RU2606203C2 - Устройство для измерения микровозмущений водной поверхности, вызванных процессами в стратифицированной по плотности среде - Google Patents
Устройство для измерения микровозмущений водной поверхности, вызванных процессами в стратифицированной по плотности среде Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606203C2 RU2606203C2 RU2014153429A RU2014153429A RU2606203C2 RU 2606203 C2 RU2606203 C2 RU 2606203C2 RU 2014153429 A RU2014153429 A RU 2014153429A RU 2014153429 A RU2014153429 A RU 2014153429A RU 2606203 C2 RU2606203 C2 RU 2606203C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- sensor
- water surface
- liquid
- water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C13/00—Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения параметров поверхностного волнения жидкостей. Данное устройство может быть применено для исследования волновых процессов на поверхности жидкости, как в натурных, так и в лабораторных условиях, например для определения микро возмущений (порядка десятков микрон) водной поверхности при наличии низкочастотных волн значительной амплитуды (порядка пяти-десяти сантиметров). В предлагаемом устройстве в качестве датчика поверхностного волнения (возмущения) использован бесконтактный емкостной датчик, представляющий собой конденсатор. Одна обкладка конденсатора выполнена в виде пластины из проводящего материала (например, в виде металлического диска), а второй обкладкой является проводящая жидкость (например, вода), волнение (возмущение) поверхности которой измеряется. Пластина бесконтактного емкостного датчика закреплена на подвижной относительно поверхности жидкости штанге подъемно-опускного механизма. В подъемно-опускном механизме обеспечивается поддержание постоянного заданного расстояния между пластиной датчика и поверхностью жидкости за счет применения отрицательной обратной связи. Технический результат заключается в возможности измерения высокочастотных микро колебаний водной поверхности при наличии низкочастотных возмущений большой амплитуды. Устройство может быть использовано для определения корреляции между данными, полученными радиолокационными методами исследованиями водной поверхности и ее реальным состоянием. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения параметров поверхностного волнения жидкостей. Данное устройство может быть применено для исследования волновых процессов на поверхности жидкости, как в натурных, так и в лабораторных условиях, например, для определения микровозмущений (порядка десятков микрон) водной поверхности при наличии низкочастотных волн значительной амплитуды (порядка пяти-десяти сантиметров).
Известны устройства для измерения поверхностного волнения: поплавковые, струнные, гидростатические и др. Как правило, они все контактного типа с погружаемой частью емкостного датчика.
Наиболее близким по существу к предлагаемому изобретению является устройство с использованием струнного емкостного датчика поверхностного волнения, описанное в авторском свидетельстве «Способ определения параметров волн и устройство для его осуществления» (SU 1432333 от 23.10.1988 г., G01C 13/00) - прототип, принцип работы которого основан на изменении емкости конденсатора, одна обкладка которого образована изолированной металлической струной, а другой обкладкой является вода, также устройство содержит усилительные и обрабатывающие информацию со струнного емкостного датчика поверхностного волнения блоки.
Недостатком известного решения является невозможность измерения микроколебаний водной поверхности по причине прилипания жидкости к погруженной части струнного датчика и его загрязнения на границе раздела вода-воздух.
Известны бесконтактные емкостные датчики для измерения расстояний, работающие на принципе изменения емкости конденсатора в случае, когда одна его обкладка образована пластиной самого датчика, а вторая обкладка образована проводящей поверхностью, до которой измеряется расстояние.
Бесконтактные емкостные датчики обладают высокой чувствительностью, однако, практически не используются для измерения колебаний водной поверхности из-за их не большого динамического диапазона, что также делает невозможным их применение при наличии низкочастотных колебаний водной поверхности значительной амплитуды.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности измерения микровозмущений водной поверхности при наличии низкочастотных колебаний значительной амплитуды.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве в качестве датчика поверхностного волнения (возмущения) использован бесконтактный емкостной датчик, представляющий собой конденсатор, одна обкладка которого выполнена в виде пластины из проводящего материала (например, в виде металлического диска), а второй обкладкой является проводящая жидкость (например, вода), волнение (возмущение) поверхности которой измеряется, при этом пластина бесконтактного емкостного датчика закреплена на подвижной относительно поверхности жидкости штанге подъемно-опускного механизма, который обеспечивает поддержание постоянного заданного расстояния между пластиной датчика и поверхностью жидкости.
Предлагаемое устройство состоит из бесконтактного емкостного датчика поверхностного волнения (возмущения), представляющего собой конденсатор, одна обкладка которого выполнена в виде пластины из проводящего материала, а второй обкладкой является проводящая жидкость (например, вода), волнение (возмущение) поверхности которой измеряется, преобразователя емкости датчика в напряжение, усилителя-линеализатора, фильтра низкой частоты, сумматора, задатчика расстояния между пластиной датчика и поверхностью проводящей жидкости, подъемно-опускного механизма с подвижной относительно поверхности жидкости штангой, схемы управления подъемно-опускным механизмом.
В устройстве реализована цепь отрицательной обратной связи, позволяющая поддерживать постоянное расстояние между пластиной бесконтактного емкостного датчика и поверхностью проводящей жидкости.
Сущность изобретения поясняется Фиг. 1, на которой представлена блок-схема устройства и приняты следующие обозначения его составных частей:
1 - пластина бесконтактного емкостного датчика;
2 - преобразователь емкости датчика в напряжение;
3 - усилитель-линеализатор;
4 - фильтр низкой частоты;
5 - сумматор;
6 - задатчик расстояния между пластиной датчика и поверхностью жидкости;
7 - схема управления подъемно-опускным механизмом;
8 - подъемно-опускной механизм;
9 - штанга подъемно-опускного механизма.
Пластина 1 бесконтактного емкостного датчика жестко соединена со штангой 9 подъемно-опускного механизма 8. Емкость емкостного датчика обратно пропорциональна расстоянию между его пластиной 1 и поверхностью жидкости (водной поверхностью) и преобразуется преобразователем 2 в напряжение и усиливается усилителем-линеализатором 3, с выхода которого сигнал поступает на внешнее устройство (на фиг.1 - «Выход») для обработки информации о высокочастотном микроволнении поверхности жидкости (водной поверхности) и в фильтр низкой частоты 4, частота среза которого определяет максимальную частоту колебаний водной поверхности большой амплитуды, после которого сигнал поступает на первый вход сумматора 5. На второй вход сумматора 5 подается сигнал с задатчика 6 расстояния между пластиной датчика и водной поверхностью. С выхода сумматора 5 сигнал поступает на схему 7 управления подъемно-опускным механизмом 8. Подъемно-опускной механизм 8, управляемый схемой 7, перемещает штангу 9, которая соединена с пластиной 1 емкостного датчика, чем обеспечивает поддержание постоянного расстояния между ней и поверхностью жидкости, заданного задатчиком 6.
Таким образом, реализованная в устройстве цепь отрицательной обратной связи позволяет удерживать пластину бесконтактного емкостного датчика на заданном расстоянии от поверхности жидкости посредством отслеживания низкочастотных колебаний водной поверхности большой амплитуды, что, в свою очередь, позволяет бесконтактному емкостному датчику отслеживать высокочастотные микроколебания поверхности жидкости.
Технический эффект предложения заключается в возможности измерения высокочастотных микроколебаний водной поверхности при наличии низкочастотных возмущений большой амплитуды и может быть использовано, например, для определения корреляции между данными, полученными радиолокационными методами исследованиями водной поверхности и ее реальным состоянием.
Claims (1)
- Устройство для измерения микровозмущений водной поверхности, вызванных процессами в стратифицированной по плотности среде, состоящее из датчика поверхностного волнения, усилительных и обрабатывающих информацию с датчика поверхностного волнения блоков, отличающееся тем, что в качестве датчика поверхностного волнения (возмущения) использован бесконтактный емкостной датчик, одна обкладка которого выполнена в виде пластины из проводящего материала, а второй обкладкой является проводящая жидкость (например, вода), волнение (возмущение) поверхности которой измеряется, в устройство введены подъемно-опускной механизм с подвижной относительно поверхности проводящей жидкости штангой, задатчик расстояния между пластиной бесконтактного емкостного датчика и поверхностью проводящей жидкости, фильтр низкой частоты, сумматор, схема управления подъемно-опускным механизмом, при этом пластина бесконтактного емкостного датчика закреплена на штанге подъемно-опускного механизма, и в устройстве реализована отрицательная обратная связь, обеспечивающая поддержание постоянного заданного расстояния между пластиной бесконтактного емкостного датчика и поверхностью проводящей жидкости.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014153429A RU2606203C2 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Устройство для измерения микровозмущений водной поверхности, вызванных процессами в стратифицированной по плотности среде |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014153429A RU2606203C2 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Устройство для измерения микровозмущений водной поверхности, вызванных процессами в стратифицированной по плотности среде |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014153429A RU2014153429A (ru) | 2016-07-20 |
RU2606203C2 true RU2606203C2 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=56413264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014153429A RU2606203C2 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Устройство для измерения микровозмущений водной поверхности, вызванных процессами в стратифицированной по плотности среде |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2606203C2 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU446746A1 (ru) * | 1973-01-19 | 1974-10-15 | Государственный Океанографический Институт | Способ определени орбитальных скоростей волнового движени поверхности мор |
SU918787A1 (ru) * | 1979-12-21 | 1982-04-07 | Морской гидрофизический институт АН УССР | Устройство дл измерени параметров ветровых волн |
SU1059426A1 (ru) * | 1982-11-11 | 1983-12-07 | Предприятие П/Я В-8662 | Устройство дл определени параметров волн |
SU1432333A1 (ru) * | 1986-11-13 | 1988-10-23 | Московский Институт Инженеров Геодезии,Аэрофотосъемки И Картографии | Способ определени параметров волн и устройство дл его осуществлени |
JPH0534450A (ja) * | 1991-08-01 | 1993-02-09 | Furuno Electric Co Ltd | 超音波波高計 |
RU2410643C1 (ru) * | 2009-06-30 | 2011-01-27 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН | Способ измерения углов наклона и высоты волнения водной поверхности относительно ее равновесного состояния |
JP5034450B2 (ja) * | 2006-11-10 | 2012-09-26 | 凸版印刷株式会社 | カラーフィルタの製造方法 |
-
2014
- 2014-12-29 RU RU2014153429A patent/RU2606203C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU446746A1 (ru) * | 1973-01-19 | 1974-10-15 | Государственный Океанографический Институт | Способ определени орбитальных скоростей волнового движени поверхности мор |
SU918787A1 (ru) * | 1979-12-21 | 1982-04-07 | Морской гидрофизический институт АН УССР | Устройство дл измерени параметров ветровых волн |
SU1059426A1 (ru) * | 1982-11-11 | 1983-12-07 | Предприятие П/Я В-8662 | Устройство дл определени параметров волн |
SU1432333A1 (ru) * | 1986-11-13 | 1988-10-23 | Московский Институт Инженеров Геодезии,Аэрофотосъемки И Картографии | Способ определени параметров волн и устройство дл его осуществлени |
JPH0534450A (ja) * | 1991-08-01 | 1993-02-09 | Furuno Electric Co Ltd | 超音波波高計 |
JP5034450B2 (ja) * | 2006-11-10 | 2012-09-26 | 凸版印刷株式会社 | カラーフィルタの製造方法 |
RU2410643C1 (ru) * | 2009-06-30 | 2011-01-27 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН | Способ измерения углов наклона и высоты волнения водной поверхности относительно ее равновесного состояния |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014153429A (ru) | 2016-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Murran et al. | Capacitance-based droplet position estimator for digital microfluidic devices | |
Dagamseh et al. | Dipole-source localization using biomimetic flow-sensor arrays positioned as lateral-line system | |
FI2986966T3 (fi) | Laite ja menetelmä saostumien havaitsemiseen ja analysointiin | |
Park et al. | Optomechanical measurement of the stiffness of single adherent cells | |
Saalbach et al. | Self-sensing cavitation detection in ultrasound-induced acoustic cavitation | |
Pratap et al. | Fluid spectroscopy with piezoelectric ultrasound mems transducers | |
Kong et al. | Thin-film sensor for fatigue crack sensing and monitoring in steel bridges under varying crack propagation rates and random traffic loads | |
RU2606203C2 (ru) | Устройство для измерения микровозмущений водной поверхности, вызванных процессами в стратифицированной по плотности среде | |
CN102621036A (zh) | 一种采用压阻式微悬臂梁在线快速测量流体密度的方法 | |
Clara et al. | A viscosity and density sensor based on diamagnetically stabilized levitation | |
Grant et al. | BEAST—A portable device for quantification of erosion in natural intact sediment cores | |
Xu et al. | An embedded ultrasonic sensor for monitoring acoustic emissions in laboratory earthquake experiments | |
Semenov et al. | Device for measurement and control of humidity in crude oil and petroleum products | |
Uhlig et al. | Lorentz force eddy current testing: validation of numerical results | |
US20190072528A1 (en) | Determining the microstructure and properties of materials using acoustic signal processing | |
RU2564823C1 (ru) | Устройство для обнаружения дефектов малых линейных размеров | |
EA026858B1 (ru) | Способ измерения контактной разности потенциалов | |
RU2735315C1 (ru) | Измеритель параметров поверхности жидкости | |
US20180164252A1 (en) | Field device for determining fluid properties comprising a fluid sensor, a temperature sensor and a processing facility mounted on a fluid vessel | |
Zhu et al. | Research on calibration for measuring vibration of low frequency | |
Zyatkov et al. | Capacitive sensitive elements with ferrofluid for sensor of magnetic field | |
LIM et al. | Development of Dual PZT Based Impedance Measurement Techniques for Large-Scale Structures | |
Yangyang et al. | Acoustic depth sounder | |
Antlinger et al. | Ultrasonic piezoelectric tube resonator for physical liquid property sensing | |
Wang et al. | Study on monitoring and estimating soil physical properties using piezoceramic transducer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171230 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20191211 |