RU2334223C1 - Conformable converter of sea water hydrophysical parameters - Google Patents

Conformable converter of sea water hydrophysical parameters Download PDF

Info

Publication number
RU2334223C1
RU2334223C1 RU2007106178/28A RU2007106178A RU2334223C1 RU 2334223 C1 RU2334223 C1 RU 2334223C1 RU 2007106178/28 A RU2007106178/28 A RU 2007106178/28A RU 2007106178 A RU2007106178 A RU 2007106178A RU 2334223 C1 RU2334223 C1 RU 2334223C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sea water
transducer
converter
casing
sensor
Prior art date
Application number
RU2007106178/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Борисович Бойков (RU)
Кирилл Борисович Бойков
Алексей Анатольевич Васильев (RU)
Алексей Анатольевич Васильев
Александр Ильич Логинов (RU)
Александр Ильич Логинов
Федор Борисович Овчинников (RU)
Федор Борисович Овчинников
Сергей Романович Петров (RU)
Сергей Романович Петров
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Гранит-7"
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 Закрытое акционерное общество "Гранит-7" filed Critical Закрытое акционерное общество "Гранит-7"
Priority to RU2007106178/28A priority Critical patent/RU2334223C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2334223C1 publication Critical patent/RU2334223C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: converter of sea water hydrophysical parameters contains, at least, one gage unit including electric conductivity transducer (ECT) of sea water, including sensor of sea water conductivity transducer, sea water temperature converter, including sensor of sea water temperature converter, pressure transducer. Sensor of sea water temperature converter contains thin isolated copper wire between two hollow thin-walled cylinders. The first hollow thin-walled cylinder is formed by flange in the casing of sensor of sea water temperature converter. The second hollow thin-walled cylinder is tightly attached to the first hollow thin-walled cylinder and the casing of sensor of sea water temperature converter provided with angle holes for sea water flow inside of the first hollow thin-walled cylinder which contains housing. Housing external surface is streamline circular-shaped from incident flow. Sensor of contactless sea water conductivity transducer contains supply and instrument transformers provided in dielectric case and having coils wound on toroidal cores. Sensor of sea water temperature converter and dielectric case of sensor of contactless sea water conductivity transducer are provided with hole for sea water flow and mounted in housing holes. Holes axes are perpendicular to generating line of circular-shaped housing surface and designed in housing symmetry plane having holes for sea water drainage. The external circular-shaped surface of dielectric case of sensor of sea water conductivity transducer incident flow is interconnected to external surface of a casing. Each gage unit has hermetically sealed module containing electronics package assembly. Hermetically sealed module has sealed cable inlet.
EFFECT: improved accuracy of sea water hydrophysical parameters measurements in mobile conditions through elimination of sea water flow disturbance close by converter.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области исследования гидрофизических параметров морской воды и может быть использовано в составе специализированных комплексов или систем, устанавливаемых на подвижных носителях, для измерения гидрофизических параметров морской воды, таких как удельная электрическая проводимость, температура, давление, а также косвенных измерений таких параметров, как соленость морской воды, скорость распространения звука в морской воде, плотность морской воды и т.д.The invention relates to the field of research of hydrophysical parameters of sea water and can be used as part of specialized complexes or systems installed on mobile carriers for measuring hydrophysical parameters of sea water, such as electrical conductivity, temperature, pressure, as well as indirect measurements of parameters such as salinity of seawater, sound propagation velocity in seawater, seawater density, etc.

Практика современных океанологических исследований показывает, что при решении ряда задач необходимы прецизионные измерения и оперативная обработка различной гидрофизической информации в реальном масштабе времени на борту носителя аппаратуры при длительной эксплуатации. Основной целью подобных исследований является построение информационных карт гидрологических полей, изучение их временной и пространственной изменчивости, тонкой структуры, выявление аномальных гидрофизических зон и др.The practice of modern oceanographic research shows that in solving a number of problems, precision measurements and operational processing of various hydrophysical information in real time on board the equipment carrier during long-term operation are necessary. The main goal of such studies is to build information maps of hydrological fields, study their temporal and spatial variability, fine structure, identify abnormal hydrophysical zones, etc.

Эффективность океанологических исследований определяется техническими характеристиками используемой измерительной техники - диапазоном измерений гидрофизических параметров, чувствительностью, погрешностью измерений, а также надежностью измерительных средств и состоянием их метрологического обеспечения.The effectiveness of oceanological research is determined by the technical characteristics of the measuring equipment used - the range of measurements of hydrophysical parameters, sensitivity, measurement error, as well as the reliability of the measuring instruments and the state of their metrological support.

Известны различные системы, предназначенные для анализа состояния морской среды [1-10], содержащие преобразователи гидрохимико-физических параметров водной среды и регистрирующую аппаратуру. Аппаратура обеспечивает сбор и обработку данных с преобразователей гидрофизических параметров и регистрацию результатов обработки.Various systems are known for analyzing the state of the marine environment [1-10], containing transducers of hydrochemical and physical parameters of the aquatic environment and recording equipment. The equipment provides the collection and processing of data from transducers of hydrophysical parameters and the registration of processing results.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому преобразователю гидрофизических параметров морской воды и выбранным в качестве прототипа является преобразователь гидрофизических параметров водной среды, входящий в состав системы измерительной химико-физических параметров водной среды и описанный в описании полезной модели [11]. Преобразователь-прототип содержит контактный преобразователь удельной электрической проводимости водной среды, преобразователь температуры, преобразователь водородного показателя, преобразователь значения окислительно-восстановительного потенциала, электрод сравнения, преобразователь массовой концентрации растворенного кислорода, преобразователь глубины, автономный двуполярный источник напряжения питания, запитывающий повторители напряжения, входящие в состав преобразователя водородного показателя, преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала и электрода сравнения, и аналого-цифровой преобразователь с контроллером интерфейса RS-485 на выходе, при этом первичные измерительные преобразователи контактного преобразователя удельной электрической проводимости водной среды, преобразователя температуры, преобразователя водородного показателя, преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала, преобразователя массовой концентрации растворенного кислорода и преобразователя глубины, а также электрод сравнения, общий для преобразователя водородного показателя и преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала, установлены в передней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрохимико-физических параметров водной среды, выполненного из материала, стойкого к воздействию агрессивной среды, первичный измерительный преобразователь (ПИП) контактного преобразователя удельной электрической проводимости водной среды имеет форму обтекаемого тела вращения, расположен соосно корпусу преобразователя гидрохимико-физических параметров водной среды и содержит пару токовых электродов, один из которых имеет круглую форму и расположен в носовой части ПИП контактного преобразователя удельной электрической проводимости, а другой образован корпусом ПИП контактного преобразователя удельной электрической проводимости, и пару кольцевых потенциальных электродов, расположенных между токовыми электродами соосно этим электродам и изолированных один от другого и от токовых электродов, ПИП преобразователя температуры выполнен из тонкой изолированной медной проволоки, расположенной между двумя полыми тонкостенными цилиндрами, один из которых образован выступом в корпусе ПИП преобразователя температуры, а другой герметично скреплен, преимущественно сварен лазерной сваркой, с первым полым тонкостенным цилиндром и корпусом ПИП преобразователя температуры, в котором выполнены наклонные отверстия для протекания жидкости внутри первого полого тонкостенного цилиндра, ПИП преобразователя водородного показателя выполнен в виде электрода для определения водородного показателя, к которому подключен повторитель напряжения электрода для определения водородного показателя, ПИП преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала выполнен в виде платинового электрода для определения значения окислительно-восстановительного потенциала, к которому подключен повторитель напряжения платинового электрода для определения значения окислительно-восстановительного потенциала, ПИП преобразователя массовой концентрации растворенного кислорода выполнен в виде двухэлектродной ячейки для определения массовой концентрации растворенного кислорода, к выходу которой подключен преобразователь ток-напряжение, ПИП преобразователя глубины выполнен в виде тензометрического мостового преобразователя давления, первичные измерительные преобразователи преобразователя температуры, преобразователя водородного показателя, преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала, преобразователя массовой концентрации растворенного кислорода и преобразователя глубины, а также электрод сравнения расположены в передней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрохимико-физических параметров водной среды вокруг ПИП контактного преобразователя удельной электрической проводимости водной среды, выходы контактного преобразователя удельной электрической проводимости водной среды, преобразователя температуры, преобразователя водородного показателя, преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала, электрода сравнения, преобразователя массовой концентрации растворенного кислорода и преобразователя глубины подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, вход-выход контроллера интерфейса RS-485 соединен последовательным каналом связи с соответствующим входом-выходом электронно-вычислительной машины, которая выполнена с возможностью обработки данных, получаемых от преобразователя гидрохимико-физических параметров водной среды, визуализации обработанных результатов измерения, архивирования и документирования измерительной информации.The closest in technical essence to the proposed transducer of hydrophysical parameters of sea water and selected as a prototype is a transducer of hydrophysical parameters of the aquatic environment, which is part of the system of measuring chemical-physical parameters of the aquatic environment and described in the description of the utility model [11]. The prototype converter contains a contact converter for the specific electrical conductivity of the aqueous medium, a temperature converter, a converter of a hydrogen indicator, a converter of the value of the redox potential, a reference electrode, a converter of mass concentration of dissolved oxygen, a depth converter, an autonomous bipolar source of supply voltage, feeding voltage followers included in composition of the hydrogen indicator converter, the value converter I have a redox potential and a reference electrode, and an analog-to-digital converter with an RS-485 interface controller at the output, while the primary measuring transducers are a contact converter for electrical conductivity of an aqueous medium, a temperature converter, a converter for a hydrogen indicator, a converter for the value of the redox potential, a mass concentration transducer of dissolved oxygen and a depth transducer, as well as a reference electrode, total For the hydrogen indicator and the converter, the values of the redox potential are installed in the front part of the sealed cylindrical casing of the converter for the hydrochemical and physical parameters of the aqueous medium, made of a material resistant to aggressive environments, the primary measuring transducer (PIP) of the contact converter for electrical conductivity of water the medium has the shape of a streamlined body of revolution, located coaxially with the housing of the hydrochemist converter o-physical parameters of the aquatic environment and contains a pair of current electrodes, one of which is round in shape and located in the nose of the PIP of the contact converter of electrical conductivity, and the other is formed by the housing of the PIP of the contact converter of electrical conductivity, and a pair of ring potential electrodes located between the current electrodes coaxial with these electrodes and isolated from one another and from current electrodes, the PIP of the temperature transducer is made of a thin insulated a bottom wire located between two hollow thin-walled cylinders, one of which is formed by a protrusion in the PIP of the temperature transducer, and the other is hermetically sealed, mainly laser-welded, with the first hollow thin-walled cylinder and the PIP of the temperature transducer, in which inclined openings for fluid flow are made inside the first hollow thin-walled cylinder, the PIP of the converter of the hydrogen indicator is made in the form of an electrode for determining the hydrogen indicator, to which an electrode voltage follower is connected to determine the hydrogen index, the PIP of the oxidation-reduction potential value converter is made in the form of a platinum electrode to determine the oxidation-reduction potential value, to which a platinum electrode is connected to determine the oxidation-reduction potential value, the PIP converter of the dissolved oxygen mass concentration made in the form of a two-electrode cell for determining the mass the concentration of dissolved oxygen, to the output of which a current-voltage converter is connected, the PIP of the depth transducer is made in the form of a tensometric bridge pressure transducer, primary measuring transducers of a temperature transducer, a transducer of a hydrogen indicator, a transducer of a value of redox potential, a transducer of the mass concentration of dissolved oxygen and a depth transducer, as well as the reference electrode are located in front of hermetically of the cylindrical housing of the converter of hydrochemical and physical parameters of the aqueous medium around the PIP of the contact converter of the specific electrical conductivity of the aqueous medium, the outputs of the contact converter of the specific electrical conductivity of the aqueous medium, the temperature converter, the converter of the hydrogen indicator, the converter of the value of the redox potential, the reference electrode, the converter of the mass concentration of dissolved oxygen and depth transducer connected to the input I’ll give an analog-to-digital converter, the input-output of the RS-485 interface controller is connected by a serial communication channel to the corresponding input-output of an electronic computer, which is capable of processing data received from the converter of the hydrochemical and physical parameters of the aqueous medium, visualizing the processed measurement results, archiving and documenting measurement information.

Недостатком известного преобразователя параметров водной среды являются ограниченные возможности применения для измерения гидрофизических параметров морской воды в подвижных условиях из-за недостаточной точности измерения параметров вследствие искажений, вносимых возмущенностью потока жидкости вблизи преобразователя.A disadvantage of the known transducer of parameters of the aquatic environment is the limited applicability for measuring the hydrophysical parameters of sea water in mobile conditions due to the lack of accuracy in the measurement of parameters due to distortions introduced by the disturbance of the fluid flow near the transducer.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение точности измерений гидрофизических параметров морской воды в подвижных условиях путем исключения возмущения потока морской воды вблизи преобразователя.The problem solved by the invention is to increase the accuracy of measurements of hydrophysical parameters of sea water in mobile conditions by eliminating disturbances in the flow of sea water near the transducer.

Сущность изобретения заключается в том, что преобразователь гидрофизических параметров морской воды, содержащий, по меньшей мере, один измерительный блок, включающий в себя преобразователь удельной электрической проводимости (УЭП) морской воды, включающий в себя первичный измерительный преобразователь преобразователя УЭП морской воды, преобразователь температуры морской воды, включающий в себя первичный измерительный преобразователь преобразователя температуры морской воды, преобразователь давления, при этом первичный измерительный преобразователь преобразователя температуры морской воды содержит тонкую изолированную медную проволоку, расположенную между двумя полыми тонкостенными цилиндрами, первый полый тонкостенный цилиндр образован выступом в корпусе первичного измерительного преобразователя преобразователя температуры морской воды, второй полый тонкостенный цилиндр герметично скреплен с первым полым тонкостенным цилиндром и корпусом первичного измерительного преобразователя преобразователя температуры морской воды, в котором выполнены наклонные отверстия для протекания морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра, отличается тем, что он содержит кожух, наружная поверхность которого со стороны набегающего потока имеет форму цилиндра обтекаемой формы, при этом в каждом измерительном блоке первичный измерительный преобразователь бесконтактного преобразователя УЭП морской воды содержит размещенные в диэлектрическом корпусе питающий и измерительный трансформаторы с обмотками, расположенными на тороидальных сердечниках, первичный измерительный преобразователь преобразователя температуры морской воды и диэлектрический корпус первичного измерительного преобразователя бесконтактного преобразователя УЭП морской воды, выполненный с отверстием для протекания морской воды, установлены в отверстиях, выполненных в кожухе, оси которых перпендикулярны образующей цилиндрической поверхности кожуха и расположены в плоскости симметрии кожуха, который имеет отверстия для отвода морской воды, протекающей через отверстие в диэлектрическом корпусе первичного измерительного преобразователя бесконтактного преобразователя УЭП морской воды и наклонные отверстия в корпусе первичного измерительного преобразователя преобразователя температуры морской воды, и отверстия, обеспечивающие доступ морской воды к первичному измерительному преобразователю давления, наружная цилиндрическая поверхность диэлектрического корпуса первичного измерительного преобразователя бесконтактного преобразователя УЭП морской воды со стороны набегающего потока сопряжена с наружной поверхностью кожуха, каждый измерительный блок имеет герметичный отсек, в котором размещен блок электронных модулей, герметичный отсек имеет герметичный кабельный ввод.The essence of the invention lies in the fact that the transducer of hydrophysical parameters of sea water, containing at least one measuring unit, including a transducer of electrical conductivity (SEC) of sea water, including a primary measuring transducer of a UEP of sea water, a transducer of sea temperature water, including a primary measuring transducer of the transducer of sea water temperature, a pressure transducer, while the primary meter the first transducer of the seawater temperature transducer contains a thin insulated copper wire located between two hollow thin-walled cylinders, the first hollow thin-walled cylinder is formed by a protrusion in the housing of the primary measuring transducer of the sea-water temperature, the second hollow thin-walled cylinder is hermetically sealed with the first hollow thin-walled cylinder and the body of the primary measuring a transducer of a transducer of sea water temperature, in which inclined e openings for the flow of sea water inside the first hollow thin-walled cylinder, characterized in that it contains a casing, the outer surface of which on the side of the incoming flow has the shape of a streamlined cylinder, while in each measuring unit the primary measuring transducer of the non-contact UEP transducer of sea water contains dielectric housing supply and measuring transformers with windings located on toroidal cores, primary measuring transducer a seawater temperature transducer and a dielectric housing of a non-contact transducer of UEP of seawater, made with an opening for the flow of sea water, are installed in the holes made in the casing, the axes of which are perpendicular to the generatrix of the cylindrical surface of the casing and are located in the plane of symmetry of the casing, which has openings for drainage of seawater flowing through a hole in the dielectric housing of the primary measuring transducer the transducer of the UEP of seawater and inclined holes in the body of the primary measuring transducer of the transducer of sea water temperature, and the holes providing access of seawater to the primary transducer of pressure, the outer cylindrical surface of the dielectric housing of the primary measuring transducer of the transducer of UEP of seawater on the incoming flow side is associated with the outer surface of the casing, each measuring unit has a sealed compartment, accommodating unit electronic modules, sealed compartment has a sealed cable entry.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представленыThe invention is illustrated by drawings, on which

на фиг.1 - конструкция преобразователя гидрофизических параметров (ПГФП) морской воды (общий вид);figure 1 - design of the Converter of hydrophysical parameters (PHFP) of sea water (General view);

на фиг.2 - конструкция преобразователя гидрофизических параметров (ПГФП) морской воды (общий вид со снятым кожухом);figure 2 - design of the Converter of hydrophysical parameters (PHFP) of sea water (General view with the casing removed);

на фиг.3 - конструкция преобразователя гидрофизических параметров (ПГФП) морской воды (вид сбоку в поперечном сечении);figure 3 - design of the Converter of hydrophysical parameters (PHFP) of sea water (side view in cross section);

на фиг.4 - схема бесконтактного преобразователя УЭП морской воды;figure 4 - diagram of a non-contact converter UEP seawater;

на фиг.5 - конструкция первичного измерительного преобразователя (ПИП) преобразователя температуры.figure 5 - design of the primary measuring transducer (PIP) of the temperature transducer.

На чертежах обозначено:In the drawings indicated:

1 - измерительный блок;1 - measuring unit;

2 - ПИП бесконтактного преобразователя УЭП морской воды;2 - PIP non-contact converter UEP seawater;

3 - ПИП преобразователя температуры морской воды;3 - PIP transducer temperature of sea water;

4 - ПИП давления;4 - PIP pressure;

5 - блок электронных модулей;5 - block electronic modules;

6 - кожух;6 - a casing;

7 - отверстие для установки ПИП бесконтактного преобразователя УЭП морской воды;7 - hole for installing the PIP non-contact converter UEP of sea water;

8 - отверстие для установки ПИП преобразователя температуры морской воды;8 - a hole for installing a PIP transducer for sea water temperature;

9 - отверстие для отвода морской воды;9 - hole for the removal of sea water;

10 - отверстие, обеспечивающее доступ воды в ПИП давления;10 - hole that provides access to water in the pressure PIP;

11 - герметичный кабельный ввод;11 - sealed cable entry;

12 - питающий трансформатор;12 - power transformer;

13 - измерительный трансформатор;13 - measuring transformer;

14 - диэлектрический корпус бесконтактного преобразователя УЭП;14 - dielectric body of the contactless converter UEP;

15 - обмотка, расположенная на тороидальном сердечнике питающего трансформатора 12;15 - winding located on the toroidal core of the supply transformer 12;

16 - обмотка, расположенная на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора 13;16 - winding located on the toroidal core of the measuring transformer 13;

17 - объемный жидкостной виток связи;17 - volumetric fluid communication loop;

18 - источник переменного напряжения;18 - source of alternating voltage;

19 - усилитель;19 - amplifier;

20 - детектор;20 - detector;

21 - медная проволока,21 - copper wire

22 - первый тонкостенный цилиндр,22 - the first thin-walled cylinder,

23 - второй тонкостенный цилиндр,23 - the second thin-walled cylinder,

24 - корпус ПИП преобразователя температуры,24 - case PIP temperature Converter,

25 - наклонные отверстия в корпусе ПИП преобразователя температуры,25 - inclined holes in the housing of the PIP temperature Converter,

26, 27 - сварные швы,26, 27 - welds,

28, 29 - контакты ПИП преобразователя температуры,28, 29 - contacts PIP temperature Converter,

30 - крышка герметичных отсеков.30 - cover sealed compartments.

В обтекаемом кожухе 6 для каждого измерительного блока выполнены отверстия 7 и 8 для установки ПИП бесконтактного преобразователя УЭП морской воды и ПИП преобразователя температуры морской воды соответственно, а также отверстия 9 для отвода морской воды. Герметичные отсеки с блоками 5 электронных модулей закрыты крышкой 30. В крышке 30 выполнены отверстия, в которые герметично устанавливаются ПИП 2 бесконтактного преобразователя УЭП морской воды и ПИП 3 преобразователя температуры морской воды таким образом, что их выводы находятся в герметичных отсеках.In the streamlined casing 6, holes 7 and 8 are made for each measuring unit for installing the PIP of the non-contact transducer of UEP of sea water and the PIP of the transducer of sea water temperature, respectively, as well as the hole 9 for draining sea water. The sealed compartments with the blocks 5 of the electronic modules are closed by a cover 30. In the cover 30 there are holes in which the PIP 2 of the non-contact UEP transducer of sea water and the PIP 3 of the seawater temperature transducer are sealed so that their conclusions are in the sealed compartments.

Бесконтактный преобразователь УЭП морской воды содержит питающий и измерительный трансформаторы 12 и 13, размещенные в диэлектрическом корпусе 14, источник 18 переменного напряжения, подключенный к обмотке 15, расположенной на тороидальном сердечнике питающего трансформатора 12, последовательно соединенные усилитель 19, вход которого подключен к обмотке 16, расположенной на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора 13, и детектор 20, выход которого является выходом бесконтактного преобразователя УЭП. Объемный виток 17 связи на фиг.4 показан условно ограниченным. В действительности границы объема морской воды, участвующие в его образовании, неопределены. Источник 18 переменного напряжения, усилитель 19 и детектор 20 входят в состав блока 5 электронных модулей и расположены в герметичных отсеках измерительных блоков.The non-contact converter for UEP of sea water contains a supply and measuring transformers 12 and 13 located in a dielectric housing 14, an AC voltage source 18 connected to a winding 15 located on the toroidal core of the supply transformer 12, connected in series to an amplifier 19, the input of which is connected to the winding 16, located on the toroidal core of the measuring transformer 13, and a detector 20, the output of which is the output of a contactless converter UEP. The volume loop 17 of the connection in figure 4 is shown conditionally limited. In fact, the boundaries of the volume of sea water involved in its formation are uncertain. The source of alternating voltage 18, the amplifier 19 and the detector 20 are part of the block 5 of the electronic modules and are located in sealed compartments of the measuring units.

ПИП 3 преобразователя температуры (см. фиг.5) содержит тонкую изолированную медную проволоку 21, расположенную между двумя полыми тонкостенными цилиндрами 22 и 23, один из которых (первый цилиндр 22) образован выступом в корпусе ПИП 3, а другой (второй цилиндр 23) герметично скреплен, преимущественно сварен лазерной сваркой, с первым полым тонкостенным цилиндром 22 и корпусом 24 ПИП 3, в котором выполнены наклонные отверстия 25 для протекания морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра 22. Герметичность соединения тонкостенных цилиндров 22 и 23 обеспечивается сварными швами 26 и 27. Сигнал ПИП 3 выдается на контакты 28 и 29.PIP 3 of the temperature converter (see Fig. 5) contains a thin insulated copper wire 21 located between two hollow thin-walled cylinders 22 and 23, one of which (the first cylinder 22) is formed by a protrusion in the housing of the PIP 3, and the other (second cylinder 23) hermetically sealed, mainly laser-welded, with the first hollow thin-walled cylinder 22 and the housing 24 of the PIP 3, in which inclined holes 25 are made for the flow of sea water inside the first hollow thin-walled cylinder 22. The tightness of the connection of thin-walled cylinders 22 and 23 is provided by welds 26 and 27. The PIP signal 3 is issued for the contacts 28 and 29.

ПИП 4 преобразователя давления может быть выполнен в виде тензометрического преобразователя давления.PIP 4 pressure transducer can be made in the form of a tensometric pressure transducer.

Блок 5 электронных модулей представляет собой набор печатных плат преимущественно круглой формы, на которых реализованы источник 18 переменного напряжения, усилитель 19, детектор 20, а также измерительные усилители для ПИП 3 преобразователя температуры морской воды и ПИП 4 давления, выходы которых и выход детектора 20 подключены к входам многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выход которого соединен с устройством передачи данных, выход которого является выходом ПГФП морской воды. При этом устройство передачи данных представляет собой контроллер интерфейса передачи данных, например интерфейса RS-232, RS-485, MIL-STD-1553 и т.п.Block 5 of the electronic modules is a set of printed circuit boards of predominantly round shape, on which an AC voltage source 18, an amplifier 19, a detector 20, and measuring amplifiers for a PIP 3 of a sea water temperature transducer and a PIP 4 of pressure are implemented, the outputs of which and the output of the detector 20 are connected to the inputs of a multichannel analog-to-digital converter (ADC), the output of which is connected to a data transmission device, the output of which is the output of the HFP of sea water. In this case, the data transmission device is a controller of a data transmission interface, for example, an RS-232, RS-485, MIL-STD-1553 interface, etc.

Блок 5 электронных модулей также может содержать устройство обработки данных. В этом случае выход АЦП подключен в входу устройства обработки, а выходом ПГФП морской воды является выход устройства обработки.Block 5 of the electronic modules may also contain a data processing device. In this case, the ADC output is connected to the input of the processing device, and the output of the PHPP of sea water is the output of the processing device.

Устройство обработки может быть выполнено с возможностью хранения собранных данных, а также с возможностью вычисления солености морской воды, скорости распространения звука в морской воде, плотности морской воды и т.п.The processing device can be arranged to store the collected data, as well as to calculate the salinity of sea water, the speed of sound propagation in sea water, the density of sea water, etc.

В качестве устройства передачи данных может использоваться микроконтроллер. АЦП может быть встроен в микроконтроллер. Микроконтроллер также может выполнять функции устройства обработки данных и использоваться для определения расчетным путем солености морской воды, скорости распространения звука в морской воде, плотности морской воды.A microcontroller may be used as a data transmission device. The ADC can be integrated into the microcontroller. The microcontroller can also act as a data processing device and can be used to determine by calculation the salinity of sea water, the speed of sound propagation in sea water, and the density of sea water.

Преобразователь гидрофизических параметров морской воды работает следующим образом. Преобразователь перемещается в морской воде (например, установлен на подвижном носителе). Морская вода попадает во входные отверстия ПИП 2 бесконтактного преобразователя УЭП морской воды и ПИП 3 преобразователя температуры морской воды и проходит соответственно через ПИП 2 бесконтактного преобразователя УЭП морской воды и ПИП 3 преобразователя температуры морской воды. Также вода проникает через отверстия 10, обеспечивающие доступ воды к ПИП 4 давления, и создает на него гидростатическое давление.The Converter hydrophysical parameters of sea water works as follows. The transducer moves in seawater (for example, mounted on a mobile carrier). Sea water enters the inlets of the PIP 2 of the non-contact converter of the UEP of sea water and the PIP 3 of the converter of temperature of the sea water and passes through the PIP 2 of the contactless converter of the UEP of sea water and the PIP 3 of the converter of the temperature of sea water, respectively. Also, water penetrates through openings 10, providing access of water to the pressure PIP 4, and creates hydrostatic pressure on it.

Бесконтактный преобразователь УЭП работает следующим образом. Под действием переменного напряжения, в частности частотой 16 кГц в объемном жидкостном витке 17 связи, охватывающем тороидальные сердечники питающего и измерительного трансформаторов 12 и 13, возбуждается ЭДС и протекает ток, пропорциональный измеряемой УЭП морской воды. Этот ток приводит к появлению тока в обмотке 16 измерительного трансформатора 13, работающего в режиме трансформатора тока. Выходной токовый сигнал измерительного трансформатора 13 усиливается, детектируется и поступает на выход преобразователя УЭП в виде напряжения, пропорционального измеряемой УЭП.Contactless converter UEP works as follows. Under the action of an alternating voltage, in particular, a frequency of 16 kHz, in a volumetric liquid communication coil 17, covering the toroidal cores of the supply and measuring transformers 12 and 13, EMF is excited and current flows proportional to the measured UEP of sea water. This current leads to the appearance of current in the winding 16 of the measuring transformer 13 operating in the current transformer mode. The output current signal of the measuring transformer 13 is amplified, detected and fed to the output of the UEP converter in the form of a voltage proportional to the measured UEP.

Сигналы ПИП 2 бесконтактных преобразователей УЭП морской воды, ПИП 3 преобразователя температуры морской воды и ПИП 4 давления поступают в соответствующие блоки 5 электронных модулей, где усиливаются и преобразуются в цифровую форму. Полученные цифровые данные передаются по каналу связи на выход ПГФП морской воды. Кроме этого, блоки 5 электронных модулей могут осуществлять определение расчетным путем солености морской воды, скорости распространения звука в морской воде, плотности морской воды.The signals of the PIP 2 of the non-contact transducers of the UEP of seawater, the PIP 3 of the transducer of the temperature of the sea water and the PIP 4 of the pressure are supplied to the corresponding blocks 5 of the electronic modules, where they are amplified and converted to digital form. The received digital data is transmitted via the communication channel to the output of the HFPP of sea water. In addition, blocks 5 of electronic modules can determine by calculation the salinity of sea water, the speed of sound propagation in sea water, and the density of sea water.

В результате использования изобретения за счет снижения возмущения потока воды повышена точность измерения гидрофизических параметров морской воды, а также точность определения гидрофизических параметров морской воды, получаемых расчетным путем.As a result of using the invention by reducing the disturbance of the water flow, the accuracy of measuring the hydrophysical parameters of sea water is improved, as well as the accuracy of determining the hydrophysical parameters of sea water obtained by calculation.

Таким образом, представленные чертежи и описание позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить ПГФП морской воды промышленным способом и использовать его в составе специализированных комплексов или систем для измерения гидрофизических параметров морской воды, таких как удельная электрическая проводимость, температура, давление, что характеризует изобретение как промышленно применимое.Thus, the presented drawings and description allow, using the existing elemental base, to produce PHPP of sea water in an industrial way and use it as a part of specialized complexes or systems for measuring hydrophysical parameters of sea water, such as electrical conductivity, temperature, pressure, which characterizes the invention as industrially applicable.

ЛитератураLiterature

1. В.П.Буторин и др. Аппаратура сбора и обработки информации для автоматических контрольно-замерных станций систем контроля окружающей среды типа "АНКОС" / Сб. докл. Семинар Автоматизация контроля загрязнения окружающей Среды. - М.: МДНТП. - 1988.1. VP Butorin et al. Equipment for collecting and processing information for automatic monitoring and measuring stations of environmental monitoring systems of the ANKOS type / Sat. doc. Seminar Automation of pollution control. - M.: MDNTP. - 1988.

2. Система мониторинга качества воды / Нихон мусэн тихо // GRE Rev. - 1988, №26. - С.14-20.2. Water quality monitoring system / Nihon musen quiet // GRE Rev. - 1988, No. 26. - S.14-20.

3. Система для мониторинга приповерхностных вод / Fukuchi Mitsuo, Hottori Hitoshi. - Proc. NIPR Symp.Polar Biol. - 1987, 1. - С.47-55.3. System for monitoring surface water / Fukuchi Mitsuo, Hottori Hitoshi. - Proc. NIPR Symp.Polar Biol. - 1987, 1. - S. 47-55.

4. Burr P. An instrumented underwater towed vehicle. Oceanology internationale 69. Conf. technical sessions, day 1. - Brighton. - 1969 (Англия).4. Burr P. An instrumented underwater towed vehicle. Oceanology internationale 69. Conf. technical sessions, day 1. - Brighton. - 1969 (England).

5. Analysis of Exploration of Mining Technology for Manganese Nodyles / Seabed Minerals Sessions. - Vol.2. - United Ocean Economics and Technology Branch (Published in cooperation with the United Nations by Graham & Trotman Ltd.). - 1984. - P.20, fig.3.5. Analysis of Exploration of Mining Technology for Manganese Nodyles / Seabed Minerals Sessions. - Vol. 2. - United Ocean Economics and Technology Branch (Published in cooperation with the United Nations by Graham & Trotman Ltd.). - 1984. - P.20, fig. 3.

6. Патент РФ №2030747 на изобретение, МПК G01N 33/18, 1990 г.6. RF patent №2030747 for the invention, IPC G01N 33/18, 1990

7. Свидет. РФ №301 на полезную модель, МПК В63В 38/00, 1993 г.7. Witness. RF №301 for a utility model, IPC В63В 38/00, 1993

8. Свидет. РФ №2797 на полезную модель, МПК В63В 35/00, 1996 г.8. Witness. RF №2797 for a utility model, IPC В63В 35/00, 1996

9. Свидет. РФ №3041 на полезную модель, МПК G01N 27/00, 1996 г.9. Witness. RF №3041 for a utility model, IPC G01N 27/00, 1996

10. Авт. свидет. СССР №1029063 на изобретение, МПК G01N 27/02, 1981 г.10. Auth. witness USSR No. 1029063 for an invention, IPC G01N 27/02, 1981

11. Свидет. РФ №29376 на полезную модель, МПК G01N 27/00, 2003 г. (прототип).11. Witness. RF №29376 for a utility model, IPC G01N 27/00, 2003 (prototype).

Claims (1)

Преобразователь гидрофизических параметров морской воды, содержащий, по меньшей мере, один измерительный блок, включающий в себя преобразователь удельной электрической проводимости (УЭП) морской воды, включающий в себя первичный измерительный преобразователь преобразователя УЭП морской воды, преобразователь температуры морской воды, включающий в себя первичный измерительный преобразователь преобразователя температуры морской воды, преобразователь давления, при этом первичный измерительный преобразователь преобразователя температуры морской воды содержит тонкую изолированную медную проволоку, расположенную между двумя полыми тонкостенными цилиндрами, первый полый тонкостенный цилиндр образован выступом в корпусе первичного измерительного преобразователя преобразователя температуры морской воды, второй полый тонкостенный цилиндр герметично скреплен с первым полым тонкостенным цилиндром и корпусом первичного измерительного преобразователя преобразователя температуры морской воды, в котором выполнены наклонные отверстия для протекания морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра, отличающийся тем, что он содержит кожух, наружная поверхность которого со стороны набегающего потока имеет форму цилиндра обтекаемой формы, при этом в каждом измерительном блоке первичный измерительный преобразователь бесконтактного преобразователя УЭП морской воды содержит размещенные в диэлектрическом корпусе питающий и измерительный трансформаторы с обмотками, расположенными на тороидальных сердечниках, первичный измерительный преобразователь преобразователя температуры морской воды и диэлектрический корпус первичного измерительного преобразователя бесконтактного преобразователя УЭП морской воды, выполненный с отверстием для протекания морской воды, установлены в отверстиях, выполненных в кожухе, оси которых перпендикулярны образующей цилиндрической поверхности кожуха и расположены в плоскости симметрии кожуха, который имеет отверстия для отвода морской воды, протекающей через отверстие в диэлектрическом корпусе первичного измерительного преобразователя бесконтактного преобразователя УЭП морской воды и наклонные отверстия в корпусе первичного измерительного преобразователя преобразователя температуры морской воды, и отверстия, обеспечивающие доступ морской воды к первичному измерительному преобразователю давления, наружная цилиндрическая поверхность диэлектрического корпуса первичного измерительного преобразователя бесконтактного преобразователя УЭП морской воды со стороны набегающего потока сопряжена с наружной поверхностью кожуха, каждый измерительный блок имеет герметичный отсек, в котором размещен блок электронных модулей, герметичный отсек имеет герметичный кабельный ввод.A transducer of hydrophysical parameters of seawater, comprising at least one measuring unit including a transducer of electrical conductivity (SEC) of seawater, including a primary transducer of transducer of UEP of seawater, a transducer of sea water temperature, including a primary measuring transducer a transducer of a transducer of sea water temperature, a transducer of pressure, while the primary measuring transducer of the transducer is a tamper The sea water tour contains a thin insulated copper wire located between two hollow thin-walled cylinders, the first hollow thin-walled cylinder is formed by a protrusion in the body of the primary measuring transducer of the sea water temperature, the second hollow thin-walled cylinder is hermetically sealed with the first hollow thin-walled cylinder and the body of the primary measuring transducer of the temperature transducer sea water, in which inclined holes are made for the flow of sea water inside The first hollow thin-walled cylinder, characterized in that it contains a casing, the outer surface of which on the side of the incoming flow has the shape of a streamlined cylinder, while in each measuring unit, the primary measuring transducer of the non-contact UEP seawater transducer contains the supply and measuring transformers located in the dielectric casing with windings located on the toroidal cores, the primary measuring transducer of the seawater temperature transducer and the dielectric housing of the primary measuring transducer of the non-contact UEP of seawater, made with an opening for the flow of sea water, is installed in the holes made in the casing, the axes of which are perpendicular to the cylindrical surface of the casing and are located in the symmetry plane of the casing, which has openings for draining sea water, flowing through an opening in the dielectric casing of the primary measuring transducer of the non-contact transducer of UEP of sea water and inclined openings in the body of the primary measuring transducer of the sea water temperature transducer, and openings providing access of sea water to the primary pressure transducer, the outer cylindrical surface of the dielectric housing of the primary measuring transducer of the non-contact UEP transducer of sea water from the incoming flow side is interfaced with the outer surface of the casing, each measuring the unit has a sealed compartment in which the electronic module unit is located second, sealed compartment has a sealed cable entry.
RU2007106178/28A 2007-02-19 2007-02-19 Conformable converter of sea water hydrophysical parameters RU2334223C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007106178/28A RU2334223C1 (en) 2007-02-19 2007-02-19 Conformable converter of sea water hydrophysical parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007106178/28A RU2334223C1 (en) 2007-02-19 2007-02-19 Conformable converter of sea water hydrophysical parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2334223C1 true RU2334223C1 (en) 2008-09-20

Family

ID=39868087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007106178/28A RU2334223C1 (en) 2007-02-19 2007-02-19 Conformable converter of sea water hydrophysical parameters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334223C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453833C2 (en) * 2010-05-06 2012-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет" Method of identifying and classifying pollution of freshwater environment and apparatus for realising said method
CN108917853A (en) * 2018-08-28 2018-11-30 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 A kind of thermohaline depth sensor and its control method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453833C2 (en) * 2010-05-06 2012-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет" Method of identifying and classifying pollution of freshwater environment and apparatus for realising said method
CN108917853A (en) * 2018-08-28 2018-11-30 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 A kind of thermohaline depth sensor and its control method
CN108917853B (en) * 2018-08-28 2024-04-19 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 Temperature and salt depth sensor and control method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101674373B1 (en) Sensor for monitoring corrosion and method for manufacturinf same
AU2007225560B2 (en) Electric field sensor for marine environments
CN101443098A (en) Device for measuring permeate flow and permeate conductivity of individual reverse osmosis membrane elements
US4808931A (en) Conductivity probe
CN109031265A (en) A kind of sewage discharge is traced to the source positioning system and method
RU2334223C1 (en) Conformable converter of sea water hydrophysical parameters
CN106560709B (en) Happen suddenly water pollution source traceability system and method
CN109060888A (en) A kind of sampling method and device
CN111854703A (en) Integrated warm salt deep flow detection device, system and method
CN101710089A (en) Method for measuring water content and mineralization degree of ionic conductor and apparatus thereof
CN212159645U (en) Be used for glider on-board temperature salt depth measuring apparatu detection device under water
RU62705U1 (en) CONFORMAL CONVERTER OF HYDROPHYSICAL PARAMETERS OF SEA WATER
CN103913634A (en) Rock-ore specimen true electrical parameter testing method and device
RU59256U1 (en) SYSTEM FOR MEASURING HYDROPHYSICAL PARAMETERS OF SEA WATER
RU2320975C1 (en) Method of measuring density of sea water at high depths from submarine
RU85660U1 (en) DEVICE FOR MEASURING HYDROPHYSICAL PARAMETERS OF SEA WATER
JP2006145360A (en) Independent type underground survey instrument, cable type underground survey instrument, and submarine underground survey method
RU58712U1 (en) CONVERTER OF HYDROPHYSICAL PARAMETERS OF SEA WATER
US7130780B2 (en) Method and instrument for electronically recording and imaging fluid washover via measuring characteristics of the fluid at multiple locations simultaneously
FI74540B (en) SYSTEM OCH ANORDNING FOR MAETNING AV EN VAETSKAS HOEJDNIVAO.
CN106560710B (en) Water quality monitoring system and method based on improved 3V models
RU102263U1 (en) WATER ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM TO ENSURE SAFETY OF MARINE ACTIVITIES
US20190204142A1 (en) Method for producing an electrical impedance tomographic image of an accoustic field and a system for performing said method
SU959010A1 (en) Surfacing probe for measuring water hydrophysical parameters
RU40472U1 (en) SOUND SPEED METER IN LIQUID

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner