Способ измерения вихревой компоненты

(43) Опубликовано 25,12,7 осударствеиинй комитет оаета Министров СССР о делам изобретениии открнтий.Бюллетень47 описания 26.12.78 532.517. (088.8) 45) Дата опубл ован 2) Автор изобретения Б. Шау Тихоокеанский океанологический институ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВИХРЕВОЙ КОМПОНЕНТ СКОРОСТИ МОРСКИХ ТЕЧЕНИЙ областиьной техано длявых возмутностионенты определятьутем от- несколь- ычислеИзобретение относится кокеанографической измерителники и может быть использоврегистрации различных вихрещений в жидкой среде, в часдля измерения вихревой компскорости морских течений,Раньше делались попыткивихревую компоненту гоУ пдельных измерений Г и 7 вких точках (с последующим ватц атьнием гот У: --но это неа а /)Ь является непосредственным измерением гаМ,Известны способы измерения скорости потока, основанные на излучении в исследуемый поток ультразвуковых колебаний по незамкнутым линиям в двух противоположных направляющих туда и обратно и измерении разности времени или Фаз этих колебаний, которая является мерой скорости потока жидкости (11 .25Однако все эти способы позволяют .определять лишь некоторую компоненту скорости У;, В силу того, что в известных способах реализуется принцип посылки сигналов туда и обратно по незамкнутым линиям, с их помощью невозможно непосредственно измерить вихревую компоненту скорости о % которая непременно должна содержать в себе информацию о процессах на исследуемой площади потока,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения скорости течения реки, согласно которому течение измеряют при помощи трех ультразвуковых преобразователей, второй из которых расположен на одном берегу реки, а первйй и третий - на другом берегу. Ультразвуковые колебания посылают от первого и третьего преобразователей на второй, и в обратном направлении - соответственно на третий или на первый преобразователь. Предусмотрено дополнительное возбуждение первого и третьего преобразователей, так чтобы они становились соответственно излучателями или приемниками колебаний. При этом измеряют сумму и разность времени прохождения ультразвуковых колебаний от,первого до третьего преобразователя и времени прохождения сигнала от третьего до первого. По сумме и разности этого времени определяют скорость течения реки )2 .607462 Формула изобретения Заказ 7319/49 ПодписноеНИИПираж Указанный способ хотя и не исключает крупномасштабных измерений, но в силу использования принципа линейных измерений не позволяет определить непосредственно вихревую компоненту скорости потока.11 ель изобретения - обеспечение воэможности крупномасштабных непосредственных измерений вихревой компоненты скорости течений.Это достигается тем, что по предлагаемому способу ультразвуковые колебания направляют по замкнутому контуру, охватывающему исследуемую область потока,Сущность предлагаемого способа поясняется приведенным чертежом. В точке Д (0,0), с которой совмещено начало прямоугольных координат, на поверхности морской среды располагают ненаправленный источник ультразвуковых колебаний. На заданном расстоянии 6 в точке 3 ( 2,0) устанавливают ретранслятор, который принимает поступившие из точки я колебания и тут же излучает их снова, например, на другой частоте или с некоторой известной задержкой, которая может быть учтена. Аналогичные ретрансляторы, принимающие и излучающие колебания, устанавливают в точках С ( 6, 8 ) к 2 ( О, С ) . Б точке А располагается также измерительное устройство, с помощью которого определяют времякоторое потребуется акустическому сигналу для прохождения по замк- . нутому контуру АЗСОА, После этого ретрансляторы начинают работать в обратном порядке; из точки Д излучаются ультразвуковые колебания, которые принимаются и воспроизводятся ретранслятором 2затем - ретранслятором С , потом - ретранслятором З, В этом случае измерительное устройство в точке 4 определяет время которое необходимо акустическому сигналу для обхода того же контура, но в обратном направлении, т,е. по пути АОСЗя, На чертеже прямое и обратнОе направления распространения колебаний по контуру обозначены соответственно сплошными и пунктирными стрелками. Разность измеренных времен о 1 . -,является мерой средней вихревой ком 2 1попенты скорости течений У (х,ц ) наплощади 8 данного контура 43 СЮ)(охватывающегЬ исследуемую областьпотока, а именно, средняя интенсивность вихоевой компоненты 101 ЧссЬ 1й1где с 4 - известный коэФФициент, кото.рый является постоянным и определя"ется размерами контура 1 и среднейскоростью звука 7 оРезультаты измерений будут тем О точнее, чем большим многоугольником(по числу сторон) представлен контур,охватывающий исследуемую область потока, т.е. чем больше число ретрансляторов.Практически описанный способ измерений может быть осуществлен, например, при установке в море четырех иболее заякоренных буев с источникоми ретранс,яяторами ультразвуковых колебаний. Механические колебания самихбуев не играют существенной роли,так как расстояния Г достаточно велики, а время каждого цикла измерениймало, причем, в случае необходимостивозможно и последующее усреднение полученных отсчетов за время, большеепериода колебаний буев. 30Способ измерения вихревой компоненты скорости морских течений путемизлучения в исследуемый поток ультразвуковых колебаний в двух противопо ложных направлениях и измерения разности времени распространения этихколебаний, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения возможности крупномасштабных непосредствен ных измерений вихревой компонентыскорости ультразвуковые колебаниянаправляют по замкнутому контуру,охватывающему исследуемую область потока.Источники инФормации, принятые вовнимание при экспертизе:45 1 . Авторское свидетельство, СССРФ 252746, кл. 4 01 Р 5/00, 22.09.69.2, Патент Японии. Р 45-40356,кл. 111 А 1, 11.12.70. Филиал П 1 Щ Патент,Ужгород, ул.Проектная,4