Способ измерения вертикальных распределений элементов морской воды на океанологических разрезах

(51) 4 1) 21 О ЕТЕН ЕЛЬСТ сируя ФМай ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛдм ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЕЬ ОПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ Св(46) 15.1.1.85. Бюл. У 42 (71) Морской гидрофизический институт АН УССР.(72) Н.А. Греков и А.Ф. Иванов (53) 532.137(088.8)(56) Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях, Л.: Гидрометеоиздат, 1977, с. 549-552.Дыкман В.З, и др. Методика и аппаратура для исследования вертикальной микроструктуры океана. В кн.: Результаты исследований северной части тропической зоны Атлантического океана по программе"Декалонт", Севастополь. Изд-во .МГИ АН УССР, 975. 54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ МОРСК ВОДЫ НА ОКЕАНОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗАХс борта судна заключающийся в том,что измеряют элементы морской водыпри свободном падении гидрозондапо кабель-тросу или тросу с ограничителем на конце, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью рас-.ширения диапазона пространственновременных частот измерения элементов и сокращения времени измерений, измерения осуществляют, буксвободный кабель-трос или тросотрицательной плавучести и последовательно опуская по нему гидрозонды, при этом скорость движения судна с учетом плавучести кабельтроса или троса выбирают из условияскольжения по нему гидрозондов сгоризонтальной составляющей скорости, соизмеримой со скоростью движе"ния судна.1 11917Изобретение относится к техникеизмерения океанографических элементови может быть использовано в экспедиционных исследованиях для измерения пространственно-временных распределений гидрологических, гидрохимических и других элементов морской воды на ходу судна.Цель изобретения - расширениедиапазона пространственно-временных 10частот измерения элементов и сокращение времени измерения на океанологических разрезах,При буксировке свободного ( безуглубителя ) тяжелого кабель-троса 15(троса) достигаются условия, когдаподъемная сила., возникающая приобтекании троса, компенсирует силутяжести троса, и он принимает видпрямой, идущей под определенным 20углом к горизонту. При изменениискорости буксировки трос остаетсяпрямолинейным, а угол наклона йзменяется. Это позволяет сделать заключение, что при условияхпредлагаемого 25способа скорость вертикального перемещения опускающегося по тросу гидрозонда срремится к постоянной величине и не зависит от скорости судна.Последовательное опускание партии З 0гидрозондов по тросу, буксируемомуза судном, позвоЛяет сократить времяизмерения вертикальных распределенийна разрезах и уменьшить расстояниямежду профилями, а также полностью35исключить возможность потери гидрозондов. Таким образом, расширяетсядиапазон измерения пространственновременных частот элементов в сторонувысоких частот.Так как измерения проФилей наразрезе выполняются на полном ходусудна,. то при одном и том же времени,выделенном на проведение разреза,разрез, выполненный по предлагаемомуспособу, может охватить значительно.большие расстояния, что увеличиваетряды измерений. Таким образом, расширяется диапазон измерения пространственно-временных частот в сторо 50ну низких частот.Для того, чтобы обеспечить вертикальное перемещение гидрозондов(т.е. горизонтальная составляющаяскорости их перемещения по тросубыла соизмерима со скоростьюдвижениясудна) можно, например, обеспечить,максимальное лобовое сопротивление 35 ггидрозонда в горизонтальной плоскости. Это условие нетрудно выполнить при конструировании гидрозонда.Совокупность достигаемых результатов при измерениях предлагаемым способом: возможность измерений при крейсерской скорости научно-исследовательских судов; последовательное получение вертикальных профилей на разрезе с любой дискретностью; возможность получения качественно новых пространственно-временных характеристик исследуемого разреза (т.е. одновременное получение данных по измерению многих элементов исследуемой водной среды и получение качественно новой картины исследуемых полей ).Это позволяет сделать вывод, что предлагаемый способ обеспечивает расширение диапазона пространственно-временных частот измерения элементов морской воды на океанологических разрезах.На чертеже схематично изображен один из возможных вариантов выполнения устройств для реализации пред( лагаемого способа.Устройство содержит установленные на палубе судна океанографическую лебедку 1, кассету 2 с гидрозондами 3., блок 4 управления в лаборатории, На лебедке намотан кабель-трос (трос ) 5, имеющий на заглубляемом коренном конце ограничитель 6.Устройство 4 управления предназначено для вырабатывания сигналов управления электромагнитами, расположенными в кассете 2, и быть выполнено, например, на цифровых микросхемах 155 серии в зависимости от желания оператора выдавать определенный код управления с определенной дискретностью. Кассета 2 служит для хранения гидрозондов 2, включения их и подачи по кабель-тросу 5. Она может быть выполнена в виде отдельной стойки, расположенной на корме судна. Через кассету 2 по направляющим роликам проходит кабель-трос 5, на котором последовательно расположены гидрозонды 3 со своими направляюцими роликами. В кассете размещены электромагниты, которые срабатывают в зависимости от кода, приходящего от блока 4 управления. Электромагнитывыправляют механическими защелками,церживающими гидрозонды в кассете.Гидрозонд 3 служит первичным преобразователем гидрофизических, гидрохимических элементов морской воды и представляет собой, например, гидрозонд типа "Исток" с автономным источником питания. Гидрозонд механически и электрически связан с индуктором, через который передается 1 О информация с гидрозонда. Кроме того, гидрозонд имеет тормозное устройство, выполненное в виде лопастного винта, ось которого направлена по ходу движения судна. Во время погружения гидрозонда лопастной винт не вращается, что создает дополнительное сопротивление для набегающего потока воды, и гидрозонд фактически не движется в горизонтальной. плоскости. На оси лопастного винта расположен генератор, служащий для подзарядки аккумуляторов, размещенных в гидрозонде.Информация с гидрозонда может пе. - д редаваться индуктивным или акустическим способами либо записываться на встроенный внутри гидрозонда регистратор магнитофон и т.д.).Если информация передается по . ЗО кабель-тросу, то в качестве его может быть использован кабель-трос марки КТБ, рассчитанный на раз-. рывное усилие 6 т.Способ осуществляют следующим образом.Опускают с движущегося судна кабель-трос трос ) отрицательной плавучести, имеющий ограничитель на конце40Включают питание в гидрозондах.Последовательно опускают по кабель-тросу (тросу)партию гидрозондов один за другим. Число гидрозондов в партии и периодичность их запуска определяют предварительно в зависимости от требуемой дискрет.ности измерений. Горизонтальная составля 1 ощая скорости их перемещения по кабель-тросу 1,тросу) соизмерима со скоростью движения судна.Регистрируют информацию, поступающую с каждого движущегося по кабель-тросу 1,тросу ) гидрозонда.Когда вся партия гидрозондов55 достигает конца кабель-троса, поднимают партию гидрозондов совместно с кабель-тросом (тросом ) на борт судна.Затем всю последовательность операций повторяют.Научно-исследовательское суднотипа, например, "Академик Вернадский"движется на исследовательском полигоне со скоростью 15 узлов, Опускаютза борт судна кабель-трос 5. Приуказанной скорости движения судна,.использовании кабель-троса КТБ длиной 3600 м, имеющего на свободном конце ограничитель 6, произойдет заглубление свободного конца наглубину около 240 м.Включают блок 4 управления. Сблока 4 управления на кассету 2поступает команда в виде закодированных электрических импульсовЧастота команд зависит от требуемойдискретности измерений профилей изадается в блоке 4 управления. Припоступлении команды на кассету 2она включает один гидрозонд например, с помощью геркона, установленного внутри гидрозонда) и отпускают защелку, которая удерживает гидроэонд 3. Под действиемсвоего веса гидрозонд 3 скользитпо наклонному кабелю 5 к поверхностиводы, где увлекается набегающим потОком воды. Поскольку лопастной винтгидрозонда застопорен :и не вращается, скорость гидрозонда в горизонтальной плоскости относительно водыстремится к нулюС заданной дискретностью кассета 2 выпустит по кабель-тросу всюпартию гидрозондов, находящихся вкассете. С каждого гидрозонда информация в виде электрического сигналачерез индуктор по кабель-тросу подается в бортовое устройство комплек-са, где регистрируется в аналоговоми цифровом виде.Достигая концевого ограничителя6, гидрозонды автоматически отключаются (например, с помощью геркона), срабатывает защелка, стопорящая лопастной винт, он начинаетвращаться, при этом лобовое сопротивление гидрозонда уменьшается.Одновременно начинает вращатьсягенератор, подзаряжающий аккумуляторы. Когда все гидрозонды партии достигнут конца кабель-трооа, его поднимают на борт судна с помощью лебедки 1, и цикл операций повторяется,1191735 РедактоР Л. АвРаменхо ТехРед М,Исак Корректор М. Демчик Подписное Заказ 7146/37 Тираж 702ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Использование предлагаемого способа измерения профилей элементов морской воды на ходу судна позволит сократить время измерений не менее чем в 3 раза. Кроме того, предлагаемый способ позволяет расширить диапазон пространственно-временных частот измерений элементов на океанологических разрезах как в сторону высоких,так и в сторону низких частот, аэто влечет за собой расширениефункциональных возможностей предлагаемого способа, которое выражаетсяв том, что становится возможнымодновременное измерение нескольких элементов исследуемой среды,например кислорода, температуры, 1 О электропроводимости, глубины ит.д. посредством использованиясоответствующих гидрозондов.