Зондирующий фоторегистр турболентной диффузии

 

Ссра Советскнх

Соцналнстнчаскнх

Реснубннк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 561117 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 25.04,74 (21) 2027093/25 (51) М. Кл.е (01 H 11/00 с присоединением заявки

Гваударственнмй нвмнтет

Севетв Мнннстрвв СССР пв делам нзобретеннй н етнрытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06.77 бюллетень № 21 (46) .Дата опубликования описания 06.08,77 (53) УДК 771.319. ,058.2 (088.8) (72) Автор изобретения

В, Е. Джус

Ленинградский гидрометеорологический институт (71) Заявитель (54) ЗОНДИРУЮЩИЙ ФОТОРЕГИСТРАТОР ТУРБУЛЕНТНОЙ

ДИФ ФУЗИИ

Изобретение относится к устройствам для измерения гидрофизических попей морей и океанов и может быть применено для исследования микротурбупентной структуры вод. 5

Известны зондирующие поиборы для регистрации пульсаций параметров среды, например температуры, погружаемые в воду под действием отрицательной плавучести или буксируемые, в которых используеФ- щ ся электрическая регистрация и передача информации по кабельной линии. Устройства содержат корпус с помещенными в нем элек трическими схемами„датчики и кабельную пинию $1), (2).

Недостатками таких устройств является зависимость их работы от волнения на поверхности моря и контактный принцип измерений, что снижает точность получаемых данных. Кроме того, при интерпретации данных невозможно точно задать и репрезентативно выбрать граничные условия.

Для изучения турбулентных процессов в водах используются измерители окрашенных объемов Г31 осуществляющие фоторегистрацию и состоящие из герметичного корпуса с размещенными внутри фоторегистраторами и осветителями, Такие изме» рители управляются вручную водолазами.

Недостатки труда водолазов и ограничения, связанные с ним, хорошо известны, Для ориентации аппаратуры в потоке, без чего нельзя получить достоверных данных, используются такие сложные в эксплуатации системы: подводные заглубленные буи, подводные мачты и пр. Эти системы могут устанавливаться только в прибрежных районах .

?1елью изобретения является уменьшение времени измерений и повышение точности регистрации микротурбулентной диффузии.

Поставленная цель достигается тем, что зондирующий фоторегистратор турбулент ной диффузии снабжен штангой с кронштей ном, расположенными под углом 90-135, причем штанга одним концом .соединена с нижней частью корпуса устройства, другим концом - с механизмом отдачи балласта, а

561117 на конце кронштейна размещено сопло,для выпуска окрашенной воды.

На чертеже схематично показан предло-женный зондирующий фоторегистратор турбупентной диффузии, содержащий стабилизатор 1, герметичный корпус 2, программный механизм и блок питания 3, фоторегистрирующее устройство 4, штангу 5, гидростатический размыкатель 6, кронштейн 7 с соплом 8, трос 9, баластный груз 10 10 и осветитель 11.

Основой зондирующего фоторегистретора турбулентной диффузии является прочный герметичный корпус 2, сверху к которому прикреплен стабилизатор 1, а снизу - штанга 5. В корпусе размещены: фоторегистрируюшее-устройс1 во 4, осветитель

ll, программный механизм, и блок питания 3. В нижней чести штанги 5 под ут» о лом 90-135 относительно нее прикреп- 29 лен кронштейн 7, заканчивающийся соплом 8. Под штангой 5 имеется гидростетический размыкетель 6 для отсоединения троса 9 с балланстным грузом 10.

Устройство работает следующим обра- 2S зом. Под действием балластного груза

10 устройство равномерно погружается под- воду, не будучи в это время ничем свя- занным с поверхностью. Вертикальная стабилизация при этом обеспечивается стабилизатором l. Одновременно с погружением устройства из сопле 8 выпускается индикатор, например окрашенная флюореисцеиком вода. Икдикахор реестекеехся под дейст- вием хурбупекхной диффузии и через неко- 3S торое время попадает в поле зрения фоторегистрируюшего устройства 4,, Сопло вынесено в сторону от,штанги 5 на кронштейне 7. Длина штанги 5 может меняться от условий работы, Например, прк 40 длине штанги 3 м и скорости погружения устройства 30 см/сек струя окрашенной воды попадает в попе зрения фоторегистрируюшего устройства 4 и осветители 11 че рез 8-10 сек. Геометрические размеры ок- 45 рашенной струи и плотностно-яркостное по- ле изображения будут находиться в функ; циональной зависимости от коэффициента турбулентной диффузии.

Чтобы избежать искажающе "î влияния 50 не поток способа выпуска окрашенной воды, 1 диаметр сопля 8 должен подбираться такой, чхс= ы набегающий поток обтекал его ламкнаркой струей.

Например, при диаметре сопла д =0,5см к скорости погружения усхройствеМ„

=30 см/сек число Рейнопьдсе будет равно:

GlVð c7 30

t1 . ор о,о ьо где V — коэффициент кинематкческой вязкости, который может быть принят равным

0,01 см /сек.

Критическим числом Рейнольдса для объектов круглого сечения является число

Ке 2300; поэтому в нашем случае режим обтекания будет ламинарным, Необходимо следить также за тем, что1 бы режим истекания окрещенной жидкости из сопла не вносил турбулентных воэмущв-. ний в естественную водную среду. Для этого средняя скорость истечения красителя иэ сопла Чи должна быть равна скорости погружения устройства Чп .

Фоторегистрирующее устройство 4 представляет собой автоматическую камеру, управляемую программным механизмом 3 и связанную с осветителем 11. Частота съемки подбирается в соответствии со око» ростью погружещя устройства такой, чтобы, рассматривая соседние кадры и находя . характерные точки окрашенных эон, можно было определить скорость погружения прибора в любой момент времени.

Конструкция осветителя 11 может быть резничкой, например, с помощью устанавливаемых внутри рефлектора элементов в поле изображения может быть получена освещенная сетка, которая облегчит обработку получаемых данных и повысит; ее точность.

При достижении устройством заданной глубины срабать1вает механизм отдачи балласта, состоящий из гидростетического размыкатепя 6, балластного груза 10 и троса 9. Балластный груз с тросом отсоедикяюхся, и устройство под дейетвием положительной плавучести начинает двигаться к поверхности, при этом в ряде спуча« ев фоторегистрация может продолжаться.

Устройство позволяет зафиксировать коэффициент турбулентной диффузии с достаточной точностью, быстро, непрерывно, по вертикали до заданной глубины без водолазного труда и сложных и дорогих стабилизированных платформ.

Формула изобретения

Зондирующий фоторегистратор турбулентной диффузии, содержащий стабилизатор, герметичный корпус с установленными в нем фоторегистрируюшим устройством, осветителем, программным мехенкзмом m блоком питания и механизм отдачи белпесга, отпичеющийся хем,что, с цепью уменьшения времени измерения и повышения точности регистрации, он снабжен штангой с кронштейном, расположен56l 1 l7

Составитель О. Мащенко

Редактор Т. Орловская Техред,О. Луговая Корректор

Заказ 1564/148 Тираж; 110 l Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 ными дат относительно друга под углом

90-135 причем штанга одним концом соединена с нижней частью корпуса, другимс механизмом отдачи балласта, а на конце кронштейна размещено сопло для выпус.ка окрашенной воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 198123, кл. Q-03 В / 57a, 7/01, 1 966, 2. Джус В. С, Автоматическая камера для подводной съемки, Судостроение", Ж 4, 1972, 3. Жуков Л. А. и др. Исследование турбулентной диффузии в море по данным IloRводной киносъемки. Труды ЛГМИ", вып. 20, Л., 1965 (прототип).