Буксируемый комплекс для измерения параметров течения

 

< 1964541

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19.,11. 80 (21) 3005611/18-10 (51) М. Кл.з с присоединением заявки HP—

6 01 Р 5/00

Государственным комитет

СССР но делам, изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07 10 82,Бюллетень М9 37

153)УДК 532 574 (088. 8) Дата опубликования описания 07.10.82 (54) БУКСИРУЕМЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЛРЛИЕТРОВ ТЕЧЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике .н может быть использовано в океанографии для определения параметров течений в океанах и морях.

Известен измерительный комплекс для измерения параметров течения, содержащий электромагнитный измеритель течения, соединенный с судном и буксируемый с помощью кабеля 1 1).

Недостатками известного устройства являются ограниченный диапазон применения по глубине и большие погрешности измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измерительный комплекс, содержащий аппаратуру, расположенную на судне, измерительную линию с распределенными вдоль нее датчиками и балласт (. 2).

Недостатком измерительного комплекса является его невысокая точность измерения вследствие воздействия на измерительную линию гравитационных сил, обусловленных весом линии и контейнеров с приборами.

Целью изобретения является ловышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в буксируемом комплексе, содержащем аппаратуру, расположенную на борту судна, измерительную линию с распрЕделенными вдоль нее датчиками и балласт, введена буксирная линия отрицательной плавучести, соединенная с балластом, а измерительная линия олнена нейтральной плавучести и прикреплена к буксирной линии о ним концом шарнирно на расстоянт и от, поверхности воды не менее уд иной осадки судна, а другим ко цом - жестко вблизи балласта с о разованием электрического соединения, причем длина измерительной линии в 1,2 - 1,3 раза больше длины участка буксирной линии между точками крепления измерительной линии °

Использование буксирной линии позволяет закрепить измерительную пинию на необходимом расстоянии от поверхности воды, а также позволяет испольэовать измерительную линию минимальной толщины, так как нагрузка (от веса балласта на конце, предназначенная для эаглубления системы) приходится на буксирную линию.

964541

Использование измерительной линии нейтральной плавучести позволяет искЛючить воздействие гравитационных сил на измерительную линию, в результате чего профиль измерительной линии формируется только под дей- 5 ствием гидродинамических сил, возникающих от воздействия на измерительную линию потока жидкости.

Использование шарнирного соединения верхнего конца измерительной линии с буксирной линией позволяет повысить чувствительность измерительной линии к изменению скорости течения.

Крепление верхнего конца измерительной линии к буксирной линии на расстоянии от поверхности воды не менее удвоенной осадки судна, позволяет исключить воздействие следа судна на измерительную линию. 20

Использование измерительной линии длиной в 1,2 — 1,3 раза больше длины участка буксирной линии, расположенного между точками ее крепления, позволяет исключить влияние следа, возникающего от буксирной линии на измерительную линию.

На фиг.1 изображен буксируемый комплекс, общий вид; на фиг. 2 узел Х на фиг. 1; на фиг. 3 — вид A на фиг.2; на фиг.4 — узел Н на фиг.1; на фиг.5 — судно, буксирующее измерительный комплекс, вид сверху.

Буксируемый комплекс содержит буксирную линию 1 например, изго- 35 товленную из кабель-троса, одним концом закрепленную на судне, сопряженную с датчиком угла поворота (не показано) относительно диаметральной плоскости судна (ДП ) и соеди- 40 ненную с аппаратурой на судне. На другом конце буксирной линии 1 закреплен балласт 2. К буксирной линии прикреплена измерительная линия 3 нейтральной плавучести . Верхний ко- 45 нец линии соединен шарнирно с буксируемой линией посредством концевого контейнера 4. Контейнер имеет серьгу 5, которая закреплена на контейнере посредством оси 6. Серьга в свою очередЬ. крепится к буксирной линии посредством оси 7, расположенной перпендикулярно к оси 6 серьги, образуя таким образом шарнир, позволяющий перемещаться верхнему концу линии 3 в двух взаимно перпен55 дикулярных плоскостях. Верхний конец измерительной линии 3 закреплен к буксирной линии 1 посредством концевого контейнера 4 на расстоянии

2Н, где Н вЂ” размер осадки судна. 60

В контейнере 4 расположены датчики давления или угла отклонения линии от вертикали,,-а также расположен датчик натяжения измерительной линии 3. Вдоль измерительной линии расположены контейнеры 8, в которых расположены датчики угла отклонения от вертикали измерительной линии или датчики давления, по которым, зная расстояние между контейнерами, можно определить отклонение этого участка от вертикали. Нейтральную планучесть обеспечивают контейнеры 8, которые имеют положительную плавучесть с учетом веса линии 3 ° Нижний конец измерительной линии 3 прикреплен к буксирной линии посредством переходника 9, образуя электрическое соединение линий 1 и 3. Буксирная линия 1. соединена с аппаратурой на судне.

Буксируемый комплекс работает следующим образом .

Судно буксирует измерительный комплекс. В режиме буксировки с помощью датчиков давления или угла отклонения 8 участков измерительной линии от. вертикали определяют профиль измерительной линии. Измеряют

:натяжение Т измерительной линии и отклонение оС ее от диаметральной плоскости судна. По этим величинам определяют относительную скорость пото-, ка У, используя формулу L сЮ

9 0 8 «+, + <«g«>р где & — угол отклонения участка троса между двумя контейнерами от вертикали;

S †текущая длина измерительной линии от точки крепле.— ния к буксирной линии;

Т вЂ” усилие натяжения измерительо ной линии в верхней точке ее крепления; .Р— угол отклонения участка измерительной линии, прикрейленного в верхней точке буксирной линии;

d - диаметр измерительной линии; р — плотность жидкости;

К. — коэффициент сопротивления формы

К вЂ” коэффициент сопротивления трения.

Далее определяют аналитически натяжение на середине каждого участка измерительной линии и определяют координаты Х и Y концов векторов пото" ка, определенных при трех галсах судна, образующих ломаную линию. Далее определяют координаты а и Ь центра окружности, на которой находятся концы векторов V, используя уравнение точек, лежащих на окружности, и определяют модуль скорости течения по формуле V 4а - + b .

Направление истинного значения V определяют по формуле

arcing(Ь

964541 используя промежуточный угол l,,определив по знакам при а и Ь в какой четверти координат лежит угол Ч

Изобретение повышает точность измерения скоростей течения в связи с тем, что на положение измерительной линии в потоке не влияет ее вес.

Кроме того, повышены удобства эксплуатации системы, так как возможно осуществлять оперативное иэмене— ние длины измерительной линии, например при ее удлинении осуществлять подсоединение еще такой же из- мерительной линии к концевому кон- тейнеру, после чего осуществлять травление с судна обеих линий. 15

Формула изобретения

Буксируемый комплекс для измерения щ параметров течения, содержащий аппаратуру, расположенную на борту суд-. .на, измерительную линию с распределенными вдоль нее датчиками и бал— ласт, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введена буксирная линия отрицательной плавучести, соединенная с балластом, а измеритель— ная линия выполнена нейтральной плавучести и прикреплена к буксирной линии одним концом шарнирно на расстоянии от поверхности воды не менее удвоенной осадки судна, а другим концом — жестко. вблизи балласта, причем длина измерительной линии в

1,2 — 1,3 раза больше длины участка буксирной линии между точками крепления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях. Л., Гидрометеоиздат, 1977, с. 395-406.

2. Морские гидрофизические исследования. Сборник..Севастополь, 1980, Р 1(88), с. 158-164 (прототип).

964541

Составитель Л. Мариан

Редактор О. Юрковецкая Техред A."Ъч Корректор О. Билак

Заказ 7620/24 Тираж 887, . Подписное

ВНИФИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ГИП "Патент", r. ужгОрод, ул. Проектная, 4