Способ определения колебаний внут-ренних волн и устройство для егоосуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОКЖ©МУ СВ ТВЛЬСТбУ

CoIo3 Сееетскнк

Сецнаэктнческмк

Исвублнк в807071 (61) Дополнительное к ает. сеид-еу (22) Завалено 03. 05. 79 (21) 2762563/18-28 с и эмсоедмнемиеи заювкм Й9

И1)М. К.з

С Oi Н 5/00

ГесулаРствеввый кеевтет

СССР еа йваюэ изеб йтеввй в аткрмтве (23) приоритет

Р

Опубликовано 230281- Бюллетень Н9 7 (ЗЗ)МДК 620 179 16 (088.8) Датаопублмкоеанилописамив 260231

P2) Автоуии нэобретемил

A.Â.AðæàHHèêoâ и И.A.Öàëêíí

I ..б !

6.::., f (1

f (71) Залеитель (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛЕБАНИИ ВНУТРЕННИХ ВОЛН

И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при анализе внутренних волн.

Известен способ определения колебаний внутренних волн с устройством для его осуществления, заключающийся в том, что измеряют величины скалярного гндрофиэического поля и о наличии внутренних волн судят по измерен -1 .ным величинам.

Устройство, реализующее способ, содержит коррелометр, прибор для измерения скалярного гидрофизического поля в виде датчика с измерителем (1), Недостатком данного способа и уст- ройства является невысокая точность вследотвие перекрытия турбулентньвти, флюктуацнямн колебаний внутренних волн.

Цель изобретения — повьыение точ- 2 ности измерений.

Укаэанная цель достигается тем, что дополнительно синхронно измеряют величину вертикальной компоненты поля скорости в той же точке пространства, осуществляют фазовый сдвиг каждой частотной составляющей измеренного сигнала гидрофизнческого поля в диапазоне исследуемых масштабов на угол 90 н измеряют значение 30 коэффициента !корреляции.; между полу ; ченными сигналами, для чего устройство, реализующее способ, снабжено прибором синхронного измерения верти- . кальной компоненты поля скорости, включающимдатчик с измерителем, и,: днфференцирующим блоком, соединяющим выход одного из приборов с коррелометром, а датчики расположены друг от друга на расстоянии, меньшем длины волны минимальной составляющей регистрируемого колебания.

Определение колебаний внутренних волн заключается в следующем.

Изменяется сопротивление объема водной среды и скорости ее движения преобразуются в электрические сигналы. Внутренняя волна s мMоoр е, вследствие сложной картины стратификации среды, в основном представляет собой колебания сложной формы, т.е. содержит некоторый спектр масштабов, а вследствие дисперсии волн в среде этот спектр не остается постояниьет.

Сдвиг фаэ частотных составляющих колебаний скалярного и компоненты векторного полей во внутренней волне, фиксирован и составляет 90 . Поэтому

O дифференцированием обеспечивается сдвиг фазы входного сигнала на 90

807071 в некотором диапазоне частот, соот ветствующем исследуемому спектру масштабов внутренней волны. Поэтому фазы сигналов, обусловленных внутренними волнами совпадают, и среднее значение коэффициента корреляции в этом случае стремится к единице отличаясь от нее только за счет наличия шумов, как это следует из форhPÃËÛ

lt(o J2 % 2 1

U< и и„ о где R(0) - коэффициент взаимной кор- 15 реляции между сигналами на входах коррелометра . О. и U — амплитуды скалярного и компоненты векторного полей; 20

Ь и Ь - среднеквадратичные значе1 2. ния независимых шумов на .входах коррелометра, обусловленных турбулентными флуктуациями, электрическими шумами и помехами в каналах.

Участки сигналов, на которых значение коэффициента корреляции превышает. некоторый уровень, на которых уровень, например 0,75, относятся к участкам, 3О

: иа которых имеются внутренние волны.

На чертеже изображена. схема устройства для осуществления способа.

Устройство для осуществления способа определения колебаний внутрен- 35 кик воли содержит коррелометр 1, прибор для измерения скалярного гидрофиззИеского поля в виде датчика 2 с .кзмеритваем 3, прибор синхронного измерения комйоненты поля скоРОсти, 4О .включающий датчик 4 с измерителем 5 и диф@еренцирующий блок 6, соединяющий выход одного из приборов с кор,рвлоМетром (1, а датчики 2 и 4 расаоложены"друг от друга на расстоянии меньшем .длины волны минимальной составляющей регистрируемого коле" .баиия.

Датчики 2 и 4 обоих приборов, наиодясь в водной среде, фиксируют зна.чения величин векторного и скалярно- 5®

tо Ъолей во времени в стационарных ус аиовках и в пространстве и времени — в буксируемых установках. Преобразованные в электрические сигналы величины исследуемых полей поступают на измерители 3 и 5 приборов и далее на входы коррелометра 1, на один из входов — непосредственно, на другой через дифференцирующий блок 6.

Основное преимущество предлагаемого способа состоит в выделении из полных .естественных флуктуаций участков, соответствующих наличию внутренних волн, что повышает точность определения их.

Формула изобретения

2.устройство для осуществления. способа по п.1, содержащее коррелометр, прибор для измерения скалярного -гидрофизического поля в виде датчика с измерителем, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что оно снабжено прибором синхронного измерения вертикальной компоненты скорости, включающим датчик с измерителем и дифференцирующим блоком, соединяющим выход одного из приборов с коррелометром, а датчики расположены друг от друга на расстоянии, меньшем .длины волны минимальной составляющей регистрируемого колебания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Краусс В. Внутренние волны .

"Гидрометеоиздат", 1968, с.?14-221 (прототип).

1.Способ определения колебаний внутренних волн, заключающийся в том, что измеряют величины скалярного гидрофизического поля и о наличии внутренних волн судят по измеренным величинам, о т л и ч а ю щ и йс я. тем, что, с целью повышения точности, дополнительно синхронно . измеряют величину вертикальной компоненты поля скорости в той же точке пространства, осуществляют фазовый сдвиг каждой частотной составляющей измеренного сигнала гидрофизического поля в диапазоне исследуемых масштабов на угол 90 и измеряют значение коэффициента корреляции между полученными сигналами. 807071

Составитель В.Лопухин

Редактор A.Øèøêèíà Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Pcmxo

Заказ 267/61 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП"Патент, г.ужгород,ул.Проектная,