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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckgehäuse für in Wasser
befindliche, auf Druck basierende Systeme. Genauer bezieht sich diese
Erfindung auf neue Verfahren zum (1) Verbessern der Lebensdauer
von Transducern bzw. Meßgrößenwandler
und Elektroniken von Unterwassersystemen, indem eine feuchtigkeitsfreie
und saubere Umgebung um diese aufrecht erhalten wird, indem der
Eintritt von Feuchtigkeit, Staub oder jeglichen suspendierten Teilchen
in der Luft während
eines zeitweiligen Herunterladens von Daten und einem Batterieersatz
in einer feuchten und staubbeladenen Feldstation vermieden wird;
(2) Verbessern der Einfachheit eines Schließens und Öffnens des Druckgehäuses durch
die Verwendung einer neuen Anordnung, wodurch die Verwendung von
konventionell angewandten, aufwendigen, vorragenden und korrosionsanfälligen Verriegelungsvorrichtungen,
wie Schrauben, Bolzen oder Klammern vermieden wird; und (3) Implementieren
einer zuverlässigen Übertragung
von Wasserdruck auf die Drucköffnung
bzw. das Druckport des Transducers bzw. Meßgrößenwandlers, wobei gleichzeitig
die Fehler, die aus dynamischen Druckeffekten resultieren, minimiert
werden, ihre chemische Korrosion durch Salzwasser verhindert wird
und ein Bio-Fouling
in der Nachbarschaft des Druckeinlasses angehalten wird.
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Hintergrund der Erfindung
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Bisher
bekannte, in Wasser befindliche, auf Druck basierende Systeme [V.B.
Peshwe, S.G. Diwan, A. Joseph, und E. Desa, "Wave and Tide Gauge", Indian Journal of Marine Sciences,
Vol. 9, Seiten 73–76
(1980)] beschreiben eine Wave and Tide Gauge (Wellen- und Gezeitenmeßgerät), worin
die Unterwasserelektronik und der Drucksensor auf einer kreisförmigen Messingplatte
angeordnet und gesichert sind, welche in einen Messingzylinder hineinpaßt. O-Ringe
werden für
ein Dichten der Unterwassereinheit verwendet, welche auf einer Stahlbasis festgelegt
ist. Alle Stahlkomponenten sind nickelplattiert und die Messingkomponenten
sind mit Farbe beschichtet. Das druckempfindliche, metallische Diaphragma
des Drückwandlers
ist gegen chemische Korrosion durch die Verwendung eines mit Öl gefüllten Neoprennippels,
der an einen Koppler aus rostfreiem Stahl festgelegt ist, der auf
der flachen Seite der entfernbaren Endplatte angeordnet ist und
hydraulisch mit der Drucköffnung
verbunden. Die Endplatte ist mit dem Flansch des zylindrischen Gehäuses durch
die Verwendung von vier Bolzen, Unterlegscheiben und Muttern, welche
in diametral entgegengesetztem Sinn festgelegt sind, verriegelt.
Der Nachteil dieser Vorrichtung ist die gelegentliche Zerstörung des
Neoprengumminippels, die beispielsweise von einem Fischbiß auftritt,
was in dem Verlust von Öl resultiert,
welches die Drucköffnung
des Wandlers gegen chemische Korrosion schützt. Ein anderer Nachteil ist
das Vorragen von Bolzen und Muttern, welche schlechtes ästhetisches
Aussehen des Gehäuses
zur Verfügung
stellen.
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Ein
alternatives System [A. Joseph und E.S. Desa, "A Microprocessor-Based Tide Measuring
System, Journal of Physics, E. Scientific Instruments, Vol. 17,
Seiten 1135–1138
(1984)] beschreibt ein Gezeitenmeßsystem, welches aus einem
zylindrischen Unterwassergeuhäuse
besteht, das aus Messing gefertigt ist, welche einen Quarzdruckwandler
von Paroscientific enthält.
Der genannte Druckwandler ist auf einer kreisförmigen Messingbasisplatte des
Gehäuses
angeordnet, wobei der Druckeinlaß dem Seewasser durch eine
mit einem O-Ring geschützte Öffnung der
Basisplatte ausgesetzt ist. Das gesamte Gehäuse ist mit einem weiteren
größeren O-Ring, der
zwischen dem zylindrischen Gehäuse
und seiner Basisplatte angeordnet ist, versiegelt bzw. abgedichtet.
Diese Basisplatte ist an dem kreisförmigen Flansch des zylindrischen
Gehäuses
durch die Verwendung von 6 Einheiten aus rostfreien Stahlbolzen, Unterlegscheiben
und Muttern gesichert. Ein Nachteil dieser Methodologie bzw. Vorgangsweise
eines Dichtens des Druckgehäuses
ist, daß jedesmal
besondere Vorsicht beim Festlegen bzw. Anziehen der diametral gegenüberliegenden
Bolzen angewandt werden muß,
da bei einem Nichtbeachten der O-Ring nicht gleichförmig über seinen
elastischen Grenzwert belastet bzw. vorgespannt würde, wodurch
die Möglichkeit
eines Leckens des Druckgehäuses
und der Beschädigung
des Transducers bzw. Wandlers resultiert. Ein anderer beobachteter
Nachteil war jener, daß der
für die Übertragung
von Daten zu einer externen Ausleseeinheit üblicherweise verwendete Unterwasserverbinder
an chemischer Korrosion, nachdem er ausgedehnt in Seewasser eingetaucht
war, litt. Die in dem Quarzdruckwandler von Paroscientific aufgenommene,
hydraulische Kopplungseinrichtung umfaßt ein mit Silikonöl gefülltes, flexibles
Kunststoffkapillarrohr mit einem Innendurchmesser von ~1 mm und
einer Länge
von ~200 mm, das ein Ende an die Drucköffnung des Transducers festgelegt
aufweist und das andere Ende mit der Endabudeckung des Wandler-
bzw. Transducergehäuses
verbunden aufweist. Der bei dieser hydraulischen Kopplungseinheit beobachtete
Nachteil in Feldstudien ist ein langsames Lecken von Öl über die
Zeit.
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Ein
anderes System [A. Joseph und E. Desa "An Evaluation of Free- and Fixed-Vane
Flow Meters with Curved- and Flat-Bladed Savonius Rotors", Journal of Atmospheric
and Oceanic Technology, American Meteorological Society, Vol. 11,
Nr. 2, Seiten 525–533
(1994)] beschreibt zwei Arten von Strommeßgeräten mit Tiefenanzeigen, welche
in Wasser befindliche Druckgehäuse
verwenden, um Sensoren und elektronische, gedruckte Leiterplatten aufzunehmen.
In diesen Instrumenten ist das Druckgehäuse mit einer Endplattenanordnung
verschlossen, welche einen Teil des Supportmechanismus für den Wasserstromsensor
ausbildet. Der Drucksensor, der für eine Abschätzung der
Wassertiefe verwendet wird, ist auf einer horizontalen Stufe des
Druckgehäuses
angeordnet. Das genannte Druckgehäuse ist an der Endplattenanordnung
durch die Verwendung von vier gleichmäßig beabstandeten Bolzen festgelegt.
Zwei Nachteile, die bei dieser Anordnung beobachtet werden, sind
(1) das Vorragen von Verriegelungsbolzen und (2) das Vorragen eines
Druckeinlasses, welcher für
eine Zerstörung
der Druckmessungsgenauigkeit anfällig
ist, die aus dem nachteiligen Einfluß von Strömungen, Wellen oder einer Kombination
von Strömungen
und Wellen herstammt, wie dies durch A. Joseph, J.A. E. Desa, P.
Foden, K. Taylor, J. McKeown, und E. Desa [in: "Evaluation and performance enhancement
of a pressure transducer under flows, waves, and a combination of
flows and waves, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology,
American Meteorological Society, Vol. 17, Nr. 3, Seiten 357–365 (2000)]
diskutiert wurde.
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In
noch einer anderen Version von sich in Wasser befindlichen Druckvorrichtungen
zum Messen von Wasserstrom, Wasserniveau und zahlreichen anderen
ozeanographischen Parametern, verwendet Aanderaa . Instruments (Norwegen)
ein zylindrisches Metallgehäuse,
das eine entfernbare Endabdeckung bzw. -kappe an einem Ende und
eine festgelegte Endabdeckung an dem anderen Ende aufweist, worin
die entfernbare Endabdeckung durch die Verwendung von zwei metallischen
Klammern verriegelt ist, welche in Schlitze eingehakt sind, die an
einander diametral gegenüberliegenden
Positionen auf dem Umfang der Endabdeckung und dem zylindrischen
Gehäuse
ausgefräst
sind. In diesen Vorrichtungen ragt die Druckwandler-Druckeinlaßöffnung nach
außen
vor und leidet daher an Druckmeßfehlern,
die durch die verschiedenen Arten einer Wasserbewegung in seiner
Nachbarschaft induziert sind.
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Der
prinzipielle Nachteil bei allen konventionellen Unterwasserdruckgehäusen, die
aus Metall konstruiert sind und deren metallische Endabdeckungen
durch die Verwendung von Vorrichtungen, wie metallische Schrauben,
Bolzen und Klammern verriegelt sind, ist jener, daß sie an
chemischer Korrosion nach einem verlängerten Aussetzen an Seewasser
leiden und dies ein Öffnen
der Endplatten üblicherweise
schwierig macht. Weiters reduziert die Anwesenheit dieser vorragenden
Einrichtungen das ästhetische
Aussehen des Druckgehäuses.
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Ziele der Erfindung
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Das
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Lebensdauer von
Transducern bzw. Meßwertwandlern
und Elektroniken bzw. elektronischen Elementen von irgendwelchen
Unterwassersystemen zu verbessern, indem eine feuchtigkeitsfreie
und saubere Umgebung um diese aufrecht erhalten wird, indem der
Eintritt von Feuchtigkeit, Staub oder irgendwelchen in der Luft
suspendierten Teilchen während
dem gelegentlichen Herunterladen von Daten und einem Batterieersatz
in einer feuchten und mit Staub beladenen Arbeitsstation vermieden
wird.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Einfachheit
eines Schließens
und Öffnens des
Druckgehäuses
durch die Verwendung einer neuen bzw. neuartigen Anordnung zu verbessern,
indem die Verwendung von üblicherweise
angewandten, hinderlichen, vorragenden und korrosionsanfälligen Verriegelungsvorrichtungen,
wie Schrauben, Bolzen oder Klammern vermieden wird.
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Noch
ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine zuverlässige Übertragung
von Wasserdruck zu der Drucköffnung
des Transducers bzw. Wandlers zu implementieren, wobei gleichzeitig die
Fehler, die aus dynamischen Druckeffekten resultieren, minimiert
werden, ihre chemische Korrosion durch Salzwasser verhindert wird
und ein Bio-Fouling in der Nachbarschaft des Druckeinlasses gestoppt wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Das
neue Druckgehäuse
für in
Wasser befindliche, auf Druck basierende Systeme der vorliegenden
Erfindung stellt zur Verfügung:
- (1) Verbessern der Lebensdauer von Transducern bzw.
Wandlern und der Elektroniken von jeglichen Unterwassersystemen
durch Erhalten einer feuchtigkeitsfreien und sauberen Umgebung um diese,
indem der Eintritt von Feuchtigkeit, Staub oder jeglichen suspendierten
Teilchen in der Luft während
dem gelegentlichen Herunterladen von Daten und einem Batterieersatz
in einer feuchten und mit Staub beladenen Feldstation vermieden wird.
Das System der vorliegenden Erfindung stellt zwei unabhängige Abteile
bzw. Kammern zur Verfügung,
ein den Transducer und Elektroniken enthaltendes Abteil, welches
ausschließlich für ein Aufnehmen
der Transducer und der Elektroniken gedacht ist (welche nicht zu
stören
sind) und ein eine Batterie und einen Verbinder aufnehmendes Abteil,
das ausschließlich
für eine
Aufnahme der Batterie und des Computer-Interface-Verbinders gedacht ist, wodurch ein
Mittel zum Aufnehmen der gegen Umgebung empfindlichen Transducer
und der Elektronik in einer sauberen und feuchtigkeitsfreien Umgebung
zur Verfügung
gestellt wird, indem der Eintritt von Feuchtigkeit, Staub oder jeglichen
suspendierten Teilchen in der Luft während dem gelegentlichen Herunterladen
von Daten und einem Batterieersatz, der in den entfernten Feldstationen
in einer häufig staubigen
und feuchten Küstenumgebung
durchgeführt
wird, vermieden wird. Weiters sind die zwei Abteile aus einem einzigen
festen, nicht-metallischen Material aus Gründen der Eleganz, Leichtigkeit
und Nicht-Korrosionsanfälligkeit
in einer Meeresumgebung geschnitten.
- (2) Verbessern der Einfachheit eines Schließens und Öffnens des Druckgehäuses durch
die Verwendung einer neuen Anordnung, wobei die Verwendung von üblicherweise
verwendeten, störenden,
vorragenden und korrosionsanfälligen
Verriegelungsvorrichtungen, wie Schrauben, Bolzen und Klammern,
vermieden wird. Das System der vorliegenden Erfindung stellt einen
verschraubten, nicht-metallischen Verriegelungsring bzw. Anordnungsring
zur Verfügung,
um die Dichtplatte und das den Transducer und die Elektroniken enthaltende
Abteil in ihrer bestimmten bzw. zugeordneten Position anzuordnen.
Das System der vorliegenden Erfindung stellt weiters einen verschraubten,
zylindrischen Teil bzw. Bereich zur Verfügung, welcher aus dem obigen
Zentralbereich der nichtmetallischen Dichtplatte des die Batterie
und den Verbinder aufnehmenden Abteils herausgeschnitten ist, welcher
als ein einfacher Mechanismus wirkt, welcher ein schwierigkeitsfreies
bzw. problemloses Öffnen
der Dichtplatte erleichtert. Die Dichtplatte, die einen mit Gewinde versehenen,
zentralen, aufzunehmenden Teil aufweist, wird einfach in die Position
gedrückt
und ruht auf einer kreisförmigen
Stufe auf, die aus der Innenoberfläche des zylindrischen Druckgehäuses ausgeschnitten
ist. Eine mit einem Gewinde versehene, nicht-metallische Endabdeckung
(die mit einem aufnehmenden Teil bzw. Abschnitt zur Verwendung während eines Öffnens versehen ist),
die über
der Dichtplatte angeordnet ist, hält diese in Position. Ein mit
einem Gewinde versehener, nicht-metallischer Anordnungsring hält die Dichtplatte
und die Endabdeckung in ihrer zugewiesenen Position. Weiters erlaubt
das System der vorliegenden Erfindung ein einfaches Öffnen des
Abteils, das die Batterie und den Verbinder enthält, einfach zuerst durch ein
Abschrauben des Anordnungsrings, Öffnen der Endabdeckung, Koppeln
des aufnehmenden Bereichs der Endabdeckung mit dem aufzunehmenden
Teil der Dichtplatte und dann Ziehen desselben mit Einfachheit und
Komfort.
- (3) Implementieren einer zuverlässigen Übertragung von Wasserdruck
zu der Drucköffnung
des Transducers bzw. Wandlers, gleichzeitig Minimieren der Fehler,
die aus dynamischen Druckeffekten herstammen, Verhindern ihrer chemischen Korrosion
durch Salzwasser und Anhalten eines Bio-Foulings in der Nachbarschaft
des Druckeinlasses durch die Verwendung einer kompakten, nicht-korrosiven,
gegenüber
Bio-Fouling widerstandsfähigen,
hydraulischen Kopplungsvorrichtung. So stellt das System der vorliegenden
Erfindung eine hydraulische Kopplungsvorrichtung (HCD) zur Verfügung, welche
im wesentlichen aus einer aufzunehmenden Komponenten und einer aufnehmenden
Komponente besteht. Ein zylindrischer Kupferstab, der in der Form
einer versenkten Schraube bearbeitet ist, und ein zweiter, zylindrischer
Kupferstab, der ein Innen- und Außengewinde aufweist, bilden
die jeweiligen, aufzunehmenden und aufnehmenden Komponenten der
HCD. Diese Kopplungsvorrichtung bildet ein integrales bzw. einstöckiges Teil
des Druckwandlers ebenso wie die Endabdeckung des den Transducer
und Elektroniken enthaltenden Abteils des Druckgehäuses. Diese
Komponenten gemeinsam mit dem viskosen Öl, das in dem Raum zwischen
dem Vorderende des Druckwandlers und der versenkten Schraube angeordnet
ist, bilden die HCD des Systems der vorliegenden Erfindung. Der
enge Spalt zwischen den Gewinden der aufzunehmenden und aufnehmenden
Komponente der HCD stellen den erforderlichen Weg für die Übertragung
von Seewasserdruck zu der Drucköffnung
des Transducers über
das Ölmedium
zur Verfügung,
wodurch hydraulisch der Druckwandler mit dem umgebenden Salzwassermedium
verbunden ist. Das Kupfermaterial der HCD eliminiert aufgrund seiner
Fähigkeit,
marines Anwachsen abzustoßen,
wie dies durch J.E. Huguenin and F.J. Ansuini in. ["The advantages and limitations
of using copper material in marine aquaculture", Proc. IEEE Oceans'75, Seiten 444–453 (1975)] beschrieben wurde,
die Möglichkeit
des Verschließens
des Druckeinlasses durch Bio-Fouling während seines verlängerten
Aussetzens an das euphotische Wassermedium. Das viskose Öl, das in
der HCD vorhanden ist, inhibiert einen physikalischen Kontakt des
druckempfindlichen Elements mit dem Seewasser, wobei es zur selben
Zeit den Seewasserdruck zu dem Transducer überträgt (d.h. hydraulische Kopplung).
Die in dem System vorgesehene HCD der vorliegenden Erfindung erlaubt
einen einfachen Ersatz des Öls
durch ledigliches Abschrauben seiner aufzunehmenden Komponente aus
seinem Schlitz, Eingießen
von Öl
in die Drucköffnung
und dann neuerliches Zuschrauben, wobei das Einschließen von
Luftblasen oder anderen hohlen, geschlossenen Räumen in dem Ölreservoir
vermieden wird. Die HCD, die in dem System der vorliegenden Erfindung
zur Verfügung
gestellt wird, ist für
eine Integration an die Endabdeckung des Druckgehäuses geeignet.
Die Zeitkonstante des spiralförmigen Ölpfads stellt
ein bestimmtes Niveau einer mechanischen Filterung der Hochfrequenzoszillationen,
die in Druckmessungen vorhanden sind, zur Verfügung, die in erster Linie durch
Wind induzierte Schwerkraftwellen und in zweiter Linie durch die
Bewegungen von Schiften und Booten bewirkt sind. Da die kompakte,
flache Seite der HCD, die in dem System der vorliegenden Erfindung
vorgesehen ist, mit der flachen Endplatte des Druckgehäuses fluchtend
bzw. bündig
verbleibt, werden dynamisch induzierte Meßungenauigkeiten, die aus dem
Einfluß von
Strömungen,
Wellen oder einer Kombination von Strömungen und Wellen bewirkt sind,
minimiert, wie dies durch A. Joseph, J.A.E. Desa, P. Foden, K. Taylor, J.
McKeown, und E. Desa [in: Evaluation and performance enhancement
of a pressure transducer under flows, waves, and a combination of
flows and waves, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology,
American Meteorological Society, Vol. 17, Nr. 3, Seiten 357–365 (2000)]
berichtet wurde. Das einfachere Design der HCD, die in der vorliegenden
Erfindung eines neuen Druckgehäuses
für im
Wasser befindliche auf Druck basierende System inkorporiert bzw.
aufgenommen ist, erlaubt eine bedeutend leichtere und bedeutend ökonomischer
machbare Konstruktion als die bisher bekannten. Dementsprechend
ist die hydraulische Kopplungsvorrichtung, die in der vorliegenden
Erfindung eines neuen Druckgehäuses
für in Wasser
befindliche, auf Druck basierende Systeme inkorporiert ist, gegenüber allen
bisher bekannten, hydraulischen Kopplungsvorrichtungen überlegen,
umfassend jene, die von J.H. Filloux [in "Deep sea tide gauge with optical readout
of Bourdon tube rotations",
Nature, Vol. 226, Seiten 935–937
(1970); G. Dietrich, K. Kalle, W. Kraus, und G. Siedler [in "Measurement of water
level variations",
General Oceanography; An Introduction, Seiten 128–131 (1980)]
und E. Desa, A. Joseph, D. Rodrigues, V.N. Chodankar, und S. Tengali
[in "An improved
hydraulic coupling device for use with in-water pressure based systems", anhängige indische
Patentanmeldung Nr. 487/DEV99] beschrieben wurden.
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Dementsprechend
stellt die vorliegende Erfindung ein Druckgehäuse für in Wasser befindliche auf
Druck basierende Systeme zur Verfügung, umfassend ein Gehäuse [12],
das zwei Abteile bzw. Kammern [13] und [14] besitzt, wobei
die zwei Abteile voneinander durch eine kreisförmige Scheibe [15] getrennt
sind, wobei eines der Abteile [13] dazu bestimmt ist, die
Transducer bzw. Meßgrößenwandler und
die Elektronik bzw. elektronischen Elemente zu montieren bzw. aufzunehmen,
und das andere Abteil [14] dazu bestimmt ist, eine Batteriepackung
bzw. einen Batteriesatz und einen elektrischen Verbinder anzuordnen,
welcher mit einem Interface oder einer anderen Vorrichtung zusammenwirkt,
um eine Initialisierung der Elektronik und ein Herunterladen von Daten
zu ermöglichen,
einen elektrischen Verbinder [16], der mit einem O-Ring
[17] versehen ist und axial im Zentrum der kreisförmigen Scheibe
[15] angeordnet ist, um elektrisch die zwei Abteile [13]
und [14] zu verbinden, eine Dichtplatte [18],
die mit einem Paar von seitlichen O-Ringen [19] und [20]
versehen ist, um das die Transducer und Elektronik enthaltende Abteil
[13] wasserdicht bzw. wetterfest zu machen, einen Rückhaltering
[24], um die Dicht- bzw. Versiegelungsplatte [18]
in ihrer bezeichneten Position zu verriegeln, eine weitere Dichtplatte
[21], die mit einem Paar von seitlichen O-Ringen [22]
und [23] versehen ist, um das die Batteriepackung und den
Verbinder enthaltende Abteil [14] wasserdicht zu machen,
einen Rückhaltering
[25], um die Dichtplatte [21] in ihrer bestimmten
Position zu positionieren, und einen Verriegelungsring [26],
um den Rückhaltering
[25] zu verriegeln, wobei eine hydraulische Kopplungsvorrichtung
im wesentlichen aus einer aufnehmenden Komponente [28]
und einer aufzunehmenden Komponente besteht, die in die Form einer
versenkten Schraube [29] bearbeitet ist, worin die aufnehmende und
aufzunehmende Komponente ein einstöckiges bzw. integrales Teil
des Drucktransducers bzw. Druckwandlers [30] ebenso wie
die Endabdeckung bzw. -kappe [18] des den Transducer und
die Elektronik enthaltenden Abteils [13] des Druckgehäuses [12] bilden,
wobei die zwei Komponenten gemeinsam mit dem viskosen Öl, welches
in dem Raum angeordnet ist, welcher zwischen dem Vorderende des
Druckwandlers und der versenkten Schraube vorgesehen ist, und der
schmale Spalt zwischen den Gewinden der aufzunehmenden und der aufnehmenden
Komponente der hydraulischen Kopplungsvorrichtung den erforderlichen
Pfad für
eine Übertragung
von Seewasserdruck zu der Drucköffnung
bzw. dem Druckport bzw. -anschluß des Transducers bzw. Wandlers
zur Verfügung
stellen, wodurch der Druckwandler mit dem umgebenden Salzwassermedium hydraulisch
verbunden wird, eine hohlzylindrisch geformte Transducer-Rückhalteeinheit
bzw. -einrichtung [31], die mit der Innenseite bzw. -fläche einer axialen
Vertiefung auf der Dichtplatte [18] verschraubt ist, um
eine mechanische Stabilität
für den Druckwandler
[30] zur Verfügung
zu stellen, einen weiteren Hohlzylinder [32], der an der
Außenseite bzw.
-fläche
einer Stufe bzw. eines Absatzes auf der Dichtplatte [18]
verschraubt ist, um zwei Klammern bzw. Klemmen [33], welche
als Mittel zum Festlegen der gedruckten Leiterplatte (pcb) [34]
dienen, unter Verwendung von vier gleichen bzw. ähnlichen Schrauben [35]
festzulegen, einen Hohlraum, der aus einem Metallbolzen [36]
ausgenommen bzw. ausgeschnitten ist, welcher unter Verwendung eines O-Rings
[37] wasserdicht gemacht ist, um einen Temperatursensor
[38] für
eine Messung einer Wassertemperatur anzuordnen, eine Batteriepackung
[39] zum Zuführen
von elektrischer Leistung zu den Schaltungen und Sensoren, und ein
Computer-Interfacemittel
(40] zum Initialisieren und Herunterladen von Daten.
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In
einer Ausbildung der Erfindung sind der Körper des Druckgehäuses [12],
die Dichtplatten [18] und [21] und die Verriegelungsringe
[24], [25] und [26] alle aus nicht-metallischen
Materialien gefertigt, um eine chemisch induzierte Korrosion während eines
verlängerten
Eintauchens in Seewasser oder verunreinigten Wasserkörpern zu
verhindern.
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In
einer weiteren Ausbildung der Erfindung verhindern der Rückhaltering
[25] zum Positionieren der Dichtplatte [21] an
ihrem bestimmten Ort und ein Verriegelungsring [26] zum
Verriegeln des Druckgehäuses
die Notwendigkeit zur Verwendung von konventionell verwendeten,
vorragenden Bolzen, Muttern oder Klammern.
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In
noch einer anderen Ausbildung der Erfindung ist die hydraulische
Kopplungsvorrichtung mit einer aufnehmenden Komponente [28]
und einer aufzunehmenden Komponente [29] versehen, welche beide
aus Kupfer oder Kupferlegierung oder irgendeinem anderen alternativen
Material gewählt
ist, das fähig
ist, ein Bio-Fouling in der Nachbarschaft des Druckeinlasses zu
verhindern bzw. inhibieren, ausgebildet.
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In
einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die hydraulische Kopplungsvorrichtung
mit einer ebenen Beendigung versehen, welche auf der flachen bzw.
ebenen Dichtplatte des Druckgehäuses angeordnet
ist und mit dieser fluchtet, um dynamisch induzierte Druckmessungsungenauigkeiten,
die aus dem Einfluß von
Flüssen
bzw. Strömungen,
Wellen oder einer Kombination von Flüssen bzw. Strömungen und
Wellen stammen, zu verringern bzw. zu vermeiden.
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In
einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die zylindrischen Krägen bzw.
Ränder
[43] der Montagevorrichtung mit zwei dämpfenden bzw. zwischengelagerten,
nicht-metallischen Krägen
[44] versehen sind, die sandwichartig zwischen den metallischen
Krägen
und der gekrümmten
Oberfläche
der zwei Nuten bzw. Rillen, die in die Oberfläche des nicht-metallischen
Druckgehäuses
gefräst
sind, eingeschlossen sind, wodurch eine mögliche Schneid- bzw. Schlagwirkung
auf das Druckgehäuse
durch die metallischen Krägen
verhindert wird.
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In
noch einer anderen Ausbildung der Erfindung wird ein selbstklebender,
dünner
Polyesterfilmkleber bzw. -aufkleber verwendet, um die glatten Oberflächenbereiche
des nicht-metallischen Druckgehäuses
gegen Meeresanwachsungen und die metallische Montagevorrichtung
gegen Lochfraßwirkung zu
schützen,
wodurch die Unversehrtheit bzw. Beständigkeit des Druckgehäuses und
der Montagevorrichtung verbessert wird und ihr schwierigkeitsfreies bzw.
problemloses Reinigen nach Rückgewinnung bzw.
Entnahme aus dem Seewasser nach verlängertem Eintauchen ermöglicht wird.
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In
noch einer weiteren Ausbildung der Erfindung hält die Verwendung von selbstklebenden, transparenten,
dünnen
Polyesterfilmklebern bzw. -aufklebern die ursprüngliche Farbe und Textur des Druckgehäuses und
seiner Montagevorrichtung aufrecht und stellt zusätzliche
Mittel zum Konservieren des Textes, der auf das Druckgehäuse gestempelt bzw.
gedruckt ist, zur Verfügung.
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Kurze Beschreibung der
beiliegenden Zeichnungen
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In
den Zeichnungen, die diese Beschreibung begleiten stellt:
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1 eine konventionelle Methodologie
gemäß dem Stand
der Technik dar, die für
in Wasser befindliche, auf Druck basierende Systeme verwendet wird.
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2 die Querschnittsansicht
des neuen Druckgehäuses
für in
Wasser befindliche, auf Druck basierende Systeme gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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3 die Querschnittsansicht
einer Montagevorrichtung dar, die in dem neuen Druckgehäuse für in Wasser
befindliche, auf Druck basierende Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird.
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4 zeigt die Zeitserie von
Meeresniveauaufzeichnungen, die durch den in dem Druckgehäuse gemäß der vorliegenden
Erfindung enthaltenen Druckwandler und Elektroniken gemessen wurden.
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5 zeigt die Zeitserien von
Wassertemperaturaufzeichnungen, die durch den in dem Druckgehäuse gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgenommenen Temperaturwandler und Elektroniken gemessen
wurden.
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6 zeigt die Zeitserien von
Batteriespannungsaufzeichnungen, die durch den Datenschreiber, der
in dem Druckgehäuse
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgenommen ist, aufgezeichnet wurden.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben.
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1 stellt ein typisches Designbeispiel
dar, das eine konventionelle Methodologie bzw. konventionelle Art
gemäß dem Stand
der Technik zeigt, das für
in Wasser befindliche, auf Druck basierende Systeme verwendet wird,
welche in erster Linie aus einem einzigen, zylindrischen Gehäuse [1]
aus einem meerwasserbeständigen
Material bestehen, das eine festgelegte Endabdeckung bzw. -kappe
[2] und eine bewegbare Endabdeckung [3] besitzt,
welche an der Wand des Gehäuses
mit Schrauben [4] gesichert ist. Der Druckwandler bzw.
-transducer [5] ist an die Endabdeckung angepaßt und eine
hydraulische Kopplungsvorrichtung [6] ist an der Endabdeckung
verriegelt. Die Gruppe von elektronischen, gedruckten Leiterplatten
(pcb) [7] ist starr auf einem Satz von vertikal montierten
Säulen
[8], die in dem Gehäuse
[1] eingeschlossen sind, festgelegt. Zwei zylindrische Rohre
[9], die mit Endkappen [10] versiegelt sind, halten
die Batterien, welche die Elektronik und die Sensoren mit Leistung
versorgen. Die Gesamtanordnung ist auf ihrer einzigen entfernbaren
Endabdeckung [3] aufgebaut und von dieser unterstützt, welche
mit O-Ringen [11] versehen
ist, um eine Wasserdichtheit sicherzustellen.
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2 ist eine Querschnittsansicht
des neuen Druckgehäuses
für in
Wasser befindliche, auf Druck basierende Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung,
welches in erster Linie aus einem zylindrischen Gehäuse [12]
besteht, das zwei Abteile bzw. Kammern [13] und [14]
aufweist, die aus einem einzigen festen Material ausgeschnitten
sind. Die kreisförmige
Scheibe [15], die dabei bzw. dadurch ausgebildet wird,
trennt die zwei Abteile voneinander. Das die Transducer bzw. Wandler
und Elektroniken enthaltende Abteil [13] ist dazu bestimmt,
um die Transducer und die Elektroniken aufzunehmen und nicht in einer
Feldstation geöffnet
zu werden. Das die Batteriepackung und einen Verbinder enthaltende
Abteil [14] ist dazu bestimmt, die Batteriepackung und
den elektrischen Verbinder anzuordnen bzw. aufzunehmen, welcher
mit einem Computer oder jeden anderen Vorrichtung zusammenwirken
würde,
welche die Initialisierung der Elektronik und das Herunterladen von
Daten ermöglicht.
Dies erlaubt es, daß die
gegen Umgebung empfindlichen, elektronischen Bauteile bzw. Komponenten
und die Transducer frei von dem nachteiligen Auftreffen von verunreinigenden
Mitteln, wie in Luft suspendierten Teilchen, Staub, Feuchtigkeit
etc. sind, die während
einem gelegentlichen Herunterladen von Daten, Initialisieren des
Instruments oder einem Batterieersatz, der in Feldstationen durchgeführt wird,
vorhanden sein können.
Ein elektrischer Verbinder bzw. Stecker [16], welcher mit
einem O-Ring [17] versehen ist und axial im Zentrum der
kreisförmigen
Scheibe [15] angeordnet ist, dient dazu, die zwei Abteile
[13] und [14] elektrisch zu verbinden. Eine Dichtplatte
[18], die mit einem Paar von seitlichen O-Ringen [19]
und [20] versehen ist, erlaubt eine Wasserabdichtung des
Transducer und Elektronik enthaltenden Abteils [13]. Ein
Rückhaltering
[24] verriegelt die Dichtplatte [18] in ihrer
bestimmten Position. Eine weitere Dichtplatte [21], die mit
einem Paar von seitlichen O-Ringen [22] und [23] versehen
ist, ermöglicht
eine Wasserabdichtung des die Batteriepackung bzw. den Batteriesatz
und den Verbinder enthaltenden Abteils [14]. Ein Rückhaltering
[25] positioniert die Dichtplatte [21] in ihrer
bestimmten Anordnung und ein Verriegelungsring [26] verriegelt
den Rückhaltering
[25], wodurch eine elegante Verriegelungsvorrichtung ohne
die Verwendung von Schrauben, Bolzen, Muttern oder Klammern zur
Verfügung
gestellt wird. Die in dem neuen Druckgehäuse verwendeten Verriegelungseinrichtungen
der vorliegenden Erfindung sind alle aus Nichtmetall hergestellt,
wodurch die Möglichkeit
ihrer chemischen Korrosion während
ihres verlängerten Eintauchens
in Seewasser eliminiert wird. Das System der vorliegenden Erfindung
stellt eine hydraulische Kopplungsvorrichtung (HCD) zur Verfügung, welche – im wesentlichen
aus einer aufnehmenden Komponente [28] und einer aufzunehmenden
Komponente, die in Form einer versenkten Schraube [29] bearbeitet
ist, besteht, worin die Komponenten ein einstöckiges Teil des Druckwandlers
[30] ebenso wie der Endabdeckung [18] des den
Transducer und die Elektronik enthaltenden Abteils [13]
des Druckgehäuses
[12] ausbilden. Diese Komponenten, gemeinsam mit dem innerhalb
des Raums, der zwischen dem Vorderende des Druckwandlers [30]
und der versenkten Schraube [29] vorgesehen ist, angeordneten,
viskosen Öls,
und der schmale Spalt zwischen den Gewinden der aufzunehmenden und
der aufnehmenden Komponente stellen den erforderlichen Pfad für die Übertragung
von Seewasserdruck zu der Drucköffnung
des Transducers zur Verfügung,
wodurch der Druckwandler hydraulisch mit umgebenden Salzwassermedium
verbunden wird: Die in dem System der vorliegenden Erfindung zur
Verfügung gestellte
HCD erlaubt einen einfachen Ersatz von Öl durch ledigliches Abschrauben
ihrer aufzunehmenden Komponente aus ihrem Schlitz, Gießen von Öl in die
Drucköffnung
und dann neuerliches Aufschrauben, wodurch ein Einschließen von
Luftblasen oder anderen hohlen, geschlossenen Räumen in dem Ölreservoir
verhindert wird. Eine hohlzylindrisch geformte Transducer-Rückhalteeinheit
[31], die in die Innenseite der axialen Ausnehmung bzw.
Vertiefung auf der Dichtplatte [18] eingeschraubt ist,
dient zu dem Zweck eines Bereitstellens von mechanischer Stabilität an den
Druckwandler [30]. Ein weiterer Hohlzylinder [32],
der in die Außenseite
einer Stufe der Dichtplatte [18] eingeschraubt ist, dient
als ein Mittel zum Festlegen von zwei Klammern bzw.
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Klemmen
[33], welche als ein weiteres bzw. anderes Mittel zum Festlegen
der gedruckten Leiterplatte (pcb) [34] dienen, durch die
Verwendung von vier gleichen Schrauben [35]. Ein zylindrisch
geformter Hohlraum, der aus einem Metallbolzen [36] ausgeschnitten
ist, wird durch die Verwendung eines O-Rings [37] wasserdicht
gemacht und dient als ein Mittel zum Anordnen eines Temperatursensors
[38] zum Messen der Wassertemperatur. Eine Batteriepackung
[39] dient als ein Mittel zum Zuführen von elektrischer Leistung
zu den Schaltkreisen und Sensoren und ein Computer-Interface-Mittel
[40] zum Initialisieren und Herunterladen von Daten.
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3 ist eine Querschnittsansicht
einer Montagevorrichtung [41], die mit zwei Augenmuttern [42]
und zwei Krägen
[43] und zwei dämpfenden, nicht-metallischen
Krägen
[44] versehen ist, welche sandwichartig zwischen dem Druckgehäuse [12]
und dem Kragen [43] eingeschlossen und miteinander unter
Verwendung von vier gleichen Schrauben [45] verbunden werden
können.
Diese Vorrichtung dient als einfaches Mittel zum Festlegen bzw.
Montieren des Druckgehäuses
[12] an einer geeigneten Vorrichtung, die in dem Meer eingesetzt
bzw. versenkt ist.
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4 zeigt die Zeitserien von
Meeresniveauaufzeichnungen, die mit dem Druckwandler und Elektronik,
die in dem Druckgehäuse
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthalten sind, gemessen wurden.
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5 zeigt die Zeitserien von
Wassertemperaturaufzeichnungen, die mit dem Temperaturwandler und
der Elektronik, die in dem Druckgehäuse der vorliegenden Erfindung
aufgenommen sind, gemessen wurden.
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6 zeigt die Zeitserien von
Batteriespannungsaufzeichnungen, die durch den Datenschreiber, der
in dem Druckgehäuse
der vorliegenden Erfindung inkorporiert ist, aufgeschrieben wurden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein neues Druckgehäuse für in Wasser befindliche, auf
Druck basierende Systeme zur Verfügung, umfassend ein zylindrisches
Gehäuse
[12] mit zwei Abteilen [13] und [14].
Die zwei Abteile sind durch eine kreisförmige Scheibe [15]
getrennt, die die zwei Abteile voneinander trennt. Eines der Abteile
(13] ist dazu bestimmt, die Transducer bzw. Wandler und
die Elektroniken bzw. elektronischen Elemente aufzunehmen und das andere
Abteil [14] ist dazu bestimmt, die Batteriepackung und
den elektrischen Verbinder anzuordnen bzw. aufzunehmen, welcher
mit einem Computer oder jeder anderen Vorrichtung zusammenwirken würde, die
eine Initialisierung der Elektronik und ein Herunterladen von Daten
ermöglicht,
wobei ein elektrischer Verbinder [16], welcher mit einem
O-Ring [17] versehen ist und axial in dem Zentrum der kreisförmigen Scheibe
[15] angeordnet ist, zu dem Zweck eines elektrischen Verbindens
der zwei Abteile [13] und [14] dient, wobei eine
Dichtplatte [18], die mit einem Paar von seitlichen O-Ringen
[19] und [20] versehen ist, eine Wasserabdichtung
des die Transducer und Elektronik enthaltenden Abteils [13]
erlaubt, einen Rückhaltering
[24] zum Verriegeln der Dichtplatte [18] in ihrer
bestimmten Position, wobei eine weitere Dichtplatte [21],
die mit einem Paar von seitlichen O-Ringen [22] und [23]
versehen ist, eine Wasserabdichtung des die Batteriepackung und
den Verbinder enthaltenden Abteils [14] erlaubt, einen
Rückhaltering
[25] zum Positionieren der Dichtplatte [21] in ihrem
bestimmten Ort, und ein Verriegelungsring [26] zum Verriegeln
des Rückhalterings
[25], wodurch eine elegante Verriegelungsvorrichtung ohne
die Verwendung von Schrauben, Bolzen, Muttern oder Klammern zur
Verfügung
gestellt wird, eine hydraulische Kopplungsvorrichtung, welche im
wesentlichen aus einer aufnehmenden Komponente [28] und
einer aufzunehmenden Komponente besteht, – die in der Form einer versenkten
Schraube [29] bearbeitet ist, wobei diese Komponenten ein
einstöckiges
Teil des Druckwandlers [30] ebenso wie der Endabdeckung [18]
des den Transducer und die Elektronik aufnehmenden Abteils [13]
des Druckgehäuses
[12] ausbilden, wobei die zwei Komponenten gemeinsam mit dem
viskosen Öl,
das innerhalb des Raums angeordnet ist, der zwischen dem Vorderende
des Druckwandlers und der versenkten Schraube vorgesehen ist, und
der schmale Spalt zwischen den Gewinden der aufzunehmenden und aufnehmenden
Komponenten der hydraulischen Kopplungsvorrichtung den erforderlichen
Pfad für
eine Übertragung
von Seewasserdruck zu der Drucköffnung
des Transducers zur Verfügung
stellen, wodurch der Druckwandler hydraulisch mit dem umgebenden
Salzwassermedium verbunden wird, einen hohlzylindrisch geformten Transducer-Rückhalter
[31], der in die Innenseite einer axialen Vertiefung der
Dichtplatte [18] eingeschraubt ist, um mechanische Stabilität für den Druckwandler
[30] zur Verfügung
zu stellen, einen weiteren Hohlzylinder [32], der in die
Außenseite
einer Stufe an der Dichtplatte [18] eingeschraubt ist, um
zwei Klammern [33] zu montieren, welche als ein Mittel
zum Montieren der gedruckten Leiterplatte (pcb) [34] dienen,
unter Verwendung von vier gleichen Schrauben [35], einen
Hohlraum, der aus einem Metallbolzen [36] ausgeschnitten
ist, der durch die Verwendung eines O-Rings [37] wasserdicht
gemacht ist, zur Anordnung eines Temperatursensors [38]
zur Messung von Wassertemperatur, eine Batteriepackung [39]
zum Zuführen
von elektrischer Leistung zu den Schaltungen und Sensoren und ein Computer-Interface-Mittel
[40] zum Initialisieren und Herunterladen von Daten.
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Das
Druckgehäuse
ist mit einem gesonderten, Transducer und Elektroniken enthaltenden
Abteil versehen, wodurch die Lebensdauer der Transducer und der
elektronischen Komponenten verbessert wird, indem eine feuchtigkeitsfreie
und saubere Umgebung um diese aufrecht erhalten wird, indem der Eintritt
von. kontaminierenden Mitteln, wie Feuchtigkeit, Staub oder irgendwelchen
in der Luft suspendierten Teilchen während des gelegentlichen Herunterladens
von Daten, Initialisierens des Instruments oder einem Batterieersatz,
die in Feldstationen durchgeführt
werden, vermieden werden. Das Druckgehäuse ist mit einem gesonderten,
eine Batteriepackung und einen Verbinder enthaltenden Abteil versehen,
wodurch ein gelegentliches Herunterladen von Daten, Initialisieren
des Instruments oder ein Batterieersatz in Feldstationen ohne Verunreinigen der
sauberen Umgebung ermöglicht
wird, die die Transducer und die Elektronik umgibt, welche den wesentlichen
Teil des Meßinstruments
ausbilden, das in dem Druckgehäuse
angeordnet ist.
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Die
zwei gesonderten Abteile des Druckgehäuses sind aus einem einzigen,
festen Material zum Bereitstellen von Stärke und Eleganz ausgeschnitten.
Der Körper
des Druckgehäuses,
seine Dichtplatten und Verriegelungsringe sind alle aus nicht-metallischen
Materialien gefertigt, um eine chemisch induzierte Korrosion während einem
verlängerten
Eintauchen in Seewasser oder verunreinigte Wasserkörper zu
verhindern. Die Technik einer Verwendung eines Rückhalterings [25]
zum Positionieren der Dichtplatte [21] an ihrem gewünschten
Ort und eines Verriegelungsrings [26] zum Verriegeln des
Druckgehäuses vermeidet
die Verwendung von konventionellerweise verwendeten, vorragenden
Bolzen, Muttern oder Klammern.
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Die
hydraulische Kopplungsvorrichtung ist mit einer aufnehmenden und
aufzunehmenden Komponente versehen, welche beide aus Kupfer oder Kupferlegierung
gewählt
sind, wodurch ein Bio-Fouling in der Nachbarschaft des Druckeinlasses
inhibiert wird. Die hydraulische Kopplungsvorrichtung ist mit einem
flachen Ende versehen, welches im Zentrum der Dichtplatte des Druckgehäuses verbleibt und
mit dieser fluchtet, wodurch dynamisch induzierte Druckmessungsungenauigkeiten,
die aus dem Einfluß von
Strömungen,
Wellen oder Kombinationen von Strömungen oder Wellen herstammen,
verringert bzw. vergleichmäßigt werden.
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Die
Technik der hydraulischen Kopplungsvorrichtung erlaubt einen einfachen
Ersatz von Öl
lediglich durch Herunterschrauben seiner aufzunehmenden Komponente
aus seinem Schlitz, Gießen von Öl in die
Drucköffnung
und dann neuerliches Festschrauben derselben, wodurch ein Einschließen von
Luftblasen oder anderen hohlen, geschlossenen Räumen in dem Ölreservoir
vermieden wird. Das einfachere Design der hydraulischen Kopplungsvorrichtung
erlaubt eine bedeutend einfachere und ökonomisch machbarere Konstruktion,
welche bisher unbekannt war, wobei gleichzeitig alle nötigen Erfordernisse,
die von einer derartigen Vorrichtung erwartet werden, zur Verfügung gestellt
werden.
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Das
Druckgehäuse
ist mit einer Montagevorrichtung aus rostfreiem Stahl versehen,
die zwei zylindrische Krägen
aufweist, wodurch ein einfaches Mittel zum Montieren derselben an
einer geeigneten Vorrichtung während
ihres Einsatzes in dem Meerwasser zur Verfügung gestellt wird. Die genannten zylindrischen
Krägen
der Montagevorrichtung sind mit zwei dämpfenden, nicht-metallischen
Krägen
versehen, welche sandwichartig zwischen den metallischen Krägen und
der gekrümmten
Oberfläche
der zwei Nuten eingeschlossen sind, die in die Oberfläche des
nicht-metallischen Druckgehäuses
eingeschnitten sind, wodurch mögliche
Schlagwirkungen auf das Druckgehäuse
durch die metallischen Krägen
vermieden werden.
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Die
selbstklebenden, transparenten, dünnen Polyester-Filmkleber werden
verwendet, um die glatten Oberflächenbereiche
des nicht-metallischen Druckgehäuses
gegen Marineanwuchs und die metallische Montagevorrichtung gegen
Lochfraßwirkung zu
schützen,
wodurch die Unversehrtheit bzw. Gesundheit des Druckgehäuses und
der Montagevorrichtung erhöht
wird und ihr problemloses Reinigen nach einem Entnehmen bzw. Bergen
aus dem Meerwasser nach verlängertem
Eintauchen ermöglicht wird.
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Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wurde implementiert, um Zeitserien
von Meeresniveau- und Wassertemperaturdaten (gemeinsam mit Zeitserien
der Aufzeichnungsgerät-Batteriespannung)
vom Zuari-Meeresarm, Goa, über
einen Zeitraum von drei Monaten aufzuzeichnen. Es wurde beobachtet,
daß die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung effizient ohne irgendwelche
Probleme arbeitete. Die Leistung der hydraulischen Kopplungsvorrichtung
wurde als exzellent in bezug auf visuelle Indikatoren, wie ein Halten
des viskosen Öls
und ein Inhibieren von Meeresanwuchs gefunden. Die dünnen, selbstklebenden,
transparenten Polyester-filmkleber, welche über einen Bereich der Vorrichtung
für Validisierungsbzw.
Auswertungszwecke geklebt wurden, behielten ihre Eleganz durch drastisches
Reduzieren der Festlegung von Mollusken relativ zu Flächen, die nicht
durch die Aufkleber geschützt
waren. Weiters war das Reinigen der Flächen, die durch die selbstklebenden,
transparenten, dünnen
Filmkleber geschützt
waren, bedeutend einfacher im Vergleich zu einem Reinigen von nicht
geschützten
Bereichen.
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Die
Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung sind:
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1.
Sie verbessert die Lebensdauer von Transducern bzw. Wandlern und
Elektroniken bzw. elektronischen Elementen eines Unterwassersystems
durch Aufrechterhalten einer feuchtigkeitsfreien und sauberen Umgebung
um diese, indem der Eintritt von Feuchtigkeit, Staub und irgendwelchen
in der Luft suspendierten Teilchen während des gelegentlichen Herunterladens
von Daten und einem Batterieersatz in einer feuchten und staubbeladenen
Feldstation vermieden wird.
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2.
Sie ermöglicht
ein problemloses Schließen
und Öffnen
des Druckgehäuses
durch die Verwendung einer neuen Anordnung, wobei die Verwendung
von üblicherweise
angewandten, voluminösen, vorragenden
und korrosionsanfälligen
Verriegelungsvorrichtungen, wie Schrauben, Bolzen oder Klammern
vermieden wird.
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3.
Sie erlaubt eine zuverlässige Übertragung von
Wasserdruck zu der Drucköffnung
des Transducers, wobei gleichzeitig die Fehler, die aus dynamischen
Druckeffekten resultieren, minimiert werden, indem ihre chemische
Korrosion durch Salzwasser vermieden wird und ein Bio-Fouling in
der Nachbarschaft des Druckeinlasses durch die Verwendung einer
kompakten, nicht-korrosiven, gegen Bio-Fouling resistenten, hydraulischen
Kopplungsvorrichtung angehalten wird.
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4.
Sie stellt Eleganz, Leichtigkeit und Korrosionsbeständigkeit
für ein
in Wasser befindliches, auf Druck basierendes System zur Verwendung
in einer Meeresumgebung zur Verfügung.
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5.
Sie stellt ein Mittel zum Verhindern von Lochfraßwirkung zur Verfügung, wobei
die Unversehrtheit bzw. die Haltbarkeit des Druckgehäuses und
der Montagevorrichtung erhöht
wird und seine schwierigkeitsfreie bzw. problemlose Reinigung nach einem
Herausnehmen aus dem Meerwasser nach verlängertem Eintauchen ermöglicht wird.
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6.
Sie stellt ein einfacheres Design für die hydraulische Kopplungsvorrichtung
zur Verfügung,
wodurch eine einfachere und ökonomischer
machbare Konstruktion erlaubt wird, indem gleichzeitig alle wesentlichen
Erfordernisse, die von einer derartigen Vorrichtung erwartet werden,
zur Verfügung
gestellt werden.
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7.
Die Zeitkonstante des spiralförmigen Ölpfads,
der in der hydraulischen Kopplungsvorrichtung inkorporiert ist,
stellt ein bestimmtes Niveau einer mechanischen Filterung der Hochfrequenzoszillationen,
die in Druckmessungen vorhanden sind, zur Verfügung, die in erster Linie durch
windinduzierte Schwerewellen und in zweiter Linie durch Bewegungen
von Schiften oder Booten induziert sind.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckgehäuse für in Wasser
befindliche, auf Druck basierende Systeme und auf ein Verfahren zum
Verbessern der Lebensdauer von Transducern bzw. Wandlern und Elektronik
bzw. elektronischen Elementen von Unterwassersystemen, indem eine feuchtigkeitsfreie
und saubere Umgebung um diese durch Verhindern des Eintritts von
Feuchtigkeit, Staub oder irgendwelchen suspendierten Teilchen in der
Luft während
eines fakultativen Herunterladens von Daten und eines Batterieersatzes
in einer feuchten und mit Staub beladenen Feldstation aufrecht erhalten
wird; Verbessern der Einfachheit eines Schließens und Öffnens des Druckgehäuses durch
die Verwendung einer neuen Anordnung, wodurch die Verwendung von
konventionellerweise verwendeten, aufwendigen, vorragenden und korrosionsanfälligen Verriegelungsvorrichtungen,
wie Schrauben, Bolzen oder Klemmen, vermieden wird; und Implementieren einer
zuverlässigen Übertragung
von Wasserdruck auf die Drucköffnung
des Transducers bzw. Wandlers, wobei gleichzeitig die Fehler, die
aus dynamischen Druckeffekten resultieren, minimiert werden, indem
ihre chemische Korrosion von Salzwasser verhindert wird und ein
Bio-Fouling in der Nachbarschaft des Druckeinlasses angehalten wird.