устаио- 26 вив ее перпендикулярно--плоскости диска поплавка. В аппарате магнитной записи удобно применять биметалли- . ческую ленту, перемещаемую с зазором относительно магнитных головок. Поми- 2 мо кабельной связи мехду. поплавковым устройством и судном мохет быть ис-: пользован .радиоканал с,соответствующими радиотехническими средствами.

Технико-экоиоввюческая эффектив- Зл нОсть предлагаемого устройства заключается в том, mo eao, обеспечивая определение фактических значений всех основных параметров волн (высота длина, период, скорость распротРайения, крутизна}, практически не требуя расиыфровки информации, мокет

I существенно повысить эффективность работ в морях н океанах.

Формула изобретения устройство для измерения параметров волнения, содержащее иоплавок, на котором установлены датчик угла наклона водной поверхности и заглубленный датчик высоты волны, подключенные к индикатору параметров волнения через вычислительную схему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью непрерывной регистрации текущих значений скорости. распространения и длины волны, датчик высоты волны через преобразователь псдключен к неподвикной записывающей головке аппарата магнитной записи, оборудованного двумя головкамн воспроизведения, установленными с возмокностью перемещения с обеих сторон ненодвв;к-: ной головки воспроизведения и управляющими перемещением полэуна реостат- .ного.преобразователя, выход которога подключей к входу вычислительной ezeaaaÄ aogpmamea такие счетчик времени, управляемый от вспомогатель ных неподвикных контактов "имыкае-;: мас при двикении цолзуна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетеЛьство СССР - ;

9 416563, кл. G 01 С 13/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

В 549683, кл. 6 01 С 13/00, 1974.

3. Патент CIRCA В 4220044, кл. 73/170 А, 1980 (прототип).

985709

Хм.32

Рие.д

Составитель Ю. Ферштман

Редактор М. Рачкулинец Техред К.Мыцьо

Херректор Г. Orap

Подписное

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

Заказ 10157/65 Тираж 614

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делагл изобретений и открытий

113035, Москва, .Х-35, Раущская наб., д. 4/5