Устройство для автоматического отбора проб воды

тс сои;,.,О "И.С -АН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Соцмалмстмческмк Республик(23) Приоритет -Госуларствеиный комитет СССР но келам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В, И. Авилов, А. А. Геодекян и В. К. Свинаренко Институт океанологии им. П. П. Ширшова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОТБОРАПРОБ ВОДЫ Изобретение относится к устройствам для автоматического отбора пробводы на различных глубинах и можетбыть использовано при проведении 5океанологических исследований.Известно устройство для автоматического отбора проб воды, содержащее надводный блок управления,состоящий иэ взаимосвязанных блоКаформирования управляющих сигналов,блока цифровой индикации глубиныпогружения и элемента связи, погружаемый герметичный контейнер с элементом связи, блоком приема Управляющих сигналов и датчиком давления,пробоотборники и механизмы закрывания их крышек 11Недостатком известного устройстваявляется то, что в качестве линиисвязи между надводным блоком и погружаейым герметичным контейнеромдля передачи управляющих сигналовиспользуется кабель-трос, которыйнедостаточно надежен, так какпри з 5морском волнении и результате рывков возможны обрывы внутренней жилы,нарушение изоляции кабель-троса, эатекание морской воды и эакыканиеэлектрической цепи.,Кроме того, недостатком известного устройства является и то, что в нем отсутствует контроль за срабатыванием механизмов закрывания крышек пробоотборников, ибо, как показала практика, тожет происходить непол ное закрытие последних, а также самопроизвольное срабатывание механизма закрывания, что резко снижает цостоверность отобранных проб.Целью изобретенияявляется повышение надежности устройства и увеличение достоверности получаемых проб воды.Указанная цель достигается тем, что в надводный блок управления и погружаемый герметичный контейнер дополнительно введены блоки приема-передачи акустических сигналов, подключенные к элементам связи, преобразователи акустических сигналов, соединенные с блоками приема-передачи и связанные между собой гидроакустическим каналом, а пробоотборники снабжены датчиками срабатывания меха" ниэмов закрывания крышек пробоотборников, выходы которых подключены к элементу связи погружаемого герметичного контейнера, а входы связаны стронные фильтрыи цифровое табло.Цифровсе табло и индикаторная панель часто томера расположены на передней стенкекорпуса надводного блока 9. Электрически блок 13 связан с элементом 12связи и с блоком 14 формирования управляющих воздействий. 45 Элемент 12 связи предназначен для последовательной коммутации выходной цепи блока 11 приема-передачи с входными цепями блока 13. Он содержит электронный коммутатор, детектор, электронные ключи и электрически связан с блоком 11 приема-передачи,Блок 11 приема-передачи служит для 50 усиления сигналов, посылаемых с судна,и сигналов, поступающих от подводногоконтейнера Он содержит усилитель, ге.нерйтор несущей частоты, модулятор,усилитель мощности и электрически связан с пьезокерамическим преобразователем 10, элементом 12 связи и блоком 14,Пьезокерамический преобразователь10, предназначенный для преобразования поступающих акустических сигналов в электрические, заключен в заполненный маслом герметичный корпус,механизмами закрывания крышек пробоотборников.На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического отбора проб воды.Устройство состоит из погружаемого герметичного контейнера 1, датчиков 2 срабатывания, механизмов 3 закРывания, крышек"пробоотборников 4, датчика 5 давления, элемента 6 связи, блока 7 приема-передачи акустических сигналов, преобразователя 8 электрических сигналов в акустические, надводного блока 9, включающего преобразователь 10, блок 11 приема-передачи акустических сигналов, элемент 12 связи, блок 13 цифровой индикации 15 глубины погружения, блок 14 формирования управляющих воздействий и блок 15 приема управляющих сигналов, размещенный в погружаемом герметичном контейнере 1. 20Надводный блок 9 представляет собой корпус, в котором размещены блок 14 формирования управляющих сигналов, блок 13 цифровой индикации, элемент 12 связи, блок 11 приема-передачи. К 25 надводному блоку относится также пьезокерамический преобразователь 10, расположенный за бортом судна в воде.Блок 14 предназначен для формирования управляющих воздействий на закрытие пробоотборников и содержит пороговые устройства, электронный ключ, формирователь импульсов и электрически связан с блоком 13 цифровой индикации и блоком 11 приема-передачи.Блок 13 служит для цифровой индикации глубины погружения контейнера 1 и номера закрывшегося пробоотборника, Он содержит цифровой частотомер, элекимеющий акустически прозрачную резиновую мембрану. Он размещается за ббртом судна в воде и электрически связан с блоком 11 коаксиальным кабелем.Блоки 11, 12,14 выполнены на электродных микросхемах и смонтированы наодной печатной плате.Погружаеьый контейнер 1 представляет собой стальной полый цилиндр,герметично закрывающийся с двух сто-рон стальными крышками,Внутри контейнера находится блок7 приема-передачи, элемент Г связи,блок 15 приема управляющих сигналов,датчик 5 давления, электронные схемы датчиков 2 срабатывания механизмов 3 крышек йробоотборников 4.Снаружи контейнера расположеныпьезокерамический преобразователь 8,штуцер датчика 5 давления, датчики2 срабатываиия пробоотборников, механизмы 3 закрывания крышек пробоотборников, пробоотборники 4;Пьезокерамический преобразователь 8 конструктивно выполнен аналогично преобразователю 10. Он размещается на верхней крышке контейнера и электрически связан коаксиальным кабелем через герметичныйввод с блоком 7.Блок 7 приема-передачи предназначен для выполнения функций аналогично блоку 11 и имеет аналогичнуюконструктивную и электрическую схему. Электрически он связан с преобразователем 8 и блоком 15.Элемент 6 связи служит для последовательной коммутации датчиков 5и 2 к модулятору блока 7. Он содержит электронный коммутатор, электронные ключи, генератор синхронизирующих импульсов и электрическисвязан с датчиками 5, 2 и блоком 7.Блок 15 приема управляющих .сигналов служит для формирования из принятых и усиленных в блоке 7 командсигналов управляющих импульсов иподачи их в порядке их следованияна исполнительное устройство механизмов закрывания крышек пробоотборников. Он содержит формировательимпульса, регистр сдвига, электронное реле, разрядные конденсаторы.Электрически блок 15 связан с блоком7 и через герметичные вводы - смеханизмами 3 закрывания крышекпробоотборников 4.Механизм 3 закрывания крышек пробоотборника состоит из фиксатора,удерживающего крышку пробоотборникав открытом состоянии, и исполнительного устройства - соленоида.фиксаторы расположены на пробоотборниках в местах крепления верхних крышек. Соленоиды закрепленыснаружи на стенке контейнера такимобразом, что их подвижные штоки находятся над фиксаторами на расстоянии5-10 мм.Обмотки соленоидов заклю726469 чены в герметичные корпуса, заполненные маслом. Соленоиды электричес.ки связаны через герметичные вводы с блоком 15.Каждый из датчиков 2 срабатывания пробоотборников содержит пружину, пару контактов, Фиксатор, удерживакщий их в замкнутом состоянии, и мульти- вибратор. Пружина, контакты и фикса тор смонтированы в металлическом цилиндрическом корпусе, имеющем наконечник с резьбой, с помощью которого он ввертывается снаружи в реэьбовое отверстие в стенке контейнера. Одновременно наконечник является герметичным вводом для электрической связи контактов о электронной схемой мультивибратора, расположенногО внутри контейнера.Связь датчиков 2 с механизмами 3 закрывания крышек осуществляется с .помощью гибких нитей, один конец которых связан с фиксатором датчика, а другой - с крышкой пробоотборника.Датчик 5 давления содержит металлическую мембрану и РС-генератор, Мембрана через передаточный механизм 2 связана с потенциометром, входящим в электрическую цепь генератора. Дат" чик располагается внутри герметичного контейнера таким образом, что штуцЕр ввода гидростатического дав ления выступает наружу через резьбовое отверстие в стенке контейнера. Датчик электрически связан с элементом 6 связи.Пробоотборники 4 крепятся на крон штейнах, расположенных на наружной поверхности стенки герметичного контейнера.Блоки 7, 6, 15 и электронные схемы датчиков 5 и 2 смонтированы на трех печатных платах, размещенных внутри герметичного контейнера.Устройство работает следующим образом.Перед погружением герметичного контейнера 1 крышки пробоотборников устанавливаются во взведенное (открытое) состояние. Вэводятся также датчики 2 срабатывания механизмов 3 закрывания крышек пробоотборников 4, для чего их контакты приводятся в 50 замкнутое состояние путем сжатия пружины, Пружина фиксируется в сжатом положении фиксатором, связанным .гибкой нитью с верхней крышкой пробоотборника 4. Включается питание элект ронных схем, и контейнер 1 на тросе погружается в воду. При этом с дат" чика 5 давления .начинает поступать сигнал с частотой, пропорциональной глубине погружения, а с датчиков 2 - 60 сигналы одной частоты, соответствую- щей состоянию пробоотборника "открытф.Сигналы поступают в элемент 6 связи,из которого с помощью электронного коммутатора в определенной пос ледовательности подаются в блок 7приема-передачи, где преобразуются вчастотно-импульсные модулированныесигналы, усиливаются и поступают напьеэокерамический преобразователь 8.Преобразованные в акустические сигналыизлучаются в сторону надводного блока9, находящегося на судне.Передача информации осуществляетсяпериодически е временныминтерваломТЪ 2 Н/1500 сек,где Н-максимальная глубина погружения (м).Принятые преобразователем 10 акустические сигналы, преобразованные вэлектрические, поступают в блок 11приема-передачи, в котором усиливаются и далее поступают в элемент 12связи, детектируются и с помощью электронного коммутатора сигналы от датчиков 2 срабатывания механизмов 3 закрывания пробоотборников 4 подаются вблок 13 цифровой индикации, где фиксируется номер пробоотборника, егосостояние "открыт-закрыт" и сигнал оглубине погружения,5Одновременно сигнал о глубине погружения поступает из блока 13 цифровой индикации в блок 14 формирования управляющих воздействий на входы пороговых устройств, каждое из которых настроено на определенную, зара 0 нее выбранную глубину погружения.При достижении определенной глубины срабатывает соответствующее пороговое устройство и в блоке 14 вырабатывается управляющий сигнал, поступающий через элемент 12 связи з блок11 приема-передачи, для Формирования"сигнала-команды" на закрытие пробоотборника.Сформированный и усиленный "сигналкоманда" поступает на преобразователь10, где преобразуется в акустическийи излучается в сторону погружаемого,контейнера 1,Принятый преобразователем 8 и преобразованный в электрический "сигналкоманда" поступает в блок 7 приемапередачи, усиливается и подается через элемент 6 связи в блок 15 приемауправляющих сигналов на регистр сдвига, выходы которого нагружены на электронные реле, при срабатывании замыкающих цепи питания исполнительныхэлементов (механизмов 3 закрываниякрышек)- соленоидов. Срабатывание соленоидов происходит последовательно,в порядке поступления команд.При срабатывании соленоида егоподвижный шток ударяет по фиксаторукрышки пробоотборника, в результатечего она закрывается и при этом выдергивается связанный с ней гибкойнитью фиксатор датчика 2 срабатыванияданного пробоотборника. В результатеэтого пружина датчика разжимается,контакты размыкаются и с датчика поступает сигнал с частотой, соОтветствую726469 формула изобретения 15 Г Составитель Н. Романникова Тех ед О. Легеза Корректоредактор Л, Курасо ска 50 Тираж 1019 ПодписноеЦИНИПИ Государственного комитета ГССРпо делам. изобретений и открытий113035, Москва ЖРаушская наб, д. 4/5Филиал ППП фПатент", г. Ужгород,ул. Проектная,аз 47 щей состоянию пробоотборника "закрыт".Преобразованный далее в акустическййсигнал принимается блоком 10, далеепроцесс повторяется,Устройство для автоматического отбора проб воды, содержащее надводный блок управления, состоящий из взаимосвязанных блока .формирования управЛяющих сигналов, блока цифровой индикации глубины погружения и элемента связи, погружаемый герметичный контейнер с элементомсвязи, блоком приема управляющих сигналов и датчиком давления, пробоотборники и механизмы закрывания их крышек, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и увеличения достоверности получаемых проб воды, в надводный блокуправления и погружаемый герметичный контейнер дополнительно введеныблоки приема-передачи акустическихсигналов, подключенные к элементамсвязи, преобразователи акустическихсигналов, соединенные с блоками приема-передачи и связанные между собойгидроакустическим каналом, а пробоотборники снабжены датчиками срабатывания механизмов закрывания крышек пробоотборников, выходы которых подключены к элементу связи погружаемого герметичного контейнера,а входы связаны с механизмами закрывания .крышек пробоотборников.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. А.с. Р 509816, С 01 М 1/10,1974,