Устройство для измерения геотемпературных параметров через дно водоемов

У 9 0 ГОСУД АРСТ ПО ДЕЛАМ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ т ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР,ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт геологии и геофизикиСибирского отделения АН СССР(56) 1, Авторское свидетельство СС9 408254, кл, О 01 Ч 9/00, 1973.2. Александров А.Л, Прибор дляизмерения геометрического градиентчерез дно океанов, Изв, АН СССР,Сер. "Физика Земли", 1975, Р 3(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЧЕРЕЗ ДНО ВОДОЕМОВ, содержащее зонд, из мерительный мост с датчиками темп уры, 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 усилителеми соеФ динен с формирователем временных ин. тервалов, связанным с генератором через делитель частоты.Изобретение относится к геофйзике и предназначено для геотермических исследований через дно водоемов.Известно устройство для измерениягеотермического потока через дноакваторий, при помощи которого можноопределять геометрический градиентв илах и их теплопроводность. Устройство содержит датчики температуры,установленные на трубе зонда, прикрепленного к герметичному контейнеру, 10внутри которого находится мост свключенным в него радиальным реохордом. Импульсы тока, возникающие приизмерении температур, поступают натрос-кабель и принимаются на борту 15с помощью радиоприемника и подсчитываются счетчиком, результат при этомполучается в виде кода или при наличии преобразователя в виде аналоговой величины Г 1 .20К недостаткам данного устройстваотносятся необходимость дополнительного бортового оборудования для регистрации и обработки сигнала, недостаточная точность. Применение специального кабеля резко сужает областьприменения устройства и делает практически непригодным для работ на больших глубинах. Кроме того, в данномустройстве невозможно измерить абсолютную температуру илов,Наиболее близким к изобретению техническим решением является термоградиентограф ПТГ-З, состоящий из зонда с укрепленными на нем датчикамитемпературы, включенными в измерительный мост, электронный усилитель,состоящий из усилителя переменноготока, фазочувствительного детектораи усилителя постоянного тока, и самописца с исполнительным двигателем, 40связанным с подвижным контактом реохорда измерительного моста. Устройство снабжено самописцем, содержащимбарабан, жестко связанный с контактом реохорда, на который наклеивается диаграммная бумага. Внутрь барабана помещены двигатель протяжки пишущего узла вдоль барабана и исполни".:тельный двигатель, вращающий барабанв ту или другую сторону,в зависимости от знака рассогласования моста,Если температура одного из датчиковотличается от температуры другого,то на выходе моста появляется на"пряжение, знак которого зависит оттого, который из датчиков в данныймоментпрогрелся сильнее, Через усилитель это .напряжение поступает наисполнительный двигатель, которыйв зависимости от знака Йапряжениявращает барабан самописца в ту или 60другую сторону. На барабане укреплен подвижный контакт реохорда,уравновешивающего мост. Барабан вращается до тех пор, пока мост не восстановит свое равновесие. Пишущий узел 65 в это время с постоянной скоростьюпротягивается вдоль барабана. На диаграммной бумаге записывается импульсвеличина которого пропорциональнаразности температур термодатчиков 2.Недостатком известного устройстваявляется то, что оно позволяет измерять только один параметр - градиенттемператур и нет возможности измерить абсолютную температуру илов илиеще один градиент температуры насмежном глубинном интервале. Недостаточность такой информации существенно снижает достоверность и точность геотемпературных исследований.Пространственные флуктуации геотемпературного градиента предъявляют повышенные требования к точности егоизмерения.Целью изобретения является повышение точности и достоверности геотемпературных исследований,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для измерениягеотемпературных параметров черездно водоемов, содержащее зонд, измерительный мост с датчиками темпера"туры, 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, причеМэлектронный коммутатор каналов установлен между измерительным мостом стемпературными датчиками и электронным усилителем и соединен с формирователем временных интервалов, связанным с генератором через делительчастоты,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, и1024858 Составитель М. КривенкоИванова Техред А.Ач КоРРектоо А. По к аз 4 8/42 Тираж 71ВНИИПИ Государствепо делам изобрет 113035, Москва, ЖписнР ого комитет ий и открыт Раушская на д, 4/5 ктная, 4 нт", г. Ужгород, ул. П ППП двигатель протяжки 15 диаграммнойбумаги 1 б,Устройство работает следующим образом.Сигнал с температурных датчиковмоста 1, который питается напряжением с генератора 9 через делитель 7,поступает на электронный коммутаторканалов 2. Коммутатором управляетформирователь временных интервалов 8,Формирователь определяет очередность 10измерения тех или иных параметров ипродолжительность их регистрации насамописце. Далее сигнал с коммутатора поступает на усилитель переменно-.го тока 3, затем на фазочувствительный детектор 4, где определяетсязнак рассогласования, и на.усилительпостоянного тока 5, который управляет исполнительным двигателем 12. Двигат ь перемещает пишущий уз 13, 20совмещенный с падвижным контактомреохорда 14, до тех пор, пока моствновь не придет в равновесие исигнал, снимаемый с него подвижнымконтактом, не станет равным нулю. Вусилитель 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 вышечем у известного.