Устройство для измерения геотемпературных параметров через дно водоемов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЧЕРЕЗ ДНО ВОДОЕМОВ, содержащее зонд, измерительный мост с датчиками температуры , электронный усилитель, состоящий из усилителя переменного тока, фазочувствительного детектора и усилителя постоянного тока, и самописца с исполнительным двигателем, связанным с подвижным контактом реохорда измерительного моста, о т л и чающе е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности геотемпературных исследований, в него введ-чны генератор, делитель частоты , формирователь временных интервалов и электронный коммутатор каналов , причем злектронный коммутатор каналов установлен между измерительным мостом с температурными датчи ками и электронным усилителем и сое- § динён с формирователем временных ин (Л тервалов, связанным с генератором через делитель частоты. с

СОЮЗ СОВЕХСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5$) G 01 V 9 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3345179/18-25 (22) 30.07. 81 (46) 23. 06. 83. „Бюл. Р 23 (72) С.A. Казанцев и A.Ä. Дучков (71) Институт геологии и геофизики

Сибирского отделения AH СССР (53) 550.82(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 408254, кл. 601 Ч 9/00, 1973.

2. Александров A.Ë. Прибор для измерения геометрического градиента через дно океанов. Изв. AH СССР, Сер. "Физика Земли", 1975, Р 3 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ГЕОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЧЕРЕЗ

ДНО ВОДОЕМОВ, содержащее зонд, измерительный мост с датчиками темпера(„)SU(»> A туры, электронный усилитель, состоящий из усилителя переменного тока, фазочувствительного детектора и усилителя постоянного тока, и самописца с исполнительным двигателем, связанным с подвижным контактом реохорда измерительного моста, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности геотемпературных исследований, в него введ ны генератор, делитель частоты, формирователь временных интервалов и электронный коммутатор каналов, причем электронный коммутатор каналов установлен между измерительным мостом с температурными датчиками и электронным усилителем и сое- Е

Ф динен с формирователем временных интервалов, связанным с генератором через делите ь частоты.

1024858

Изобретение относится к геофйзике и предназначено для геотермических исследований через дно водоемов.

Известно устройство для измерения геотермического потока через дно акваторий, при помощи которого можно определять геометрический градиент в илах и их теплопроводность. Устройство содержит датчики температуры, установленные на трубе зонда, прикреп« ленного к герметичному контейнеру, 10 внутри которого находится мост с включенным в него радиальным реохордом. Импульсы тока, возникающие при измерении температур, поступают на, трос-кабель и принимаются на борту 15 с помощью радиоприемника и подсчитываются счетчиком, результат при этом получается в виде кода или при наличии преобразователя в виде аналоговой величины 1 j.

К недостаткам данного устройства относятся необходимость дополнительного бортового оборудования для регистрации и обработки сигнала, недостаточная точность. Применение специального кабеля резко сужает область применения устройства и делает практически непригодным для работ на больших глубинах. Кроме того, в данном устройстве невозможно измерить абсолютную температуру илов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является термоградиентограф ПТГ-3, состоящий из зонда с укрепленными на нем датчиками температуры, включенными в измерительный мост, электронный усилитель, состоящий из усилителя переменного тока, фазочувствительного детектора и усилителя постоянного тока, и самописца с исполнительным двигателем, 40 связанным с подвижным контактом реохорда измерительного моста. Устройство снабжено самописцем, содержащим барабан, жестко связанный с контактом Реохорда, на котоРый наклеивает- 45 ся диаграммная бумага. Внутрь барабана помещены двигатель протяжки пишущего узла вдоль барабана и исполни тельный двигатель, вращающий барабан в ту или другую сторону,в зависимос- 50 ти от знака рассогласования моста.

Если температура одного из датчиков отличается от температуры другого, то на выходе моста появляется напряжение, знак которого зависит от того, который из датчиков в данный момент прогрелся сильнее. Через усилитель это .напряжение поступает на исполнительный двигатель, который в зависимости от знака Йапряжения вращает барабан самописца в ту или другую сторону. На барабане укреплен подвижный контакт реохорда,уравновешивающего мост. Барабан вращает ся до тех пор, пока мост не восстановит свое равновесие. Пишущий узел в это время с постоянной скоростью протягивается вдоль барабана. На диаграммной бумаге записывается импульс„ величина которого пропорциональна разности температур термодатчиков 2 .

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет измерять только один параметр — градиент температур и нет возможности измерить абсолютную температуру илов или еще один градиент температуры на смежном глубинном интервале. Недостаточность такой информации существенно снижает достоверность и точность геотемпературных исследований.

Пространственные флуктуации геотемпературного градиента предъявляют повышенные требования к точности его измерения.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности геотемпературных исследований.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения геотемпературных параметров через дно водоемов, содержащее зонд, измерительный мост с датчиками температуры, электронный усилитель, состоящий из усилителя переменного тока, фазочувствительного детектора и усилителя постоянного тока, и самописца с исполнительным двигателем, связанным с подвижным контактом реохор.да измерительного моста, введены генератор, делитель частоты, формирователь временных интервалов и элект-: ронный коммутатор каналов, причем электронный коммутатор каналов установлен между измерительным мостом с температурными датчиками и электронным усилителем и соединен с формирователем временных интервалов, связанным с генератором через делитель частоты. На фи . 1.представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 схематическое устройство самописца, обладающего малой инерционностью.

Устройство содержит зонд с укрепленными на нем термодатчиками и герметичный контейнер (не.показаны),в котором размещены измерительный мост

1, включающий температурные датчики, электронный коммутатор каналов 2, усилитель переменного тока 3, фазочувствительный детектор 4, усилитель постоянного тока 5, цепь положительной обратной связи б, делитель частоты 7, формирователь временных интервалов 8, опорный генератор 9, источник питания 10 и самописец .11,включающий исполнительный двигатель 12.

Малоинерционный самописец в свою очередь содержит пишущий, узел 13, совмещенный с подвижным контактом реохорда 14 и механически связанный с исполнительным двигателем 12, и

1024858

Составитель М. Кривенко

Редактор В. Иванова Техред A.A÷ . Корректор A.

Заказ 4388/42 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 двигатель протяжки 15 диаграммной бумаги 1б .

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с температурных датчиков моста 1, который питается напряжением с генератора 9 через делитель 7, поступает на электронный коммутатор каналов 2. Коммутатором управляет формирователь временных интервалов 8.

Формирователь определяет очередность измерения тех или иных параметров и продолжительность их регистрации на самописце. Далее сигнал с коммутатора поступает на усилитель переменно-.го тока 3, затем на фазочувствитель- f5 ный детектор 4, где определяется знак рассогласования, и на.усилитель постоянного тока 5, который управляет исполнительным двигателем 12. Двигатель перемещает пишущий узел. 13, совмещенный с падвижным контактом реохорда 14, до тех пор, пока мост вновь не придет в равновесие и сигнал, снимаемый с него подвижным контактом, не станет равным нулю. В усилитель постоянного тока введена цепь положительной обратной связи 6, обеспечивающая работу самописца с некоторыми колебаниями пишущего узла самописца в точке равновесия моста. Все устройство питается от источника 12. Чтобы исключить влияние реактивных составляющих сопротивлений измерительной схемы, частота питающего мост напряжения была снижена до 25 Гц. Прибор автоматически калибруется по температуре.

Для этого электронный коммутатор по команде с формирователя периодически (после каждого измерения температуры) подключает вместо датчика, измеряющего температуру илов, высокостабильный резистор.

Предлагаемое устройство позволяет измерять за один пуск три параметра теплового поля, а именно два геотермических градиента на двух разных глубиннык базах.и температуру илов. Оно значительно дешевле, проще в работе, и изготовлении, причем точность измеренных геотемпературных параметров в совокупности выше,,чем у известного.