Способ телеизмерения вертикальной структуры гидрофизических полей

СОЮЗ СОВЕТСКИХШЭВЗЪшщеп 4 аРЕСПУБЛИН ЗМЬ С 08 С 19/28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЬСТВУ идрологичеморях.562-58365686.рототип). КАЛЬ ПОЛЕ изме ном теля налыакал в за о т АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕ;(56) 1. Руководство по г ;ским работам в океанах и Гидрометоиздат, 1977, с.2. Отсчет НИР МИФИ М 7 Тема 77-3-02 М., 1979 (п(57) СПОСОБ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИНОИ СТРУКТУРЫ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ Я, заключающийся в перемещении рителя по вертикали и в синхронпреобразовании сигналов измерив электрические аналоговые сигв последующем преобразовании оговых сигналов в дискретные и поминании дискретных сигналов, л и ч а ю ш и й с я тем, что,. 813 1012308 А с целью повышения точности телеизме-"рений, нз электрических аналоговыхсигналов формируют корректирующиесигналы, амплитуды которых,пропорци.ональны скорости изменения аналоговых сигналов и постоянным времениизмерителя, по которым корректируютэлектрические аналоговые сигналыи Фиксируют дискретные сигналы, соответствующие началу телеизмерения,.формируют дискретные сигналы существенных отсчетов в моменты достиженияэлектрическими аналоговыми сигналамизаданных значений, запоминают дискретные сигналы глубины телеиэмерения, соответствующие моментам формиррваниясущественных отсчетов при прямом на- Еправлении перемещения измерителяпо вертикали, н скорость перемещенияизмерителя изменяют так, чтобы максимальная из средних скоростей изме- Снения электрических аналоговых сиг-валов не превышала заданную.5 10 15 20 синхронном преобразовании сигналов ЗО измерителя в электрические аналоговые сигналы, в последующем преобразовании аналоговых сигналов в дискретные и в запоминании дискретныхсигналов, из электрических аналоговых сигналов формируют корректирующие сигналы, амплитуды которых пропорциональны скорости изменения аналоговых сигналов и постоянны времениизмерителя,по которым корректируютэлектрические аналоговые сигналы и 40 фиксируют дискретные сигналы, соответствующие началу телеизмерения,Формируют дискретные сигналы суще- .ственных отсчетов в моменты достижения электрическими аналоговыми 45 сигналами заданных значений, запоминают дискретные сигналы глубины телеизмерення, соответствующие моментам формирования существенных отсчетов при прямом направлении перемеще ния измерителя по вертикали, и скорость перемещения измерителя изменяют так, чтобы максимальная из сред.них скоростей изменения электрических аналоговых сигналов не превышала заданную.На чертеже изображена структурнаясхема системы, реализующей предлагаемого способа.Система содержит измерительные ка-налы 1-3 по числу измеряемых гидро- .60 Физических параметров, канал 4 уп-равления скоростью зондирования,оперативное запоминающее устройствоВВОЗУ) 5, логический блок б, Каждыйиз измерительных каналов содержит 65 датчик 7, измеритель 8 скорости Изобретение относится к океанографической технике и может бытьиспользованодля создания автономныхзондирующих,гидрофизических систем,предназначенных для длительного имногократного измерения вертикальной структуры гидрофизических параметров в морях и океанах, например,с эаякоренных автоматических буйковых станций, платформ и т,д.Известен способ измерения и передачи гидрологических параметров, основанный на том, что перемещают спеременной скоростью носитель с аппаратурой на заданную глубину, производят асинхронное с разделением вовремени и с постоянной частотой дискретизации преобразование гидрологических параметров в цифровые эквиваленты, передают их по каналу связи и регистрируют в цифровом и аналочговом виде, причем скорость носителямелют изменением скорости вращенияэлектролебедки в зависимости от градиента одного из регистрируемых параметров 1.Однако этому способу свойственныбольшие динамические погрешности ибольшой объем избыточной информации.За счет управления скоростью движения носителя этот способ позволяетуменьшить общее время зондирования.Большое время измерения не позволяетсчитать достоверной измеренную вертикальную структуру из-за ее изменчивости при длительном зондировании.Наиболее близким к изобретению.является способ телеизмерения вертикальной структуры гидрофизическихполей, заключающийся в синхронномпреобразовании сигналов датчиковглубины и скорости в электрическиеаналоговые сигналы, в последующемпреобразовании аналоговых сигналовв дискретные и в запоминании дискрет.ных сигналов, Этот способ по сравнению с аналогами имеет меньшую диаметрическую погрешность за счет того,что в нем благодаря синхронному пре" образованию, передаче и оцифровкеинформации не образуется динамической составляющей погрешности, связанной с коммутацией каналов во вре мены. Это позволяет более точно при.вязывать измеренные параметры к глу.бине. Кроме того, частотный способ преобразования и передачи информации позволяет увеличить частоту дискретизации сигнала, так как время пре-. образования периода;следования им- ф пульсов в код может быть сделано очень малым. Это:уменьшает составляющую динамической погрешности, связанную с осреднением за время преобразования2 .Однако такбй способ не позволяет устранить составляющую динамической погрешности,связанную с инерционностью датчиков. Кроме того, принятый способ равномерной дискретизации во времени приводит к большому объему избыточной информации, которая перегружает память, каналы передачи и ЭВМ.Недостатком описанного способа является также невозможность изменения скорости движения носителя во время зондирования, которую можно менять только перед началом каждого цикла путем установления требуемой плавучести носителя; свободно движущегося вдоль направляющего кабель- троса. Это не позволяет уменьшить общее время зондирования и приспособить описанный способ к изменяющимся внешним условиям:Кроме того, известный способ не приспособлен к автоматизации много-. циклового измерения в автономном ре-. жиме.Цель изобретения - повышение точ", ности измерения. Поставленная цель достигается тем,25 что согласно способу телеиэмерения вертикальной структуры гидрофизиче.ских полей, заключающемуся в перемещении измерителя по вертикали и вк 1х Х(С) Ъ 1изменения сигнала датчика,. блок 9 -коррекции, сумматор 10 и аналогоцифровой преобразователь 11, анали- затор 12, блок 13 выделения максималного сигнала, блок 14 ограничения, исполнительный механизм 15 ирегулирукнций элемент 16. В зависимости от принятой систеьы спуска иподъема блоки системы могут располагаться или целиком в корпусе носителя, или .частично.в носителе и частич. но на борту плавучести ( буя. Еслииспользуется система спуска и подь"ема .со свободным движением носителявдаль направлякицего кабель-троса,блоки системы размещаютея.в корпусеносителя, и после окончания циклазондирования данные,из ОЗУ черезразъемный узел связи. (например,разъемный трансформатор) по линиисвязи (кабель-трос) передаются впромежуточное ОЗУ в бортовой аппаратуре, откуда они передаются, в сеансы связи по радиоканалу в центр сбора и обработки информациие Если используется система со связью .носителя с поверхностным буем, в. корпусеносителя размещаются только датчики,а все остальные блоки - в бортовой :,аппаратуре буя. При этом сигналы сдатчиков по отдельным линиям кабель-троса(или после уплотнения поодной линии) передаются в аппаратурубуя, где они разделяются и обрабатываются по общему для системы алгоритму.Система работает следующим образомС помощью датчиков 7 гидрофизические параметры Х непрерывно преобразуются в электрические. аналоговыесигналы УХ(С), На выходах блоков 8иэ этих сигналов формируются сигналы,пропорциональные мгновенным Пх(сД,и средйим 0 (С) значениям скоростиизменения сигналов с датчиков. В -блоках 9 иэ этих сигналов формируют.ся корректирующие сигналы.с коэффициентами цропорциональности, равными постоянным времени х каналов измерения.В сумматорах 10 производится суммирование сигналов с датчиков 7. в корректирующих сигналов с блоков 9. Скорректированный сигналСКПх = Пх(с) + х Цх(с) - с выходов блоков 10 поступает на входы преобразователя 11 и анализатора 12, в которых эти сигналы анализируются и преобразуются в диск,ретные.По. сигналу "Пуск" в момент начала зондирования в аналого-цифровых преобразователях 11 всех каналов формируются цифровые эквиваленты начальных значений измеряемых параметровМо,к, которые поочередно Фиксируютсяв ОЗУ 5. Затем:все каналы 1 и 2,.5 кроме канала 3 глубины, пережщят врежим анализа. Сигнал, поступающийна вход анализатора 12, непрерывносравнивается с предыдущим существенным отсчетом, и при достижении при ращения этого сигнала,заданной вели-чины апертуры ЬХ на выходе анализатора 12 формируется сигнал новогосущественного отсчета .Ссо , по которому через блок .6 опрашивается 5 канал глубины, и текущий цифровойэквивалент иэ преобразователя 11канала 3 фиксируется в ОЗУ 5. Одновременно в АЗУ Фиксируется номерканала Ик,х , где имеется существенный отсчет, и знак приращенияз 1 ЯП ЬМх, Этих данных Достаточнодля определения координат существенных отсчетов и восстановления изме-ряемых функций. Блок 6 служит длясдвига сигналов обращения к каналу 25 глубины при совпадении во временимоментовсущественных отсчетов вразйых каналах измерения. Если движение носителя меняется на обратное относительно направления Зондировании,30 по сигналу з 1 рь ЬМх знака среднейскорости изменения сигнала глубины.с выхода измерителя 8 в преобразователе 11 блокируется цифровой выходна время, пока. носитель не вернется 35 на глубину, с котоРой начался егообратный ход.Канал управления скоростью зондирования работает следующим образом.Средние.екорости изменения сигна"лов с датчиков Ок сравниваются вблоке 13, на выходе которого выдЮя-.ется максимальный из сравниваевеяхсигналовПх Ьеох Этот сигнал поступает на вход 45 блока ограничителя 14.; если сигнал10 х) находится в заданных границах,на выходе блока 14 отсутствует сигн 1 ал управления, Если же сигнал1 ОХ 1 ахвыходит эа заданные границы, 5 О то на выходе блока 14 формируетсясигнал управления, знак которого. зщпУ зависит оттого, какая из границ .нарушена. Сигнал управления спомощью исполнительного механизма15 перемещает регулирующий элемент16, изменяющий скорость носителядотех пор, пока сигнал 4 еах невойдет в заданные границы.Канал управления 4 располагаетсяв корпусе носителя, если скорость 4 О носителя меияетея изменением плавучести, лобового сопротивления илимощности движения носителя, или наборту буя, если скорость носителяменяется с.помощью изменения скорос 65:ти вращения электропривода лебедки.1012308 Сортавихаяь Е. БакРедактор Н. Швыдкая ТехредТ.фанта орректор М. Шароши Подписно 616венного комитетаретений и открытиЖ, Раушская на д. 4 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, уа. Проектн За счет формирования корректирую. щиХ сигналов в. зависимости от скорости изменения сигналов с датчиков .и постоянных времени измерительных канадов уменьшается динамическая погрешность измерения нестационар ных процессов инерционным измерите ахаз 2771/63 Тираж.ВНИИПИ Государспо делам изо113035, Москва,лем, а за счет управления скоростьюдвижения носителя в зависимости от средней скорости изменения сигналов с датчиков сокращается общее время зондирования, что повышает достоверность измеренной структуры гидрофизических полей.Юрфак д т