Устройство для измерения параметров волнения

(23) ПрморитетГосударственный номятет С СС Р яо делам нзобретеннй н откратнйОпубликовано 301282, Бюллетень 14 о 48 Дата опубликования описания 04.01,83 3 УДК 528. 47(71) Заяв 54) устРойство дЛЯ иЗИЕРЕНИя плРАИЕТРОВ ВОЛНЕНИЯИзобретение относится к аппаратуредля измерения параметров волненияи может быть использовано на исследовательских судах и станциях.Известны устройства для измеренияпараметров волн, в которых предусмотрено размещение на поплавке заглубленного гидростатического датчика,подключенного к индикатору черезэлектропреобразователь и вычислительную схему 1 и 21 .Однако такие устройства не обеспечивают получения фактических текущихзначений параметров волнения эа исключением высоты волны,йства для изв которых е на поплавого датчика ика угла нак- подключентров волнею схему 3,.вместное раз" иков не познностей реудое значения я и длины бе времени. Известны также устр мерения параметров вол предусмотрено размещен ке не только заглублен высоты волны, но и дат лона водной поверхност ных к индикатору парам ния через вычислительнОднако даже такое с мещение нескольких дат воляет вследствие особ гистрации получать тек скорости распространен волны в реальном масшт Цель изобретения - непрерывнаярегистрация текущих значений скорости распространения и длины волны.Указанная цель достигается путемподключения датчика высоты волнычерез преобразователь к неподвижнойзаписывающей головке аппарата магнитной записи, оборудованного двумя го 1 р ловками воспроизведения, установлен. ными с возможностью перемещения собеих сторон неподвижной головкивоспроизведения и управляющими перемещением ползуна реостатного преобразователя, выход которогЬ подключенк входу вычислительной схеьы, к которой подключен также счетчик вре мени, управляемый от вспомогательных неподвижных контактов, замыкаемых при движении ползуна.На Фиг. 1 представлена схема,иллюстрирунзцая принцип получения текущего фактического значения скорости распространения волны с помощьюпредлагаемого устройства; нЮ фиг, 2упрощенная блок-.схеМа устройствана фиг. 3 - Злектромеханическаясхема регистрации текущих .значений.На поплавке в Форме диска (непоказан) размещен датчик 1 угловнаклона водной поверхности и датчикЗО то Ся ж(сдлс где К - масштабный коэффициент длявысоты волны а при регистра ции ее ординат на магнитной 4 Оленте 7 для представленияв виде кривой Ь.Поскольку А 1 Всужал АЯВ 2 саоср 282 = УпРс фАВ 2 = Ч 8с 55 то 2 гидростатического давления, показывающий изменение высоты волны. Через электропреобразователь 3 датчик 1 подключен к вычислительной схеме 4, к которой подключен также датчик 2 через преобразователь 5 и блок 6, называемый блоком определения наклона на кривой .регистрируемц ординат или высот волн. Принцип ;работы этого блока представлен на фиг. 1.Действительная волна изображена кривой а.Волна а условно изображена кривой Ь в масштабе уровней записи на магнитной ленте. Высота волны а на кривой с показана в масштабе, записи высоты волны на кривой Ь.1Касательные, проведенные к кривыМ а, Ь и с в точках А, А 2 и А, определяют фактический угол М,рнаклона 2 волнового.,склона, угол Ф наклона кривой Регистрируемых текущих ординат волны на магнитной ленте 7 в точке А 2, соответствующей точке А 4 на по. верхности волны а, и уголо 6 р наплона 2 кривой с в точке А, соответствующей точке А на поверхности волны а.Так как где Чпр - скорость движения магнитной ленты;Ч - скорость перемещения волЬны а;с - время, отсчета,.( .Ь с 9 ср Блок 6 имеет усилитель 8, вход которого подключен к преобразователю 5, а выход - к неподвижной записывающей головке 9 аппарата магнитной записи. Вдоль направления перемещения ленты 7 расположены на некоторомрасстоянии друг от друга неподвижнаяголовка 10 воспроизведения и подвижные на найравляющих 11 головки 12и 13 воспроизведения записи, которыес помощью направляющих 14 и подвижных муфт 15 связаны с рычагами 16и 17, имеющими соответственно одинаковые размеры по длине, Рычаги 16подвижно связаны с осью 18 неподвижной муфты 19. На оси 18 расположенаподвижная муфта 20, имеющая контактный ползунок 21, связанный через контакты 22 и 23 с выходным реостатнымпреобразователем 24 и направляющей5 с контактом 25. Реостат 24, контакты 22, 23 и 25 подключены к вычислительной схеме 4. Подвижная муфта 20через направляющую 26, шток 27 смуфтой 28 подвижно связана с рычагаО ми 17. Воспроизводящие головки 10,12 и 13 через усилители 29-31 подключены к обмоткам 32-34 исполнительных силовых органов 35 и 36, якоря37 которых с помощью направляющих5 38 связаны с муфтами 15. Обмотки 32и 33, 35, 32 и 34 устройства включены соответственно встречно.Блок б в соответствии с уровнемсигналов на головках 12 и 13 относительно уровня. сигнала на головке 10отслеживает кривую регистрируемыхординат волны и перемещает ползунок21, который обеспечивает выработкуна реостате 24 сигнала, характеризую 5 щего угол с . При К д =0 замыкаются контакты 23 и 25, чтоявляетсяпризнаком прохождения грвбня (иливпадины) кривой волны,Сигнал от реостатного преобразователя 24, соответствующий углу оСнаклона кривой регистрируемых ординат волны, поступает в вычислительную схему 4, В процессе прохожденияволны ползунок 21 перемещается,отслеживая угол наклона кривой регистрируемых ординат волны. При замыкании контактов 23 и 25 в вычислительную схему 4 поступает сигнал,запускающий счетчик времени. При следующем замыкании контактов происхоО дит остановка счетчика времени. Приэтом время работы счетчика соответствует половине периодаволны (время между гребнем и впадиной волны).Таким образом, в вычислительнойсхеме 4 появляются сигналы, характе( ризующие угол Мр наклона поверхности морской волны а, ее высоту, угол1 ь наклона кривой регистрируемыхординат волны и период с волны,по которым осуществляется вычислениеискомых величин и выдача полученнойинформации в индикаторное устройство 39.При этом скорость Чб распростра 5 нения волны определяется по приведенной вьме формуле (2), а длинаволныопределяется по формуле(3)Высота волны с учетом масштабного коэфФициента К определяется по разности сигналов, характеризующих ординаты гребня и впадины волны.Предлагаемое устройство для измерения параметров волнения моает быть выполнено с помощью известных иэмерителей гндростатического давления, регистраторов и других устройств, Для унрощения конструкции .в качестве 15 датчика углов наклона поплавка-моает быть использован термический датчик с проволочным нагревателем. При этом достаточно испольэовать одну трубку . с проволочным нагревателем, устаио вив ее перпендикулярноплоскости диска поплавка. В аппарате магнитной записи удобно применять биметалли- . ческую ленту, перемещаемую с .зазором относительно магнитных головок. Поми мо кабельной связи меаду. поплавковым устройством и судном моает .быть ис-: пользован .радиоканал с,соответствующими радиотехническими средствами.Технико-экоиоэвлеская эффектив- ЗО ность предлагаемого устройства заключается в том, что оно, обеспечивая определение фактических значений всех основных параметров волн (высота длина, период, скорость распротраиения, крутизна), практически не требуя расиыфровки информации, моает существенно повысить эффективностьработ в морях и океанах.Формула изобретения устройство для измерения параметров волнения, содержащее иоплавок, на котором установлены датчикугла наклона водной поверхности изаглубленный датчик высоты волны,подключенные к индикатору параметровволнения через вычислительную схему,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью непрерывной регистрации текущих значений скорости. распространения и длины волны, датчик высотыволны через преобразователь псдключенк неподвианой записывающей головкеаппарата магнитной записи, оборудованного двумя головкамн воспроизведения, установленными с возмоаностьюперемещения с обеих сторон ненодвиа-ной головки воспроизведения и управляющими перемещением полэуна реостат-,ного.преобразователя, выход которожподключен к входу вычислительной схема, к которой подключен такае счетчиквремени, управляемый от вспомогатель.ных неподвианых контактов"ищыкае-;:мых при двиаении ползуна,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетеЛьство СССРВ 416563, кл. В 01 С 13/ОО, 1972. 12. Авторское свидетельство СССРВ 549683, кл. 6 01 С 13/00, 1974.3. Патент СВй В 4220044,кл. 73/170 А, 1980 (прототип).985709 зг и Составитель Ю. ФерштманРедактор М. Рачкулинец Техред К.Мыцьо Керректор Г. Ог писн П "Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная,Фили э 10157/65 Тираж 614 ВНИИПИ Государственного коми по делагл изобретений и от 113035, Москва, .Х, Раушская