Устройство для определения направления течения

СОЮЭ СОВЕТСКИХлллл иРЕСПУБЛИК 01)5 С 01 Р ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМ ТЕЛЬСТВ етеорологи чник поам и усат, 1971,г ат,(54) УСТРОЙСТ ПРАВЛЕНИЯ ТЕЧ (57) Изобретен теорологическ может быть ис О ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАНИЯие относится к гидром му приборостроению иьзовано прик течений напунктах на определе .автономблюдений. пол ти ых нии характери ных стационар СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЭОЬРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ ОСА(71) Ленинградский гндромческий институт.,ЯО, 1732282 А 1 ель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей за счетопределения статистических характеристик течения в условиях агрессивнойсреды и повышение точности. С помощьюфлюгарки 2 устройство ориентируетсяпо течению, отслеживая изменчивостьэтого течения во времени. При этомгамма-.излучение источника 8 обеспечивает формирование засветки рентгеночувствительной ленты в световодонепро.ницаемой оболочке 12, которая в видекольца уложена в цилиндрическом корпусе, Засветка пленки в результатеналичйя пульсаций направления выглядит в виде пятна с неоднородной оптической плотностью, При обработке результатов измерений проводят фотомет- рррирование пленки, плотность почернения которой дает информацию о статистическом распределении характеристиктечения во времени. 3 ил.32282 4. 1 О 15 20 25 30 35 40 317Изобретение относится к области гидрометеорологического приборостроения и может быть использовано при оп ределении характеристик течений при проведении научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ с установкой на автономных стационарных пунктах наблюдений.Известно устройство для определения характеристик течений, в том числе - направлений течения, содержащее узел ориентации по течению, выполненный в виде рулевого оперения с обтекателем (флюгарки) и жестко скрепленный с металлическим немагнитным корпусои, внутри которого. расположен магнитный компас, связанный с узлом регистрации. Корпус устройства выполнен герметичным, а магнитный компас, выполненный в форме оцифрованного по окружности диска с закрепленными на нем магнитами, дополнительно связан с механизмом управления, Механизм управления обеспечивает механическое включение компаса в рабочий режим через фиксированные промежутки времени.Известное устройство имеет усложненную конструкцию кинематических узловНедостаткамиявляется необходимость обязательной герметизации корпуса, а также отсутствие возможностей производства непрерывных измерений направления течения и.его изменчивости во времени. Из-за последнего недостатка статистические характеристики течения; в том числе - направление течения, получают путем обработки дискретных данных при весьма ,ограниченном количестве отсчетов, что обуславливает низкую достоверность , оценок этих статистических характеристик (преимущественно- первых четырех моментов распределения).Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения характеристик течения, в том числе- направления течения, содержащее иемагнитный корпус, скрепленный с ним узел ориентации по течению, выполненный в виде флюгарки, а также - магнитный компас, находящийся внутри корпуса и узел регистрации. Корпусустройства вьполнен герметичным, магнитный компас выполнен в виде стрелки, наклонной по отношению к горизон ту и снабженный канавкой на северном конце,а узел регистрации выполнен в виде набора разделенных перегородка ми секторов и линии подачи фиксирующих шариков, При проведении измеренийфиксирующие шарики из линии подачисоскальзывают с заданной периодичностью по канавке магнитной стрелки всоответствующий сектор узла регистрации. Зарегистрированное распределение шариков по секторам характеризу-ет направление течения. Известное устройство имеет упрощенную конструкцию, может длительно(с ограничением по запасу шариков) использоваться в автономном режиме,не требует обязательной герметизациикорпуса. Однако данные измеренийздесь дискретизированы как по времени, так и по измеряемому параметру(каждый из секторов соответствует16 направления). В результате этогополучаемые путем обработки зарегистрированных данных статистические характеристики направления течения обладают низкой точностью,Цель изобретения - повышение точности и расширение эксплуатационных воэможностей за счет определения статистических характеристик течения в условиях агрессивной среды. На фиг. 1 показана общая конструкция устройства; на фиг.2 - конструкция в горизонтальном сечении; на фиг.3 - пример регистрации данных на рентгеночувствительной ленте.Устройство содержит немагнитныйцилиндрический корпус 1 (фиг.1),скрепленный с ним узел ориентации потечению, выполненный в виде однолопастной флюгарки 2 со стабилизаторами 3, обеспечивающими поддержание горизонтального расположения устройствапри подвеске на гибком тросе, Кроме того, устройство содержит магнитныйкоипас, выполненный в виде катушки 4,установленной с возможностью свободного вращения на игольчатой опоре 5и снабженной двумя магнитами 6 50. (фиг.2), обеспечивающими ориентацию катушки по магнитному меридиану. Ка. тушка 4 содержит узкий вырез 7, расположенный на ее северном конце и заполненный радиоактивным источником 8, 55 например С (период полураспада5,26 лет) в свинцовой оболочке 9, . снабженной выходным отверстием 10.Такое расположение источника гаммаиэлученияобеспечивает центробежную30 517322направленность потока этого излучения.Узел регистрации устройства выполнен в виде рентгеночувствительнойленты 11 в водосветонепроницаемойоболочке 12, Лента 11 в форме кольцаналожена на корпус 1 с закреплениемпосредством зажимов 13 и 14. При использовании в устройстве с негерметичным корпусом светонепроницаемаяоболочка 12 одновременно является иводонепроницаемой.Рентгеночувствительная лента 11ориентирована относительно флюгарки2, Эта ориентация обеспечивается тем,что начало ленты снабжено дополни-тельной контрольной отметкой, например вырезами (фиг.З). Такой отметкой(вырезами) снабжена оболочка 12. При 20наложении на корпус 1 лента 11 в оболочке 12 закрепляется своим началом взажиме 13 (фиг.2, сечение, вид сверху), а своим концом (300 ) в зажиме14. То есть для вида сверху лента , 25должна охватывать корпус, располагаясь против часовой стрелки,Устройство работает следующим образом,Перед производством измерений в , вырез 7 катушки 4 (фиг.2) помещают . источник постоянного гамма-излучения 8 в оболочке 9. Интенсивность излуче-. ния устанавливают путем использования 35 дополнительных свинцовых вкладьппей в:оболочку 9 с учетом требуемой длительности автономных измерений и технических данных рентгеночувствительной ленты. На корпусе 1 закрепляют в 40зажимах 13 и 14 рентгеночувствительную ленту 11 в свето- и водонепроницаемой оболочке 12, располагая ее против часовой стрелки при виде сверху. Стыковку начала (О ) с концом 4(360 ) обеспечивают строго по линиикрепления флюгарки 2 к корпусу 1.Опускают устройство на исследуемый горизонт, например, посредствомгибкого троса, скрепленного со стан- .50 .дартной буйковой станцией.С помощью флюгарки 2 устройство ориентируется по течению, отслуживая изменчивость этого течения, при этом гамма-излучение источника 8 обеспечи вает формирование засветки 16.(фиг.З) соответствующего участка ленты. В результате наличия пульсаций направления засветка 15 выглядит на 82 6ленте как пятно с неоднородной опти;. ческой плотностью. При производстве 1,измерений в приповерхностных слоях моря при наличии волнения устройствоможет испытывать колебания относительно горизонтальной плоскости, изза чего пятно засветки 15 имеет поперечные размеры.По окончании измерений ленту снимают, проявляют, а затем обрабатыва- ют, например, с помощью микрофотометра. Обработка производится следующим образом, Устанавливают начало и конец участка ленты. с оптической плотностью, превышающей оптическую плотность вуали. Этот участок разбивают по оси Х (вдоль ленты) на и шагов и на каждом шаге (Х, Хв ХХ 1+1 ) определяют суммарную оптическую плотность по формуле:йЕ (УИУ, (1)Ч(где .1 - суммарная оптическая плотность на -м шаге;Е(У) - функция распределения оптической плотности засветки пОоси у (поперек ленты) над"м шагУ иУ - ординаты начала и конца заМсветки по оси У на "м шагеДля практических расчетов уместна замена интеграла дискретной суммой вида:д; =Г(у )Ду, (2):(Полученные численные значения Л 1 для всех шагов ог Х до Х отображают функцию плотности распределения направления течения за период времени измерений,." С учетом исходной ориентации ленты на корпусе устройства шагам Х; Х приводят в соответствие численные зйачения направления течения в градусах относительно магнитного меридиана.Путем аналогичной обработки в,поперечном сечении получают функцию плотности распределения параметров пачки, что повьппает объем получаемой информации, а соответственно - функциональные возможности устройства.По полученным функциям плотности распределения известными в математической статистике приемами получают значения требуемых моментов распреде" ления. При этом необходимо учитывать также нелинейность взаимосвязи оптической плотности и длительности облу.Некмар аказ 1580 ТиражНИИПИ Государственного комите113035, Москва Подписное по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 7 17322 чеййл участка ленты, которая определяется по известным правилам путем предварительных сенситометрических испытаний,Устройство для огределения направления течения, содержащее цилинд О рический корпус, выполненный из немагнитного материала, Флюгарку, соединенную с корпусом, магнитный. компас, расположенный внутри корпуса, и узел регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я 15 82 8тем, что, с целью повышения точности и расширения эксплуатационных возможностей эа счет определения статистических характеристик течения в условиях агрессивной среды, дополнительно содержит радиально ориентированный источник гамма-излучения, а узел регистрации выполнен в виде кольца иэ рентгеночувствительной ленты в водо- светонепроницаемой оболочке, закрепленной на внутренней боковой поверхности цилиндрического корпуса, при этом место стыковки концов ленты расположено напротив Ьлюгарки,