Батитермограф

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфвз СоеетскняСоцналнстнческнхРеспублик оп 987420(й) М.Каз с присоединением заявки Йо 6 01 К 13/00 6 01 и .1/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(23) Приоритет Опубликовано 0701,83, Бюллетень Йо 1 Дата опубликования описания 07. 01. 83(72) Авторы изобретения 71) Заявител 54 ) БАТИТЕРНОГРА ся по- вызвная веса чик не обеседеления поанной условияличным знаязкости слоев воды. Целью из щенке точно гических па счет уменьш рости погруяется повы- .ия гидрололубине заьности скомографа, выя явл еле по табил титербретенити опредаметровння несения ба Изобретение относится к океанографическим измерительным приборам,в частности к батитермографам сосвободно погружающимися датчикамиразового действия,Известны батитермографы разовогодействия, используемые в океанографических исследованиях, содержащиекорпус обтекаемой форж, состоящийиэ хвостовика н носовой части, с отрицательной плавучестью, чувствительный элемент, катушку с проводом,один конец которого соединен с чувствительным элементом, а второй с измерительным прибором 11.К недостаткам известных датчиковбатитермографов с отрицательной плавучестью, используемых в океанографических исследованиях, следует отнести переменную скорость погружения, которая зависит от условий запуска 1,высоты сбрасывания), потеривеса прн сматывании провода с катушкинаходящейся на датчике изменениявязкости среды с изменением температуры, а также от неточности изготовления форма корпуса,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является батитермо-. граф, содержащий носовую часть,хвостовик и чувствительный элемент,соединенный с измерительным приборомпроводом, намотанным на катушку.Когда датчик погружается, проводразматывается с внешней поверхностикатушки, уменьшая площадь поперечногсечения датчика, т.е. лобовое сопротивление.Уменьшение лобового сопротивлениякомпенсирует изменение скорости погружения датчика, вызываемое изменением плавучести при разматываниипровода.Таким образом, компенсируетгрешность определения глубины,ванная сматыванием провода, ра+ 1,2 глубины, при изменении20 датчика на 8 2 ),Однако указанный датпечивает уменьшения опргрешности глубины, вызвми запуска, а также разчением кинематической в25(3) зываемой условиями запуска, изменением кинематической вязкости воды,с глубйной, неточностью при изготовлении,Поставленная цель достигаетсятем, что батитермограф, содержащийносовую часть,хвостовик, чувствительный элемент и катушку с намотанным на нее проводом для соединенияс измерительным прибором, снабженрасположенным между носовой частьюи хвостовиком водозаборником с наружной боковой поверхностью в видеусеченного конуса, обращенного большим основанием к хвостовику, и внутренней боковой поверхностью в видецилиндра, сопряженного с коническимиповерхностями на входе и выходе, ирасположенным со стороны хвостовикаоснованием в виде вогнутой сферы сцентральной трубчатой осью, на которой между двумя тарированными пружинами установлен с воэможностью осевого перемещения обращенный выпуклойстороной к носовой части полусфери-ческий колпак, жестко связанный сзакрылками, концы которых установлены с воэможностью свободного перемещения в продольных прорезях, выполненных симметрично в боковой стенкеводозаборннка. На чертеже схематически показан предложенный батитермограф со стабилизированной скоростью погружения, общий вид. Датчик батитермографаимеет голов.ку 1, выполненную в виде сферическоготела с отрицательной плавучестью,измерительную схему 2, чувствитель-ный элемент 3, хвостовик 4 с катушкой 5, водозаборник б, выполненный ввиде усеченного полого конуса, обраценного большим основанием к хвостовику. Наружная боковая поверхность водозаборника имеет симметрично расположенные прорези 7. Внутренняя боковая поверхность водозаборника выполнена в виде профилированных коническо-цилиндрических направляюцих 8,а основание водозаборника имеет формувогнутой сферы 8, через центр которой проходит трубчатая ось 10, Наоси 10 смонтирован подвижный полусферический колпак 11, жестко связанный с закрылками 12, входящимиконцами в прорези 7, подпружиненнййс двух сторон тарированными пружинами 13 и 14. Полусферический колпак11 установлен на оси 10 выпуклойстороной навстречу набегающему потоку. В закрылках 12 имеются прорези для свободного протекания жидкости.Датчик батитермографа со стабилизированной скоростью погружения работает следующим образом,5 1 О 15 20 При погружении датчика встречный поток попадает в водозаборник б.Часть потока, направляемая профнлированной внутренней поверхностью 8, воздействует на наружную выпуклую поверхность подвижного полусферического колпака 11, а остальная часть потока, отражаясь от вогнутой поверхности сферы 9, воздействует на внутреннюю вогнутую поверхность полусферического колпака 11. Поддействием гидродинамического давления потока полусферический колпак 11 стремится переместиться по оси 10, так как сила давления, создаваемая набегающим потоком на его наружной поверхности, отлична от силы давления, создаваемой отраженным от сферы 9 потоком на вогнутой стороне. Давление на выпуклой стороне в виду ее хорошей обтекаемости значительно меньше, чем на вогнутой стороне, которая обращена к сфере 9. Поэтому со стороны сферы 9 на полусферический колпак действует большая сила, чем со стороны потока. Сила давления, которую от потока испытывает полусферический колпак 11 своей выпуклой стороной, равнаР = С .у 5 14, (1)коэффициент, зависящий от Формы выпуклой поверхности колпака 11;- плотность воды;Ь - площадь колпака;Ч - скорость потока.Сила давления, которую от отраженного сферой 9 потока испытывает полусферический колпак 11 своей вогнутой стороной, равнар с рвы (2) где.С - коэффициент, зависящий отформя вогнутой поверхностиколпака.Разность давлений на вогнутой и выпуклой поверхностях полусферического колпака 11 можно представить какф 1.др: р - р,: р 5 и (с,- с) Из выражения (3) следует, что полусферический колпак 11 под действием силы ЬР стремится переместиться навстречу потоку до тех пор, пока ЬР не станет равной нулю, что соответствует заданной скорости.Совместно с полусферическим колпаком Х 1 в прорезях 7 конического корпуса водозаборника б перемещаются закрылки 12, жестко связанные с колпаком. Местоположение полусферического колпака 11 и закрылок 12, при котором обеспечивается равенство Р,= 0 и Ч = сопзй, определяется экспериментальным путем, например, при продувке в аэродинамической трубе,н фиксируется тарнрованными пружинами 13 и 14Известно, что изменяя условияобтекания тела потоком жидкости,можно изменять сопротивление формытела, а тем самым изменять и полноегндродинамическое сопротивление,испытываемое движущимся телом.Данное свойство использованодля стабилизации скорости погружения.датчика батитермографа.В случае изменения скорости погружения датчика наблюдается следующее: под действием возникшей .раэйости давлений йР на выпуклой и вогнутой поверхностях полусферическогоколпака 11 и усилия пружин 13 или14,полусферический колпак 11 передвигает закрылки 12 в прорезях 7, которые благодаря конической форме водоэаборника 6 выдвигаются над поверхностью водозабОрника ( нли уходят заподлицо 1 и тем самым изменяют условия обтекания хвостовой части датчика,батитермографа Перераспределение давлений в хвостовой частиобусловливает:изменение сопротивления форвы, а также изменение скоростипогружения датчика,Использование датчика со стабилизированной скоростью погруженияповышает достоверность определениягидрологических параметров по глубине, особенно в наиболее изменчивом при(оверхностном слое,Датчик батитермографа надежен,прост по конструкции и технологии изготовления. Использование данногодатчика может существенно повыситьэффективность океанографических работ. формула изобретенияБатитермограф, содержащий носовуючасть, хвостовик, чувствительный элемент и катушку с намотанным на неепроводом для соединения с измерительным прибором, о т л и ч а ю щ и йс.я тем, что, с целью повышенияточности определения гидрологических параметров по глубине, он снаб жен расположенным между носовой частьюи хвостовнком водоэаборником с наружной боковой поверхностью в видеусеченного конуса, обращенного большим основанием к хвостовику, и внут ренней боковой поверхностью в видецилиндра, сопряженного с коническимиповерхностями на входе и выходе, ирасположенным со стороны хвостовикаоснованием в виде вогнутой сферы с2 р центральной трубчатой осью, на которой между двумя тарированньвы пружинами установлен с воэможностью осевого перемещения обращенный выпуклойстороной к носовой части полусфери ческий колпак, жестко связанный сзакрылками, концы которых установленыс возможностью свободного перемещения в продольных прорезях, выполненных симметрично в боковой стенке Зо водозаборника.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3221556,кл. 73-362, опублик, 07.12.65,2. Патент США В 3511092, кл, 73-.344, опублик. 12.05.70 (прототип)987420 Составитель В,АгаповаРедактор Т.Кугрышева Техред А.Бабинец Корректор А. Ференц оно илиал ППП"Патент", г, Ужгород, ул, Проект каз 10281/27 . Тираж 871ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и от113035, Москва, Ж, Раушск Под митета СССР рытий я наб., д.