Способ определения колебаний внут-ренних волн и устройство для егоосуществления

Сфеев Сееетскмк Сецнанктмческмк Ресаубамк(22) Эаввлемо 03. 05. 79 (21) 2762563/18-28с лрмсоедммеммен валвкм й 9 Р 1)м, ке,з С 01 Н 5/00 Гфсуаарстееввый вфветет СССР вв ааааа изебретевай в фткрмтвв( 54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ВНУТРЕННИХ ВОЛН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при анализе внутренних волн,Известен способ определения колебаний внутренних волн с устройствомдля его осуществления, заключающийсяв том, что измеряют величины скалярного гндрофиэического поля и о наличии внутренних волн судят по измерен,ным величинам,Ус 1 ройство, реализующее способ,содержит коррелометр, прибор для измерения скалярного гидрофизическогополя в виде датчика с измерителем (11,Недостатком данного способа и уст-ройства является невысокая точностьвследбтвие перекрытия турбулентньии,флюктуацнямн колебаний внутреннихволн.Цель изобретения - повьыение точ- .20ности измерений.Укаэанная цель достигается тем,что дополнительно синхронно измеряютвеличину вертикальной компоненты поля скорости в той же точке пространства, осуществляют фазовый сдвигкаждой частотной составляющей измеренного сигнала гидрофизнческого поля в диапазоне исследуемых масштабовна 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, соединяющимвыход одного из приборов с коррело"метром, а датчики расположены другот друга на расстоянии, меньшем длины волны минимальной составляющейрегистрируемого колебания,Определение колебаний внутреннихволн заключается в следующем.Изменяется сопротивление объемаводной среды и скорости ее движенияпреобразуются в электрические сигналы. Внутренняя волна в море, вследствие сложной картины стратификациисреды, в основном представляет собойколебания сложной формы, т.е. содержит некоторый спектр масштабов,а вследствие дисперсии волн в средеэтот спектр не остается постояниьж.Сдвиг фаэ частотных составляющихколебаний скалярного и компонеютывекторного полей во внутренней волне,фиксирован и составляет 90 . Поэтомуфдифференцированием обеспечиваетсясдвиг фазы входного сигнала на 90807071 формула изобрете гд е значешумов на ра, обуентными ктричесехами в 5 ествления ее коррелоия скалярнов виде датличаю- набжено приния верти" сти, включаюи дифференющим выходрелометром,уг от другаЙлины волнырегистрицирующиодногоа датчина рассминималруемого Истпринятые в1.Краусс "Гидрометео (прототип). чники информации,внимание при .экспВ. Внутренние волн здат", 1968, с.214 тизе21 в некотором диапазоне частот, соответствующем исследуемому спектрумасштабов внутренней волны. Поэтомуфазы сигналов, обусловленных внутренними волнами совпадают, и среднеезначение коэффициента корреляциив этом случае стремится к единицеотличаясь от нее только за счет наличия шумов, как это следует из формулы е В(0) - коэффициент взаимной корреляции между сигналамина входах коррелометра, О, и О, - амплитуды скалярного икомпоненты векторного полей; 20Ь и- среднеквадратичны1 2.ния независимых.входах коррелометсловленных турбулфлуктуациями, эле2кими шумами и помканалах.Участки сигналов, на которых значе,ние.коэффициента корреляции превышает,. некоторый уровень, на которых уровень, например 0,75, относятся к участкам, ЗО : иа которых имеются внутренние волны.На чертеже изображена. схема устройства для осуществления способа.Устройство для осуществления способа определения колебаний внутрен кик волн содержит коррелометр 1, прибор для измерения скалярного гидроФизйческого поля в виде датчика 2 с ,кзмеритваем 3, прибор синхронного измерения комйоненты поля скорости, 4 О .включающий датчик 4 с измерителем 5 и дифференцирующий блок б, соединяющийвыход одного из приборов с кор,релоМетром1, а датчики 2 и 4 расположены"друг от друга нарасстоянии меньшем .длины волны минимальнойсоставляющей регистрируемого коле" ,баиия.Датчики 2 и 4 обоих приборов, наиодясь в водной среде, фиксируют зна.чения величин векторного и скалярного Ъолей во времени в стационарныхусаиовках 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. 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. 2.устройство для осущспособа по п.1, содержащметр, прибор для измеренго гидрофизического полчика с измерителем, о тщ е е с я тем, что онобором синхронного измеркальной компоненты скорщим датчик с измерителемм блоком, соединиз приборов с коки расположены дтоянии, меньшемьной составляющеколебания./5 лиал ППП"Патент , г.ужгород,ул.Проектная,67/61 Тираж ниипи государствепо делам изобре 113035, Москва,495ного комений и о-35, Рау Подписноеета СССРрытийкая наб.,