Буксируемый комплекс для измерения параметров течения

т1964541 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспубликГосударственным комитет СССР но делам, изобретений и открытийДата опубликования описания 07.10,82(54) БУКСИРУЕМЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛРЬИЕТРОВ ТЕЧЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике н может быть исполь зовано в океанографии для определения параметров течений в океанах и морях. Известен измерительный комплексдля измерения параметров течения,содержащий электромагнитный измеритель течения, соединенный с судноми буксируемый с помощью кабеля 1 1).Недостатками известного устройства являются ограниченный диапазон применения по глубине и большиепогрешности измерения,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяизмерительный комплекс, содержащийаппаратуру, расположенную на судне,измерительную линию с распределенными вдоль нее датчиками и балласт 1, 2.Недостатком измерительного комплекса является его невысокая точностьизмерения вследствие воздействияна измерительную линию гравитационных сил, обусловленных весом линиии контейнеров с приборами.Целью изобретения является ловышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в буксируемом комплексе, содержащем аппаратуру, расположенную на борту судна, измерительную линию с распрЕделенными вдоль нее датчиками и балласт, введена буксирная линия отрицательной плавучести, соединенная с балластом, а измерительная линия олнена нейтральной плавучести и прикреплена к буксирной линии о ним концом шарнирно на расстоянти от, поверхности воды не менее УД иной осадки судна, а дру"гим ко цом " жестко вблизи баллас та со разованием электрического соединения, причем длина измерительной линии в 1,2 - 1,3 раза больше длины участка буксирной линии между точками крепления измерительной ли- нии Использование буксирной линии позволяет закрепить измерительную пинию на необходимом расстоянии от поверхности воды, а также позволяет испольэовать измерительную линию минимальной толщины, так как нагрузка (от веса балласта на конце, предназначенная для эаглубления системы) приходится на буксирную линию.Использование измерительной линии нейтральной плавучести позволяет искЛючить воздействие гравитационных сил на измерительную линию, в результате чего профиль измерительной линии формируется только под дей ствием гидродинамических сил, возникающих от воздействия на измерительную линию потока жидкости.Использование шарнирного соединения верхнего конца измерительной линии с буксирной линией позволяет повысить чувствительность измерительной линии к изменению скорости течения.Крепление верхнего конца измерительной линии к буксирной линии на расстоянии от поверхности воды не менее удвоенной осадки судна, позволяет исключить воздействие следа судна на измерительную линию. 20Использование измерительной линии длиной в 1,2 - 1,3 раза больше длины участка буксирной линии, расположенного между точками ее крепления, позволяет исключить влияние следа, возникающего от буксирной линии на измерительную линию. На фиг.1 изображен буксируемыйкомплекс, общий вид; на фиг.2узел 1 на фиг.1; на фиг.З - вид А З 0на фиг.2; на фиг.4 - узел Н на фиг.1;на фиг.5 - судно, буксирующее измерительный комплекс, вид сверху.Буксируемый комплекс содержит буксирную линию 1 например, изго товленную из кабель-Троса , одним концом закрепленную на судне, сопряженную с датчиком угла поворота ( не показано) относительно диаметральной плоскости судна ( ДП ) и соеди ненную с аппаратурой на судне, На другом конце буксирной линии 1 закреплен балласт 2. К буксирной линии прикрепленаизмерительная линия 3 нейтральной плавучести. Верхний ко нец линии соединен шарнирно с буксируемой линией посредством концевого контейнера 4. Контейнер имеет серьгу 5, которая закреплена на контейнере посредством оси б. Серьга в свою очередь. крепится к буксирной линии посредством оси 7, расположенной перпендикулярно к оси б серьги, образуя таким образом шарнир, позволяющий перемещаться верхнему концу линии 3 в двух взаимно перпен"55 дикулярных плоскостях. Верхний конец измерительной линии 3 закреплен к буксирной линии 1 посредством концевого контейнера 4 на расстоянии 0 Н, где Н - размер осадки судна. 60В контейнере 4 расположены датчики давления или угла отклонения линии от вертикали а также расположен датчик натяжения измерительной линии 3. Вдоль измерительной линии рас-. положены контейнеры 8, в которых расположены датчики угла отклоненияот вертикали измерительной линии илидатчики давления, по которым, знаярасстояниемежду контейнерами, можно определить отклонение этого участка от вертикали. Нейтральную планучесть обеспечивают контейнеры 8, которые имеют положительную плавучестьс учетом веса линии 3Нижний конецизмерительной линии 3 прикреплен кбуксирной линии посредством переходника 9, образуя электрическое соединение линий 1 и 3. Буксирная линия 1.соединена с аппаратурой на судне.Буксируемый комплекс работаетследующим образомСудно буксирует измерительныйкомплекс. В режиме буксировки с помощью датчиков давления или угла отклонения Ь участков измерительнойлинии от. вертикали определяют профиль измерительной линии, Измеряют:натяжение Тизмерительной линии и отклонение о ее от диаметральной плоскости судна. По этим величинам определяют относительную скорость пото-,ка у, используя формулу2.с 99+ гЬ.где В - угол отклонения участкатроса между двумя контейнерами от вертикали;5 втекущая длина измерительной линии от точки крепле. -ния к буксирной линии;Т - усилие натяжения измерительоной линии в верхней точкеее крепления;.Р - угол отклонения участка измерительной линии, прикреп- ленного в верхней точке буксирной линии;д - диаметр измерительной линии;р - плотность жидкости;К. - коэффициент сопротивленияформы 1К - коэффициент сопротивлениятрения.Далее определяют аналитически натяжение на середине каждого участкаизмерительной линии и определяют координаты Х и У концов векторов пото"ка, определенных при трех галсах судна, образующих ломаную линию. Далее определяют координаты а и Ь центра окружности, на которой находятсяконцы векторов Ч, используя уравнение точек, лежащих на окружности, иопределяют модуль скорости теченияпо формуле Ч.4 а- + Ь,Направление истинного значения У.определяют по формуле9 = ага 9( Ьиспользуя промежуточный угол определив по знакам при а и Ь в какой четверти координат лежит угол ЧИзобретение повышает точность измерения скоростей течения в связи с тем, что на положение измерительной линии в потоке не влияет ее вес.Кроме того, повышены удобства эксплуатации системы, так как возможно осуществлять оперативное иэмене - ние длины измерительной линии, на пример при ее удлинении осуществлять подсоединение еще такой же из- мерительной линии к концевому кон- тейнеру, после чего осуществлять травление с судна обеих линий. 15формула изобретенияБуксируемый комплекс для измерения зО параметров течения, содержащий аппаратуру, расположенную на борту суд-. на, измерительную линию с распределенными вдоль нее датчиками и бал -ласт, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точностиизмерения, в него введена буксирнаялиния отрицательной плавучести, соединенная с балластом, а измеритель -ная линия выполнена нейтральной плавучести и прикреплена к буксирнойлинии одним концом шарнирно на расстоянии от поверхности воды не менее удвоенной осадки судна, а другимконцом - жестко вблизи балласта,причем длина измерительной линии в1,2 - 1,3 раза больше длины участкабуксирной линии между точками крепленияИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях. Л.,Гидрометеоиздат, 1977, с. 395-406.2. Морские гидрофизические исследования. Сборник.,Севастополь, 1980,9 1(88), с. 158-164 (прототип),. ужгОрод, ул. Пров,ктная, 4 Патент нал Тираж 887 . Подписное ВНИЮИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5