Зондирующий фоторегистр турболентной диффузии

Мез СоветскнхСфцналнстнчесинхРеснубнеа ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ( 01 И 11/00 с присоединением заявки Гасударственный номнтетСевета Мнннстреа СССРпе делам нзобретеннйн етнрытнй(72) Автор изобретения В, Е, Джус Ленинградский гидрометеорологический институт(54) ЗОНДИРУЮШИЙ ФОТОРЕГИСТРАТОР ТУРБУЛЕНТНОЙ ДИф фУЗИИИзобретение относится к устройствам для измерения гидрофиэических попей морей и океанови может быть применено для исследования микротурбупентной структуры вод, 5Известны зондирующие поиборы для регистрации пульсаций параметров среды, например температуры, погружаемые в воду под действием отрицательной плавучести или буксируемые, в которых используеФ ся электрическая регистрация и передача информации по кабельной линии, Устройства содержат корпус с помещенными в нем электр трическими схемамидатчики и кабельнуюпинию 111, 21ИНедостатками 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 31, осуществляющие фоторегистрацию и состоящие иэ герметичногокорпуса с размещенными внутри фоторегистраторами и осветителями, Такие измерители 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 .Целью изобретения является уменьшение времени измерений и повышение точности регистрации микротурбулентной диффузии.Поставленная цель достигается тем, что зондирующий фоторегистратор турбупент 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, ана конце кронштейна размещено сопло,длявыпуска окрашенной воды.На чертеже схематично показан предложенный зондирующий фоторегистратор турбулентной диффузии, содержащий стабилизатор 1, герметичный корпус 2, программныймеханизм и блок питания 3, фоторегистрирующее устройство 4, штангу 5, гидростатический размыкатель 6, кронштейн 7 ссоплом 8, трос 9, бвластныйгруз 10 10и осветитель 11. " ф-Основой эощерующего фоторегистратора турбулентной диффузии является прочный герметичный корпус 2, сверху к которому прикреплен стабилизатор 1, а снизу - штанга 5, В корпусе размещены: фоторегистрируюшее. устройс 1 во 4, осветитель11, программный механизм, и блок питания 3. В нижней части штанги 5 под уголом 90-135 относительно нее прикреплен кронштейн 7, заканчивающийся соплом 8. Под штангой 5 имеется гидростатический размыкатель 6 для отсоединениятроса 9 с балланстным грузом 10.Устройство работает следующим образом, Под действием балластного груза10 устройство равномерно погружается подводу, не будучи в это время ничем см-занным с поверхностью, Вертикальная стабилизация при этом обеспечивается стаби- золизатором 1. Одновременно с погружениемустройства из сопла 8 выпускается индикатор, например окрашенная фгпоорексцеиком вода, Икдикахор растекаехся под дейст.вием турбупекхной диффузии и через некоторое время попадает в поле эрония фоторегистрируюшего устройства 4Сопло вынесено в сторону от,штанги 5на кронштейне 7. Длина штанги 5 можетменяться от условий работы, Например, прк 40длине штанги 3 м и скорости погруженияустройства 30 см/сек струя окрашеннойводы попадает в поде зрения фоторегистрируюшего устройства 4 и осветители 11 через 8-10 сек, Геометрические размеры окрашенной струи и плотностно-яркостное по-ле изображения будут находиться в фуыниональной зависимости от коэффициентатурбулентной диффузии,Чтобы избежать искажающего влияния 50на поток способа выпуска окрашенной воды,диаметр сопля 8 должен подбираться такой,чхг ы набегающий поток обтекал его ламкнаркой струей,Например, при диаметре сопла д =0,5 см 55к скорости погружения устройствами=30 см/сек число Рейнольдса будет равно: ЗЧр 0,750 Зе = = -- = Ос,о,о 60где 1 - коэффициент кинематкческой вязкости, который может быть принят равным0,01 см /сек,Критическим числом Рейнольдса дляобъектов круглого сечения является числоЯе 2300; поэтому в нашем случае режим обтекания будет ламинарным,Необходимо следить также за тем, чтобы режим истекания окрашенной жидкостииз сопла не вносил турбулентных возмущений в естественную водную средуОляэтого средняя скорость истечения красителя иэ сопла Чи должна быть равна скорости погружения устройства Чп,Фоторегистрирующее устройство 4 пред.ставляет собой автоматическую камеру,управляемую программным механизмом 3и связанную с осветителем 11. Частотасъемки подбирается в соответствии со окоростью 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 бытьразничкой, например, с помощью устанавливаемых внутри рефлектора элементов вполе изображения может быть полученаосвещенная сетка, которая облегчит обработку получаемых данных и повысит; ееточностьПри достижении устройством заданнойглубины срабать 1 вает механизм отдачибалласта, состоящий из гидростатическогоразмыкателя 6, балластного груза 10 итроса 9, Балластный груз с тросом отсоедикяются, и устройство под дейетвием положительной плавучести начинает двигаться к поверхности, при этом в ряде случаев фоторегистрация может продолжаться,Устройство позволяет зафиксироватькоэффициент турбулентной диффузии с достаточной точностью, быстро, непрерывно,по вертикали до заданной глубины без водолазного труда и сложных и дорогих стабилизированных платформ,Формула изобретенияЗондирующий фоторегистратор турбулентной диффузии содержащий стабилизатор, герметичный корпус с установленными в нем фоторегистрирующим устройством, осветителем программным механизмом и блоком питания и механизм отдачи балласта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения и повышения точности регистрации, он снабжен штангой с кронштейном, расположенА. Власенко оррект каз 1564/14 ПодписиСовета Минии открытийская нвб., д. 8 Тираж, ,110 1 Государственного комитета по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Раушров СС ЧП "Патентф, г, 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 6М 198123, кл. 6 03 В / 57 а, 7/01,1966,2, Джус В. С, Автоматическая камерадля подводной съемки.Судостроение",5 %4, 1972,3, Жуков Л, А, и др, Исследование турбулентной диффузии в море по данным подводной киносъемки. Труды ЛГМИф,вып, 20, Л 1965 (прототип).