Глубоководный радиометрический зонд

ОИИСА ИЗО БРЕТ 117 О 1313 Союз Советскик Социалистическик Республик(61) Дополнительное к ввт. (22) Заявлено 04.04.78 (2 с присоединением заявки И 1)М. Хл 01 Ч 5/ сударственный комнте СССР о делам изобретений и открытий.В.Сербинов и Ю.М.Харламо 71) эаявител 4) ГЛУБОКОВОДНЫЙ РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ 3 областипри океаи можетеления рглубонекотоских патение относится к ических измерений ких исследованиях льэовано для опре ости воды в любых водоемах,. а также х ее Физико-химич например соленос Иэобр радиомет иологиче быть исп диоактив ководных рых друг о ск раметров, ти м р ой воды.Известны устройства, в которых радиометрический зонд содержит только сцинтилляционный Я-детектор, являющийся измерительной голоВкой - спектрометра 111, Вся радиоэлектронная аппаратура располагается на поверхности и соединяется с зондом кабелем-тросом. Такой зонд состоит иэ герметического корпуса и детектора излучений. Недостатком подобных зондов является поглощение излучения воды стенками корпуса зонда, защищающего детектор излучений от гидро- статического давления, что ограничивает предельную глубину погружения.Известно также устройство - сцинтилляционный спектрометрический зонд 5 И2 . Зонд 5 Ивключает гидро- статически прочный герметический корпус, детектор излучения и радиоэлектронные блоки, являющиеся частью всего измерительного комплекса в целом.В общем случае такой измерительныйкомплекс состоит иэ погружаемой наглубину и находящийся на.поверхности (на берегу или судне) частей.Необходимость измерений радиоактивности воды непосредственно на глубине диктуется заметным снижением космического фона под водой.В известном устройстве, рассчитанном на измерение проникающего -излучения окружающей зонд водной средыего герметический корпус поглощаетниэкоэнергетическую компоненту этого 15 излучения. при этом полностью исключается воэможность непосредственного измерения Оактивности и мягкойкомпоненты р-активности при расположении соответствующих детекторов из лучений внутри корпуса зонда. Сувеличением глубины погружения и,соответственно, толщина стенок корпуса зонда увеличивается поглощение-излучения окружающей его воднойсреды стенками корпуса, растет фони ухудшается энергетическое разрешение сгектральных линий. Таким образом, приведенный в качестве прототипа зонд 5 Иможет быть использо- ЭО ван для измерения сравнительно жесткого -излучения и не позволяет использовать его для одновременногоизмерения других физико-химическихсвойств воды с помощью датчиковнеглубоководных конструкций, т,е, датчиков обычного лабораторного типа.Целью изобретения является устранение зависимости измерений радиоактивности воды от максимальной глубины погружения и обеспечение многократности замеров в процессе одногопогружения, а также достижение универсальности зонда и обеспечение автоматического слива воды иэ сливного отсека в момент подъема зонда над водной поверхностью.Для достижения указанной цели глубоководный радиометрический зонд состоит иэ герметического корпуса, внутри которого помещены детектор излучений и радиоэлектронные блоки, причем зонд дополнительно снабжен камерой предварительного наполнения, а в нижней части герметического корпуса расположена сливная камера, объем которой превышает объем камеры предварительного наполнения в число раз, определяемое предельным количеством измерений за один цикл погружения.Камера предварительного наполнения и сливная камера соединены с окружающей водной средойи герметическим корпусом зонда при помощи клапанов.Нижний сливной клапан в днище зонда выполнен на свободной подвеске для автоматического слива набранной в процессе измерения воды при подьеме зонда над уровнем водной поверхности. Он может быть дополнительно снабжен слабой возвратно-фиксирующей пружиной, однако при этом в сливном отсеке останется некоторое количество воды, высота столба которой над сливным клапаном будет определяться его рабочим сечением и коэффициентом упругости пружины. Для более быстрого срабатывания клапана в начальный момент погружения его наруж ная часть может быть дополнительно снабжена головкой из легкого плавучего материала, например пенопласта.На фиг. 1 показан вертикальный разрез зонда с двумя камерами предварительного наполнения, одна иэ которых является резервной; на фиг.2 горизонтальный разрез зонда..Зонд состоит иэ двух основных частей: герметического корпуса 1 и камеры 2 предварительного наполнения, стенки которых рассчитаны на заданную предельную глубину погружения. Камера 2 дублируется идентичной резервеэервной камерой 3. Они снабжены впускными клапанами 4, приводимыми в движение реверсивным электродвигателем с редуктором, не показанном на чертеже. Аналогичный клапан 5 соединяет камеру 2 с основным объемом внутри корпуса 1 зонда. В рабочем объеме зонда под его впускнымиклапанами 5 расположены раэбрыэгивающий б и выравнивающий 7 экраны сотверстиями, два отсека 8 для радиоэлектронных блоков (аппаратуры ),ванночка 9 для исследуемой порцииводы с расположенными в ней датчиками 10, сливная камера 11, соединенный с ванночкой 9 управляемым сливным клапаном 12, и донной сливнойклапан 13, который может быть снабжен слабой возвратно-фиксирующейпружиной, не показанной на чертежеЭкраны 6, 7 и аппаратурные отсеки 8 15 герметизированы с помощью изолирующих прокладок 14, выполненных, например, иэ резины.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.20 При достижении заданного горизонта глубины подачей пускового сигнала с пульта управления на судневключается реверсивный электродвигатель, открывающий впускной клапан4. После заполнения вспомогательнойкамеры 2 окружающей зонд водой клапан 4 перекрывается, после чего открывается клапан 5. Выходящая иэкамеры 2 под большим давлением водаразбивается о раэбрыэгивающий экранб и попадает на выравнивающий экран7, исключающий повреждение датчиков10 струей воды, вытекающей иэ отверстия экрана б. Исследуемая водаоскапливается в ванночке 9, полностьюпокрывая датчики 10. После окончания измерений открывается с помощью,например, управляемого электромагнита сливной клапан 12 и измереннаяпорция воды вытекает в сливную каме ру 11, после чего зонд подготовленк очередным измерениям на новом горизонте.После завершения намеченного числа измерений, предельная величина 4 которых равна отношению объемов сливной камеры 11 и вспомогательной камеры 2, зонд поднимается над по-,верхностью воды, жидкость иэ камеры11, преодолевая сопротивление слабойвозвратной пружины клапана 13, прак тически вся выливается наружу, изонд подготовлен к новому погружению беэ его подъема на палубу судна.Возвратно-фиксирующая пружина клапа-,на 13 исключает попадание воды в ка меру 11 в начальный момент погружения, когда давление воды на дно зонда мало. При погружении зонда давление окружающей жидкости с помощьюнаружного клапана 13 надежно изолищо рует сливную камеру 11 от внешнейводной среды. Применение дополнительной головки клапана 13, выполненной из легкого материала повышенной плавучести, может исключитьнеобходимость применения возвратнойпружины клапана 13, поскольку клапан будет перекрыт даже в начальный момент погружения зонда.Управление сливными клапанами 12 может производиться как сигналом, подаваемым непосредственно из аппаратурного отсека зонда после завершения очередных измерений на данном горизонте, так и сигналом с поверхности - судна, берега и т.п.Возможность проведения многократных замеров по глубине, варьирование количества эабираемой воды, в частности, эа счет повторного заполнения камеры предварительного наполнения на данном горизонте, исключение необходимости поднимать зонд на палубу судна перед проведением очередного погружения снижает общее время, необходимое для нахождения океанологических станций в открытом море, что приводит к снижению себестоимости рейсов научно-исследовательских судов. Формула изобретения Глубоководный радиометрическийзонд, содержащий герметический корпус, внутри которого помещены детектор излучений и радиоэлектронныеблоки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью устранения зависимостиизмерений радиоактивности воды отмаксимальной глубины погружения иобеспечения многократности замеровв процессе одного погружения, верхняя часть корпуса снабжена камеройпредварительного наполнения, а нижняя часть - сливной камерой болыаогообъема, соединенными с корпусом и15 водной средой посредством клапанов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизефАтомная энергия". Том. 23,вып. 2", 163, 1967.20 2. Препринт Тота Кааба 5 реМСговеСгусгпо 5 опда ьсупсу)асуп на 5 М.КгаМоч, 1975 (прототип).7 З 5 ого комитетаий и открыти ушская наб.,9/Зб ЬВИИ ПодписноСР ТираГосударственелам иэобретенсква, Ж, Р аэ д. 4/ илцал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная Составитель А.Чупруноваактор Е.Месропова . Текред А.Ач Корректор Г. Решетн