RU2055316C1 - Self-contained device for routine estimation of average characteristics of swell - Google Patents

Self-contained device for routine estimation of average characteristics of swell Download PDF

Info

Publication number
RU2055316C1
RU2055316C1 SU5062810A RU2055316C1 RU 2055316 C1 RU2055316 C1 RU 2055316C1 SU 5062810 A SU5062810 A SU 5062810A RU 2055316 C1 RU2055316 C1 RU 2055316C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
input
waves
output
counter
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.С. Баранов
В.А. Гореной
О.А. Деринг
Г.М. Дреер
Ю.И. Егоров
Г.Г. Заславский
О.А. Захаров
Л.А. Тедер
Original Assignee
Центральное морское конструкторское бюро "Алмаз"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральное морское конструкторское бюро "Алмаз" filed Critical Центральное морское конструкторское бюро "Алмаз"
Priority to SU5062810 priority Critical patent/RU2055316C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2055316C1 publication Critical patent/RU2055316C1/en

Links

Abstract

FIELD: estimation of average characteristics of sea swell at routine hydrological support for conducting sea work on shelf. SUBSTANCE: device has metering unit 1, unit 2 for determination of direction of motion of instrument transducer, wave counter 3, unit 4 for determination of average wave height, count beginning delay unit 5, massive selection setting unit 6, digital annunciators 7 and 8, stabilizer with storage battery 9 and chattering elimination unit 10. 1-2-10-4-7, 9-5-6-8, 5-4, 5-3, 9-3. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к океанографии и может быть использовано при испытании судов, платформ и других инженерных сооружений для определения средних характеристик ветрового волнения. The invention relates to oceanography and can be used in testing ships, platforms and other engineering structures to determine the average characteristics of wind waves.

Определение характеристик волнения моря является важной задачей при проведении многих научно-исследовательских, опытно-конструкторских и сдаточных работ. В отечественной и зарубежной практике широко применяются стационаpные и автономные устройства различных типов для получения информации о волнении. Determining the characteristics of sea waves is an important task in many research, development and delivery works. In domestic and foreign practice, stationary and autonomous devices of various types are widely used to obtain information about the excitement.

Основными требованиями при этом являются
оперативность получения информации в физических величинах и отсутствие необходимости ее дополнительной обработки;
возможность получения информации о высоте волны с любой степенью обеспеченности;
высокая точность определения характеристик реального волнения;
эксплуатационная надежность, простота обслуживания;
малые массогабаритные характеристики;
автономность.
The main requirements are
Efficiency of obtaining information in physical quantities and the absence of the need for its additional processing;
the ability to obtain information about the height of the wave with any degree of security;
high accuracy in determining the characteristics of real waves;
operational reliability, ease of maintenance;
small overall dimensions;
autonomy.

Известен автономный волномер, содержащий программно-распределительный блок, соединенный первым выходом с датчиком, а вторым с первым входом преобразователя "время-код", а второй его вход связан с третьим выходом программно-распределительного блока, а также счетчики колебания уровня моря, количества волн, высоты волн и времени, выходы которых через коммутатор соединены с радиопередатчиком, четвертый и пятый выходы программно-распределительного блока соединены соответственно через коммутатор с радиопередатчиком и с первыми входами счетчиков времени, высоты волн, количества волн и колебаний уровня моря [1]
Недостатком этого волномера является малая точность измерения параметров взволнованной поверхности моря.
Known autonomous wave meter containing a software distribution unit connected to the first output of the sensor, and the second to the first input of the time-code converter, and its second input is connected to the third output of the software distribution unit, as well as counters of fluctuations in sea level, number of waves , wave heights and time, the outputs of which through the switch are connected to the radio transmitter, the fourth and fifth outputs of the software distribution unit are connected respectively through the switch to the radio transmitter and to the first inputs time, wave height, number of waves and sea level fluctuations [1]
The disadvantage of this wavemeter is the low accuracy of measuring the parameters of the excited surface of the sea.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является автономный волномер, содержащий дополнительно введенные регистр среднего уровня моря, два генератора импульсов и сумматор с единичным переносом в младший разряд, первый, второй, третий и четвертый входы которого соответственно соединены с вторым выходом преобразователя "время-код", с выходом блока определения нулевого уровня моря, с выходом регистра среднего уровня моря и шестым выходом программно-распределительного блока а первый, второй и третий выходы с вторым входом счетчика колебаний уровня моря, счетчика количества волн и счетчика высоты волн, седьмой и девятый выходы программно-распределительного блока соединены соответственно через первый генератор импульсов с первым входом регистра среднего уровня моря, с вторым входом регистра среднего уровня моря и через второй генератор импульсов с третьим входом блока определения нулевого уровня моря, третий вход регистра среднего уровня моря соединен с первым выходом преобразователя "время-код" [2]
Недостатком этого автономного волномера являются
необходимость привязки к уровню поверхности воды, т.е. наличие дополнительного контролируемого параметра;
возможность дрейфа электрических характеристик элементов схемы, приводящего к дополнительным погрешностям измерений; наличие в одном устройстве большого количества разных по принципу построения блоков;
передача информации по радиоканалу вносит дополнительные погрешности в результаты измерений, ограничивает возможности применения устройства как по расстоянию до объекта приема информации, так и по условиям эксплуатации самого устройства и объекта приема информации по внешним условиям (состояние атмосферы, поверхности моря, наличию источников электромагнитных излучений в акватории испытаний и у объекта приема информации);
большое потребление электроэнергии, что ограничивает возможность эксплуатации в автономном режиме; сложность диагностики и ремонта блоков устройства, требующая стационарных условий и специальной аппаратуры;
отсутствие оперативной обработки информации.
Closest to the proposed device is an autonomous wave meter containing additionally entered the average sea level register, two pulse generators and an adder with a single transfer to the least significant digit, the first, second, third and fourth inputs of which are respectively connected to the second output of the time-code converter, with the output of the unit for determining the zero sea level, with the output of the average sea level register and the sixth output of the software distribution unit, and the first, second and third outputs with the second input of the count fucking the sea level, the counter of the number of waves and the counter of the height of the waves, the seventh and ninth outputs of the distribution block are connected respectively through the first pulse generator with the first input of the average sea level register, with the second input of the average sea level register and through the second pulse generator with the third input of the block determining zero sea level, the third input of the average sea level register is connected to the first output of the time-code converter [2]
The disadvantage of this autonomous wavemeter are
the need for reference to the level of the water surface, i.e. the presence of an additional controlled parameter;
the possibility of drift of the electrical characteristics of circuit elements, leading to additional measurement errors; the presence in a single device of a large number of different blocks by the principle of construction;
the transmission of information by radio channel introduces additional errors in the measurement results, limits the possibility of using the device both in distance to the object of receiving information, and in the operating conditions of the device and the object of receiving information under external conditions (state of the atmosphere, sea surface, the presence of electromagnetic radiation sources in the water area tests and the object receiving information);
high energy consumption, which limits the possibility of offline operation; the complexity of the diagnosis and repair of device blocks, requiring stationary conditions and special equipment;
lack of operational information processing.

Предлагаемое устройство обеспечивает упрощение и облегчение конструкции, сокращение аппаратных затрат, повышение эксплуатационной надежности, причем даже в неблагоприятных внешних условиях работы. Кроме того, в связи с тем, что выходная информация не требует дополнительной обработки, она может быть получена специалистами невысокой квалификации. The proposed device provides a simplification and lightweight design, reduced hardware costs, increased operational reliability, even in adverse external operating conditions. In addition, due to the fact that the output information does not require additional processing, it can be obtained by specialists of low qualification.

Это достигается тем, что в автономное устройство для оперативной оценки средних характеристик волнения, содержащее измерительный блок, блок определения средней высоты волн, счетчик количества волн и блок задания периода времени выборки массива заданного количества волн, при этом измерительный блок имеет датчик высоты волн в виде вертушки и преобразователь движения вертушки в кодово-импульсный сигнал, введены блок определения направления движения вертушки и последовательно связанные между собой блок питания, кнопка включения устройства и блок задержки начала счета, причем вход блока определения направления движения вертушки соединен с выходом измерительного блока, первый выход связан с первым входом счетчика количества волн, а второй выход с первым входом блока определения средней высоты волн, выход счетчика количества волн соединен с первым входом блока задания периода времени выборки массива заданного количества волн и с вторым входом блока определения средней высоты волн, при этом выход блока задержки начала счета соединен с третьим входом блока определения средней высоты волн, выход которого связан с входом первого цифрового индикатора, вторым входом счетчика количества волн и вторым входом блока задания периода времени выборки массива заданного количества волн, выход которого связан с входом второго цифрового индикатора. This is achieved by the fact that in a stand-alone device for the rapid assessment of average wave characteristics, containing a measuring unit, a unit for determining the average wave height, a wave number counter and a unit for specifying a time period for sampling an array of a given number of waves, while the measuring unit has a wave height sensor in the form of a turntable and a converter for rotating the pinwheel into a pulse-code signal, a unit for determining the direction of movement of the pinwheel and a power supply unit connected in series with each other, a power button VA and a delay unit for the start of counting, with the input of the unit determining the direction of movement of the turntable connected to the output of the measuring unit, the first output connected to the first input of the counter for the number of waves, and the second output to the first input of the unit for determining the average wave height, the output of the counter for the number of waves connected to the first input unit for setting the sampling time period for an array of a given number of waves and with a second input of the average wave height determination unit, while the output of the counting start delay unit is connected to the third input of the Wed determination unit days wave height, the output of which is connected to the input of the first digital indicator, the second input of the counter number of waves and a second input of the reference sampling time period a predetermined number of waves of the array, the output of which is connected to the input of the second digital indicator.

Кроме того, дополнительно между выходами функционального блока определения направления движения и первыми входами счетчика-дешифратора высоты волн и счетчика количества волн может быть включен функциональный блок устранения "дребезга" контактов электромагнитных реле. In addition, in addition, between the outputs of the functional block for determining the direction of motion and the first inputs of the counter-decoder of the wave height and the counter of the number of waves, a functional block for eliminating the "bounce" of the contacts of electromagnetic relays can be included.

Наличие в предлагаемом устройстве измерительного блока, выполненного в виде вертушечного преобразователя высоты волн в кодово-импульсный сигнал и соединенного с функциональным блоком определения направления движения измерительного преобразователя, а также выбранный порядок соединения всех блоков, входящих в схему, обеспечивают упрощение, облегчение и удешевление конструкции, повышение эксплуатационной надежности. The presence in the proposed device of the measuring unit, made in the form of a turntable transducer of the wave height into a pulse-code signal and connected to the functional unit to determine the direction of movement of the measuring transducer, as well as the selected order of connection of all the units included in the circuit, simplify, facilitate and cheapen the design, increase operational reliability.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Автономное устройство для оперативной оценки средних характеристик волнения содержит измерительный блок 1, соединенный с блоком 2 определения направления движения измерительного преобразователя, блок 2 соединен со счетчиком 3 количества волн и блоком 4 определения средней высоты волны через блок 10 устранения дребезга, блок 5 задержки начала счета соединен со счетчиком 3 количества волн, блоком 4 определения средней высоты волны, блоком 6 задания периода времени выборки массива заданного количества волн. Блок 4 определения средней высоты волны и блок 6 задания выборки массива соединены с цифровыми табло 7 и 8. Питание устройства осуществляется от аккумуляторной батареи и стабилизатора 9. The stand-alone device for the operative assessment of average wave characteristics contains a measuring unit 1 connected to a measuring transducer determining unit 2, a unit 2 is connected to a wave number counter 3 and an average wave height determining unit 4 through a chatter elimination unit 10, the counting start delay unit 5 is connected with a counter 3 of the number of waves, block 4 determine the average height of the wave, block 6 sets the time period for sampling an array of a given number of waves. Unit 4 for determining the average wave height and unit 6 for specifying an array of samples are connected to digital displays 7 and 8. The device is powered by a battery and stabilizer 9.

Автономное устройство для оперативной оценки средних характеристик волнения работает следующим образом. Autonomous device for the rapid assessment of the average characteristics of the waves is as follows.

При включении электропитания блок задержки начала счета обеспечивает задержку начала работы автономного устройства на 2,5-3 мин. Это время выбрано с таким расчетом, чтобы спущенное на воду автономное устройство успело отойти от борта судна и не попало в зону искаженных им волн. Блок 5 задержки начала счета представляет собой реле времени, сигнал срабатывания которого разрешает работу блока 6 задания времени выборки, счетчика 3 количества волн и блока 4 определения средней высоты волны, устанавливая их в нулевое состояние. Импульсы, образованные измерительным блоком 1 в результате срабатывания герконов, поступают в блок 2 определения направления движения измерительного преобразователя. В блоке 2 определения направления происходит поочередное распределение импульсов по двум каналам, которые определяют направление движения преобразователя. Изменение направления или смена каналов фиксируется в блоке 2 формированием импульсов и подачей их через блок 10 устранения дребезга на счетчик 3 количества волн. Общее количество импульсов с двух каналов поступает с блока 2 на блок 4 определения средней высоты волны. When the power is turned on, the counting start delay unit provides a delay in starting the work of the stand-alone device by 2.5-3 minutes. This time was chosen so that the autonomous device launched into the water could move away from the side of the vessel and not fall into the area of the waves distorted by it. Block 5 delay start counting is a time relay, the response signal of which allows the block 6 to set the sampling time, counter 3, the number of waves and block 4 determine the average wave height, setting them to zero. The pulses formed by the measuring unit 1 as a result of the operation of the reed switches enter the block 2 determining the direction of movement of the measuring transducer. In block 2 determining the direction of the alternating distribution of pulses occurs on two channels that determine the direction of movement of the Converter. Changing the direction or changing the channels is fixed in block 2 by the formation of pulses and feeding them through block 10 to eliminate bounce on the counter 3 of the number of waves. The total number of pulses from two channels comes from block 2 to block 4 determining the average wave height.

Счетчик 3 количества волн фиксирует количество волн, которое необходимо для анализа, в нашем случае 80, т.е. 160 изменений направлений. После полного заполнения счетчика на выходе блока появляется сигнал окончания счета, который поступает в блок 4 и блок 6. Число импульсов блока 4 и секунд блока 6 отображается трехзначным числом на цифровых табло 7 и 8. Цифровое табло блока 4 определения высоты волн показывает их среднее значение, а цифровое табло блока 6 времени время замера 80 волн. После считывания информации с цифровых табло 7 и 8 обработка сводится к расчету высот волн любой обеспеченности с учетом соответствующего коэффициента. The counter 3 of the number of waves captures the number of waves that are necessary for analysis, in our case 80, i.e. 160 changes in directions. After the counter is completely filled at the output of the block, a counting signal appears, which goes to block 4 and block 6. The number of pulses of block 4 and seconds of block 6 is displayed by a three-digit number on the digital displays 7 and 8. The digital display of the wave height determination unit 4 shows their average value , and a digital board of the block 6 times, the measurement time of 80 waves. After reading the information from the digital scoreboards 7 and 8, the processing is reduced to calculating the wave heights of any security, taking into account the corresponding coefficient.

Сравнительные испытания с другими волномерными устройствами показали его неоспоримые эксплуатационные преимущества. Comparative tests with other wave-measuring devices showed its undeniable operational advantages.

Устройство рекомендовано к применению на судах ВМФ. The device is recommended for use on ships of the Navy.

Технические характеристики. Specifications.

Регистрируемые высоты волн: h > 0,11 м. Recorded wave heights: h> 0.11 m.

Предельная относительная погрешность определения средней высоты волны (не более); h 0,5 м 4% h 1,0 м 2% h > >2,0 м 1%
Предельная относительная погрешность определения среднего периода волны (не более): 1%
Масса комплекта в сборе 12 кг.
The limiting relative error in determining the average wave height (no more); h 0.5 m 4% h 1.0 m 2% h>> 2.0 m 1%
Maximum relative error in determining the average wave period (not more): 1%
The weight of the kit is 12 kg.

Область применения. Application area.

Устройство незаменимо при
проведении гидрологических исследований;
испытании судов и других транспортных средств на открытых водоемах;
выполнении аварийно-спасательных работ;
буксировке судов, плавсредств, тралов и других грузов;
проведении спортивных соревнований;
туристических походах на катерах и яхтах;
обеспечении безопасности работы на нефтевышках, морских платформах и гидротехнических сооружениях различного назначения.
The device is indispensable for
conducting hydrological studies;
testing of ships and other vehicles in open water;
emergency rescue operations;
towing ships, boats, trawls and other goods;
conducting sports competitions;
hiking trips on boats and yachts;
ensuring safety at oil towers, offshore platforms and hydraulic structures for various purposes.

Устройство может быть включено в комплект навигационного оборудования как дополнительное средство для получения оперативной информации об условиях плавания. The device can be included in the set of navigation equipment as an additional tool for obtaining operational information about the conditions of navigation.

Claims (3)

1. АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ СРЕДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЛНЕНИЯ, содержащее измерительный блок, блок определения средней высоты волн, счетчик количества волн и блок задания периода времени выборки массива заданного количества волн, отличающееся тем, что измерительный блок имеет датчик высоты волн в виде вертушки и преобразователь движения вертушки в кодово-импульсный сигнал, введены блок определения направления движения вертушки и последовательно связанные между собой блок питания, кнопка включения устройства и блок задержки начала счета, причем вход блока определения направления движения вертушки соединен с выходом измерительного блока, первый выход связан с первым входом счетчика количества волн, а второй выход - с первым входом блока определения средней высоты волн, выход счетчика количества волн соединен с первым входом блока задания периода времени выборки массива заданного количества волн и вторым входом блока определения средней высоты волн, при этом выход блока задержки начала счета соединен с третьим входом блока определения средней высоты волн, выход которого связан с входом первого цифрового индикатора, вторым входом счетчика количества волн и вторым входом блока задания периода времени выборки массива заданного количества волн, выход которого связан с входом второго цифрового индикатора. 1. AUTONOMOUS DEVICE FOR THE OPERATIONAL EVALUATION OF AVERAGE WAVE CHARACTERISTICS, comprising a measuring unit, an average wave height determination unit, a wave number counter and a unit for specifying an array sampling time period of a predetermined number of waves, characterized in that the measuring unit has a wave height sensor in the form of a turntable and a transducer the movement of the pinwheel into a pulse code signal, a unit for determining the direction of movement of the pinwheel and a power supply unit connected in series with each other, a power button of the device and a block holding the start of the counting, the input of the unit determining the direction of movement of the turntable connected to the output of the measuring unit, the first output connected to the first input of the counter for the number of waves, and the second output to the first input of the unit for determining the average wave height, the output of the counter of the number of waves connected to the first input of the task unit the time period of sampling an array of a given number of waves and the second input of the average wave height determination unit, while the output of the count start delay unit is connected to the third input of the average height determination unit waves, the output of which is connected to the input of the first digital indicator, the second input of the counter of the number of waves and the second input of the unit for setting the sampling time period of the array of the specified number of waves, the output of which is connected to the input of the second digital indicator. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь движения вертушки в кодово-импульсный сигнал включает в себя электромагнитные реле, а между выходами блока определения направления движения вертушки и первыми входами блока определения средней высоты волн и счетчика количества волн включен блок устранения дребезга контактов электромагнитных реле. 2. The device according to claim 1, characterized in that the converter of the pinwheel into a pulse-code signal includes electromagnetic relays, and between the outputs of the unit for determining the direction of movement of the pinwheel and the first inputs of the unit for determining the average wave height and the counter of the number of waves, a chatter elimination unit is included electromagnetic relay contacts. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угол установки лопастей вертушки измерительного блока составляет 35o.3. The device according to p. 1, characterized in that the installation angle of the vanes of the turntable of the measuring unit is 35 o .
SU5062810 1992-06-18 1992-06-18 Self-contained device for routine estimation of average characteristics of swell RU2055316C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5062810 RU2055316C1 (en) 1992-06-18 1992-06-18 Self-contained device for routine estimation of average characteristics of swell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5062810 RU2055316C1 (en) 1992-06-18 1992-06-18 Self-contained device for routine estimation of average characteristics of swell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2055316C1 true RU2055316C1 (en) 1996-02-27

Family

ID=21613587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5062810 RU2055316C1 (en) 1992-06-18 1992-06-18 Self-contained device for routine estimation of average characteristics of swell

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2055316C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 401945, кл. G 01V 3/02, 1974. *
2. Авторское свидетельство СССР N 918788, кл. G 01C 13/00, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4307449A (en) Electronic time-counter for the diving
US3786343A (en) Battery monitor system
US4253149A (en) Apparatus for providing a course correction signal to an electronic automatic pilot to maintain a vessel on a predetermined geographic course
US3780578A (en) Measurement of the total volume flow of a watercourse
Chaplin et al. Inverted echo sounder development
US4855966A (en) Method and apparatus for monitoring bridge structures for scouring
CN202928654U (en) Photographing type electronic water gauge device
RU2055316C1 (en) Self-contained device for routine estimation of average characteristics of swell
US3764964A (en) Underwater tracking system
US3924465A (en) Ship navigation equipment
Pettigrew et al. An evaluation of a bottom-mounted Doppler acoustic profiling current meter
Cabrera et al. Small scale laboratory flow measurements with the ADV-1
Thorpe et al. An electromagnetic current meter to measure turbulent fluctuations near the ocean floor
SU1046614A1 (en) Hydrostatic level
RU2816821C1 (en) System for monitoring technical condition of underwater marine structures with tread protection in real time
CA1333934C (en) Method and apparatus for monitoring structures for scouring
RU2020109C1 (en) Device for determination of draft, listing and trim of watercraft
BG64992B1 (en) Monitoring system for following any pressure changes in a hydrotechnical piece of equipment
Lefevre et al. Radar bridge clearance sensor
SU824122A1 (en) Device for determination of contact chatter parameters
Jasper A STATISTICAL APPROACH TO THE LONGITUDINAL STRENGTH DESIGN OF SHIPS: “A Good Ship is a Safe Ship”
Wang Design and Study of the Instrumentation Required for the Measurement of Discharge by the Moving Boat Method
SU1136081A1 (en) Device for measuring speed of flow
Bitterman et al. The inverted echo sounder
SU1509787A1 (en) Apparatus for recording the lightning activities