RU2682080C1 - Method for measuring temperature, pressure and density section in liquid - Google Patents

Method for measuring temperature, pressure and density section in liquid Download PDF

Info

Publication number
RU2682080C1
RU2682080C1 RU2018119615A RU2018119615A RU2682080C1 RU 2682080 C1 RU2682080 C1 RU 2682080C1 RU 2018119615 A RU2018119615 A RU 2018119615A RU 2018119615 A RU2018119615 A RU 2018119615A RU 2682080 C1 RU2682080 C1 RU 2682080C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
resistance
temperature
section
conductor
Prior art date
Application number
RU2018119615A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Александрович Гайский
Павел Витальевич Гайский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС)
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 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС)
Priority to RU2018119615A priority Critical patent/RU2682080C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2682080C1 publication Critical patent/RU2682080C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00Thermometers specially adapted for specific purposes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0002Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in ohmic resistance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/04Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing technology.SUBSTANCE: invention is intended for use in oceanology and can be used in other areas. Essence of the invention lies in the fact that distributed thermal section gauges are used, each containing n modulated by line sensitivity for the functions {<p, (z)},of conductors. Three thermal section gauges with different temperature (α) and strain-gauge (β) sensitivity. They are put in a common soft shell and set in the medium along the measured section. Resistance of the conductorsis measured and the temperature section θ{z), pressure P(z) and density ρ(z) is determined by the formulas:,,, where z is the spatial coordinate along the profile (in particular, depth);, b– decomposition coefficients θ(z) and P(z) by the basis of orthogonal functions {ϕ(z)},,and the coefficientsand bare determined from the solution of n systems of equations of the type of αa+βb+αβc=R(i, j),, wherefor j=0;for;R– integrated measured resistance of the 0th conductor (unmodulated) of the i-th section gauge; R– integrated measured resistance of j-th conductor, modulated by the function ϕ(z) with amplitude rrelated to the constant component r; R– equivalent conductor resistance of the i-th profiler with constant linear resistance runder initial conditions; dP(z)/dz is the derivative with respect to the pressure section at the point z; g(ϕ, z) – acceleration of free fall depending on the geographical latitude of the place ϕ and the depth of the point z on the section.EFFECT: simultaneous measurement of temperature, pressure and density sections with increased accuracy.1 cl

Description

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для использования в океанологии и может использоваться в других областях. Одной из основных целей экспедиционных океанологических исследований является получение вертикальных профилей температуры и плотности в координатах температура-глубина и плотность-глубина, необходимых для использования в современных термодинамических моделях [Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях. Л.: Гидрометеоиздат. 1977. 725 с.].The invention relates to measuring equipment, is intended for use in oceanology and can be used in other fields. One of the main goals of expeditionary oceanological research is to obtain vertical profiles of temperature and density in coordinates of temperature-depth and density-depth, which are necessary for use in modern thermodynamic models [Guide to hydrological work in oceans and seas. L .: Hydrometeoizdat. 1977. 725 p.].

Плотность морской воды в современных массовых измерениях непосредственно в среде не измеряется, а вычисляется по уравнению состояния из совокупных измерений электропроводности, температуры и давления или скорости звука, температуры и давления. Уравнение состояния для океанических вод связывает эти величины с погрешностью тысячных долей процента (последнее уточнение TEOS-10) [IOC, SCOR and IAPSO, 2010: The international thermodynamic equation of seawater - 2010: Calculation and use of thermodynamic properties. Intergovernmental Oceanog0raphic Commission, Manuals and Guides No. 56, UNESCO (English), 196 pp. (Available from http:www.TEOS-10.org)]. Однако для прибрежных вод и морей оно имеет поправки, которые периодически уточняются, и будут уточняться впредь. Желательно исключить использование уравнения состояния морской воды из способа определения профиля плотности.The density of sea water in modern mass measurements is not directly measured in the medium, but is calculated by the equation of state from the combined measurements of electrical conductivity, temperature and pressure, or the speed of sound, temperature and pressure. The ocean equation of state associates these values with an error of thousandths of a percent (last update TEOS-10) [IOC, SCOR and IAPSO, 2010: The international thermodynamic equation of seawater - 2010: Calculation and use of thermodynamic properties. Intergovernmental Oceanographic Commission, Manuals and Guides No. 56, UNESCO (English), 196 pp. (Available from http: www.TEOS-10.org)]. However, for coastal waters and seas, it has amendments that are periodically updated and will be updated in the future. It is desirable to exclude the use of the equation of state of sea water from the method for determining the density profile.

Способ получения CTD (электропроводность, температура, давление) профилей зондированием с борта судна на океанологических станциях содержит также методическую погрешность временной изменчивости (до нескольких процентов за несколько часов выполнения зондирования), которая в принятой технологии измерений игнорируется.The method of obtaining CTD (electrical conductivity, temperature, pressure) profiles by sounding from the ship at oceanological stations also contains a methodological error of temporal variability (up to several percent for several hours of sounding), which is ignored in the adopted measurement technology.

Способ измерения дискретных мгновенных профилей гидрофизических величин с помощью гирлянд точечных измерителей, расположенных на нескольких горизонтах на подвесках буйковых станций содержит существенную погрешность дискретизации, поскольку измерителей на горизонтах много не бывает.The method for measuring discrete instantaneous profiles of hydrophysical quantities using garlands of point meters located at several horizons on the suspensions of buoy stations contains a significant sampling error, since there are not many meters at the horizons.

Известны измерители мгновенного профиля температуры, термопрофилемеры [А.С. 808872 СССР, G01K 7/00. Устройство для измерения температуры. В.А. Гайский. Опубл. 28.02.1981. Бюл. №8], с использованием распределенных датчиков температуры, погонные термочувствительности которых модулированы по функциям из ортогонального базиса. Поскольку термодатчики имеют чувствительность к давлению, то требуется защита их от давления для исключения погрешности от тензоэффекта. Это приводит к повышению тепловой инерции и возрастанию динамической погрешности.Known meters instantaneous temperature profile, thermal profiles [A.S. 808872 USSR, G01K 7/00. Device for measuring temperature. V.A. Gaisky. Publ. 02/28/1981. Bull. No. 8], using distributed temperature sensors, the linear thermal sensitivity of which is modulated by functions from the orthogonal basis. Since the temperature sensors are sensitive to pressure, their protection against pressure is required to eliminate errors from the strain effect. This leads to an increase in thermal inertia and an increase in dynamic error.

Известны измерители профиля упругих деформаций с использованием распределенных тензометров с модуляцией погонной тензочувствительности также по функциям из ортогонального базиса [А.С. 937998 СССР, G01B 7/18. Устройство для измерения упругих деформаций конструкций. В.А. Гайский, А.Т. Гопко, А.К. Ерохин, И.Ю. Немеш. Опубл. 26.06.1982. Бюл. №23]. Однако такие распределенные тензометры имеют чувствительность к температуре и необходимо исключение погрешности от влияния температуры.Known gauges for the profile of elastic deformations using distributed strain gauges with modulation of linear strain sensitivity also according to functions from the orthogonal basis [A.S. 937998 USSR, G01B 7/18. Device for measuring elastic deformation of structures. V.A. Gaysky, A.T. Gopko, A.K. Erokhin, I.Yu. Nemesh. Publ. 06/26/1982. Bull. No. 23]. However, such distributed strain gauges have a sensitivity to temperature and it is necessary to exclude errors from the influence of temperature.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение одновременного измерения мгновенных профилей температуры, давления и плотности с повышением точности за счет исключения погрешности измерения температуры от тензоэффекта и снижения динамической погрешности за счет уменьшения показателя тепловой инерции и исключения погрешности от влияния температуры при измерении давления.The aim of the invention is to provide simultaneous measurement of instantaneous temperature, pressure and density profiles with increasing accuracy by eliminating the temperature measurement error from the strain effect and reducing dynamic error by reducing the thermal inertia and eliminating the error from the influence of temperature when measuring pressure.

Прототипа предлагаемого способа не найдено.A prototype of the proposed method was not found.

Эта цель достигается тем, что используют три распределенных профилемера из проводников с разными коэффициентами температурной

Figure 00000001
и тензо
Figure 00000002
чувствительности и с погонными функциями чувствительности к температуре и давлению каждого из n проводников, которые промодулированы по функциям из ортогонального базиса {ϕj(z)},
Figure 00000003
, помещают их в общую мягкую оболочку и устанавливают в среде вдоль траектории измеряемых профилей θ(z) и P(z), измеряют интегральные сопротивления проводников
Figure 00000004
и определяют профиль температуры по формулеThis goal is achieved by using three distributed profilers of conductors with different temperature coefficients
Figure 00000001
and tenzo
Figure 00000002
sensitivity and with linear functions of sensitivity to temperature and pressure of each of n conductors, which are modulated by functions from the orthogonal basis {ϕ j (z)},
Figure 00000003
place them in a common soft shell and install them in the medium along the trajectory of the measured profiles θ (z) and P (z), measure the integral resistances of the conductors
Figure 00000004
and determine the temperature profile by the formula

Figure 00000005
,
Figure 00000005
,

профиль давления по формуле

Figure 00000006
,pressure profile according to the formula
Figure 00000006
,

Профиль плотности по формулеThe density profile according to the formula

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

где z - пространственная координата по профилю (в частности, глубина); a j - коэффициент разложения профиля температуры θ(z) по базису ортогональных функций {ϕj(z)},

Figure 00000008
; bj - коэффициент разложения профиля давления P(z) по базису ортогональных функций {ϕj(z)},
Figure 00000009
, причем коэффициенты aj и bj определяются из решения n систем уравнений
Figure 00000009
видаwhere z is the spatial coordinate along the profile (in particular, depth); a j is the coefficient of expansion of the temperature profile θ (z) along the basis of orthogonal functions {ϕ j (z)},
Figure 00000008
; b j is the expansion coefficient of the pressure profile P (z) along the basis of orthogonal functions {ϕ j (z)},
Figure 00000009
and the coefficients a j and b j are determined from the solution of n systems of equations
Figure 00000009
kind of

αi a jibjiβicj=R(i, j),α i a j + β i b j + α i β i c j = R (i, j),

где

Figure 00000010
для j=0;
Figure 00000011
для
Figure 00000012
;Where
Figure 00000010
for j = 0;
Figure 00000011
for
Figure 00000012
;

Ri0 - интегральное измеренное сопротивление 0-го проводника (немодулированного) i-го профилемера; Rij - интегральное измеренное сопротивление j-го проводника, модулированного функций ϕj(z) с амплитудой rim на фоне постоянной составляющей rim; Rim - эквивалентное сопротивление проводника i-го профилемера с постоянным погонным сопротивлением rim при начальных условиях; dP(z)/dz - производная по профилю давления в точке z; g(ϕ, z) - ускорение свободного падения в зависимости от географической широты места ϕ и глубины точки z на профиле.R i0 is the integral measured resistance of the 0th conductor (unmodulated) of the i-th profiler; R ij is the integral measured resistance of the jth conductor, modulated functions ϕ j (z) with amplitude r im against the background of the constant component r im ; R im is the equivalent resistance of the conductor of the i-th profiler with a constant linear resistance r im under initial conditions; dP (z) / dz is the derivative with respect to the pressure profile at the point z; g (ϕ, z) is the acceleration of gravity depending on the geographical latitude of the place ϕ and the depth of the point z on the profile.

Рассмотрим обоснование предлагаемого способа. Считаем, что для резисторного датчика с известными коэффициентами температурной θ чувствительности по сопротивлению α и сжимаемости β по давлению Р справедливо уравнение для сопротивленияConsider the rationale for the proposed method. We believe that for a resistor sensor with known coefficients of temperature sensitivity θ for resistance α and compressibility β for pressure P, the equation for resistance

Figure 00000013
Figure 00000013

где R00 - известное начальное сопротивление датчика при начальной (нулевой 0°C) температуре и атмосферном (нулевом P=0) давлении.where R 00 is the known initial resistance of the sensor at the initial (zero 0 ° C) temperature and atmospheric (zero P = 0) pressure.

Распределенный вдоль z датчик будет воспринимать профили θ(z) и P(z) в зависимости от модуляции погонной чувствительности к θ и Р. Для восстановления θ(z) и P(z) удобно воспользоваться разложением профилей θ(z), P(z) и θ(z) P(z) по функциям ϕj(z) из ортогонального базиса {ϕj(z)},

Figure 00000014
The sensor distributed along z will perceive the profiles θ (z) and P (z) depending on the modulation of the linear sensitivity to θ and P. To restore θ (z) and P (z), it is convenient to use the expansion of the profiles θ (z), P (z ) and θ (z) P (z) with respect to the functions ϕ j (z) from the orthogonal basis {ϕ j (z)},
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Для определения каждого из коэффициентов a j, bj и cj используется отдельный проводной датчик с погонной чувствительностью, промодулированной по R00 по функции ϕj(z).To determine each of the coefficients a j , b j and c j , a separate wire sensor with linear sensitivity modulated according to R 00 according to the function ϕ j (z) is used.

Функция ϕ0(z)=1, т.е. распределенный проводной датчик для определения а 0, b0 и с0 не имеет модуляции и имеет погонное сопротивлениеThe function ϕ 0 (z) = 1, i.e. distributed wire sensor to determine a 0 , b 0 and c 0 does not have modulation and has linear resistance

Figure 00000019
Figure 00000019

Тогда для сопротивлений запишемThen we write for resistances

Figure 00000020
Figure 00000020

и 0-го проводникаand 0th conductor

Figure 00000021
Figure 00000021

где L - длина проводника.where L is the length of the conductor.

Развернем выражение (8)Expand the expression (8)

Figure 00000022
Figure 00000022

Рассмотрим слагаемые выражения (9)Consider the terms of expression (9)

Figure 00000023
Figure 00000023

Figure 00000024
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000025

Figure 00000026
Figure 00000026

Из выражения (9), подставляя (10-13), получимFrom the expression (9), substituting (10-13), we obtain

Figure 00000027
Figure 00000027

Для определения неизвестных а 0, b0 и c0 необходимо три распределенных проводниках с разными αi, βi

Figure 00000028
.To determine the unknowns a 0 , b 0 and c 0 , three distributed conductors with different α i , β i
Figure 00000028
.

Для трех распределенных проводников получим три уравнения вида (14), которые представим как систему линейных алгебраических уравнений с тремя неизвестнымиFor three distributed conductors, we obtain three equations of the form (14), which we represent as a system of linear algebraic equations with three unknowns

Figure 00000029
Figure 00000029

Определитель системы имеет видThe determinant of the system has the form

Figure 00000030
Figure 00000030

И система имеет решение относительно неизвестных a 0 и b0, неизвестное c0 находить нет необходимости.And the system has a solution regarding the unknowns a 0 and b 0 , unknown c 0 it is not necessary to find.

При модуляции Ri0 по функциям ϕj(z) для

Figure 00000031
, являющимися знакопеременными, примемWhen modulating R i0 with respect to the functions ϕ j (z) for
Figure 00000031
which are alternating, we accept

Figure 00000032
Figure 00000032

и получимand get

Figure 00000033
Figure 00000033

Раскроем выражение (18)Expand expression (18)

Figure 00000034
Figure 00000034

Рассмотрим слагаемые выражения (19)Consider the terms of expression (19)

Figure 00000035
;
Figure 00000035
;

Figure 00000036
;
Figure 00000036
;

Figure 00000037
;
Figure 00000037
;

Figure 00000038
Figure 00000038

Figure 00000039
;
Figure 00000039
;

Figure 00000040
;
Figure 00000040
;

Figure 00000041
;
Figure 00000041
;

Figure 00000042
.
Figure 00000042
.

Перепишем выражение (19)Rewrite Expression (19)

Figure 00000043
Figure 00000043

Учитывая (15),

Figure 00000044
Given (15),
Figure 00000044

получим из (21)we obtain from (21)

Figure 00000045
Figure 00000045

где Rij - измеренное сопротивление j-го проводника i-го профилемера, промодулированного по функции ϕj(z); Ri0 - измеренное сопротивление 0-го проводника i-го профилемера, промодулированного по функции ϕj(z)=rim; Rim - сопротивление проводника со средним уровнем модуляции rim j-х проводников

Figure 00000046
.where R ij is the measured resistance of the j-th conductor of the i-th profiler, modulated by the function ϕ j (z); R i0 is the measured resistance of the 0th conductor of the i-th profiler, modulated by the function ϕ j (z) = r im ; R im - resistance of the conductor with an average modulation level r im j-x conductors
Figure 00000046
.

Далее неизвестные a j и bj определяются из решения системы из трех уравнений (23) при

Figure 00000047
. Поскольку
Figure 00000048
, т.е. 2⋅(n-1) неизвестных определяются из (n-1) систем уравнений вида (23), определитель (16) всех систем один и тот же.Further, the unknowns a j and b j are determined from the solution of the system of three equations (23) for
Figure 00000047
. Insofar as
Figure 00000048
, i.e. 2⋅ (n-1) unknowns are determined from (n-1) systems of equations of the form (23), the determinant (16) of all systems is the same.

Таким образом, все коэффициенты разложения a j и bj,

Figure 00000046
, θ(z) и P(z) по ортогональным функциям {ϕj(z)} определены и можно использовать формулы (2) и (3). При использовании способа предполагается, что коэффициенты αi и βi известны из справочных данных для конкретных материалов проводников. Однако эти значения могут быть неточными, поэтому целесообразно их определить при градуировке. Для этого каждый распределенный профилемер надо поместить в три различных состояния известных температуры и давления, для формирования системы уравнений вида, например,Thus, all the expansion coefficients a j and b j ,
Figure 00000046
, θ (z) and P (z) with respect to the orthogonal functions {ϕ j (z)} are defined and formulas (2) and (3) can be used. When using the method, it is assumed that the coefficients α i and β i are known from the reference data for specific materials of conductors. However, these values may be inaccurate, so it is advisable to determine them during calibration. To do this, each distributed profiler must be placed in three different states of known temperature and pressure, to form a system of equations of the form, for example,

Figure 00000049
,
Figure 00000049
,

Figure 00000050
Figure 00000050

Figure 00000051
,
Figure 00000051
,

где Ri01, Ri02, Ri03 - сопротивление проводника 0-ой орты при разных

Figure 00000052
и
Figure 00000053
.where R i01 , R i02 , R i03 - resistance of the conductor of the 0th unit at different
Figure 00000052
and
Figure 00000053
.

Решение трех систем из трех уравнений, каждая вида (24), с общим определителемThe solution of three systems of three equations, each of the form (24), with a common determinant

Figure 00000054
Figure 00000054

дает значения α1, α2, α3 и β1, β2, β3.gives values α 1 , α 2 , α 3 and β 1 , β 2 , β 3 .

Для определения профиля плотности ρ(z) воспользуемся уравнением гидростатики [Забурдаев В.И., Гайский В.А. Практические формулы взаимосвязи давления и глубины в Черном море. Морской гидрофизический журнал. 2002. №6. С. 16-17; Динамика океана. Под редакцией Ю.П. Доронина. Л.: Гидрометеоиздат. 1980. 304 с.].To determine the density profile ρ (z), we use the hydrostatic equation [Zaburdaev V.I., Gaysky V.A. Practical formulas for the relationship of pressure and depth in the Black Sea. Marine hydrophysical journal. 2002. No.6. S. 16-17; Ocean dynamics. Edited by Yu.P. Doronin. L .: Hydrometeoizdat. 1980. 304 p.].

Figure 00000055
Figure 00000055

где g(ϕ, z) - ускорение свободного падения, зависящее от географической широты места ϕ и глубины zwhere g (ϕ, z) is the acceleration of gravity, depending on the geographical latitude of the place ϕ and depth z

Figure 00000056
Figure 00000056

Figure 00000057
Figure 00000057

Таким образом, имеем одновременно все три мгновенных профиля: температуры θ(z), давления P(z) и плотности ρ(z).Thus, we have simultaneously all three instantaneous profiles: temperature θ (z), pressure P (z) and density ρ (z).

Claims (10)

Способ измерения профилей температуры, давления и плотности в жидкости с использованием распределенных профилемеров, содержащих по n модулированных по погонной чувствительности по функциям из ортогонального базиса
Figure 00000058
проводников, отличающийся тем, что используют три распределенных профилемера из проводников с разной температурной (αi) и тензо (βi) чувствительностью
Figure 00000059
помещают их в общую мягкую оболочку и устанавливают в среде вдоль траектории измеряемых профилей, измеряют интегральные сопротивления проводников
Figure 00000060
и определяют профиль температуры по формуле
A method for measuring temperature, pressure and density profiles in a liquid using distributed profilers containing n modulated by linear sensitivity for functions from the orthogonal basis
Figure 00000058
conductors, characterized in that they use three distributed profilers of conductors with different temperature (α i ) and tenso (β i ) sensitivity
Figure 00000059
they are placed in a common soft shell and installed in the medium along the trajectory of the measured profiles, the integrated resistances of the conductors are measured
Figure 00000060
and determine the temperature profile by the formula
Figure 00000061
Figure 00000061
профиль давления по формулеpressure profile according to the formula
Figure 00000062
Figure 00000062
профиль плотности по формулеdensity profile according to the formula
Figure 00000063
Figure 00000063
где z - пространственная координата по профилю (в частности, глубина); aj, bj -коэффициенты разложения профилей температуры θ(z) и давления P(z) по базису ортогональных функций
Figure 00000064
причем коэффициенты aj и bj определяются из решения n систем уравнений
Figure 00000065
вида
where z is the spatial coordinate along the profile (in particular, depth); a j , b j are the expansion coefficients of the temperature profiles θ (z) and pressure P (z) in terms of the basis of orthogonal functions
Figure 00000064
moreover, the coefficients a j and b j are determined from the solution of n systems of equations
Figure 00000065
kind of
Figure 00000066
Figure 00000066
где
Figure 00000067
для j=0;
Figure 00000068
для
Figure 00000069
Where
Figure 00000067
for j = 0;
Figure 00000068
for
Figure 00000069
Ri0 - интегральное измеренное сопротивление 0-го проводника (немодулированного) i-го профилемера; Rij - интегральное измеренное сопротивление j-го проводника, модулированного функцией ϕj(z) с амплитудой rim на фоне постоянной составляющей rim; Rim - эквивалентное сопротивление проводника i-го профилемера с постоянным погонным сопротивлением rim при начальных условиях; dP(z)/dz - производная по профилю давления в точке z; g(ϕ, z) - ускорение свободного падения в зависимости от географической широты места ϕ и глубины точки z на профиле.R i0 is the integral measured resistance of the 0th conductor (unmodulated) of the i-th profiler; R ij is the integral measured resistance of the jth conductor modulated by the function ϕ j (z) with amplitude r im against the background of the constant component r im ; R im is the equivalent resistance of the conductor of the i-th profiler with a constant linear resistance r im under initial conditions; dP (z) / dz is the derivative with respect to the pressure profile at the point z; g (ϕ, z) is the acceleration of gravity depending on the geographical latitude of the place ϕ and the depth of the point z on the profile.
RU2018119615A 2018-05-28 2018-05-28 Method for measuring temperature, pressure and density section in liquid RU2682080C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018119615A RU2682080C1 (en) 2018-05-28 2018-05-28 Method for measuring temperature, pressure and density section in liquid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018119615A RU2682080C1 (en) 2018-05-28 2018-05-28 Method for measuring temperature, pressure and density section in liquid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682080C1 true RU2682080C1 (en) 2019-03-14

Family

ID=65805666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018119615A RU2682080C1 (en) 2018-05-28 2018-05-28 Method for measuring temperature, pressure and density section in liquid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2682080C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747854C2 (en) * 2020-05-18 2021-05-17 Леонид Борисович Гусев Method for measuring seawater density from mobile hydrophysical equipment carrier
RU2767024C1 (en) * 2021-06-15 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) Method for measuring liquid density

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU808872A1 (en) * 1979-03-28 1981-02-28 Морской Гидрофизический Институтан Украинской Ccp Device for measuring temperature
SU1348663A1 (en) * 1985-07-04 1987-10-30 Морской гидрофизический институт АН УССР Device for measuring temperature profile
WO1996029597A1 (en) * 1995-03-21 1996-09-26 Societe Bretonne D'instrumentation Oceanographique Brio Method and device for producing vertical profiles of measured variables characterising a body of sea water
RU139660U1 (en) * 2014-01-10 2014-04-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) DEVICE FOR MEASURING TEMPERATURE PROFILE
CN107576690A (en) * 2017-10-24 2018-01-12 哈尔滨工程大学 One kind detection seawater salinity and temperature integrated sensor chip and its manufacture method
CN107764425A (en) * 2017-11-17 2018-03-06 上海航士海洋科技有限公司 A kind of manufacture method of the integrated sheet type sensor chip of ocean temperature and pressure

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU808872A1 (en) * 1979-03-28 1981-02-28 Морской Гидрофизический Институтан Украинской Ccp Device for measuring temperature
SU1348663A1 (en) * 1985-07-04 1987-10-30 Морской гидрофизический институт АН УССР Device for measuring temperature profile
WO1996029597A1 (en) * 1995-03-21 1996-09-26 Societe Bretonne D'instrumentation Oceanographique Brio Method and device for producing vertical profiles of measured variables characterising a body of sea water
RU139660U1 (en) * 2014-01-10 2014-04-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) DEVICE FOR MEASURING TEMPERATURE PROFILE
CN107576690A (en) * 2017-10-24 2018-01-12 哈尔滨工程大学 One kind detection seawater salinity and temperature integrated sensor chip and its manufacture method
CN107764425A (en) * 2017-11-17 2018-03-06 上海航士海洋科技有限公司 A kind of manufacture method of the integrated sheet type sensor chip of ocean temperature and pressure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГАЙСКИЙ В.А., ГАЙСКИЙ П.В., "Технологии измерения уровня моря", МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, номер 4, 2010, С.58-72. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747854C2 (en) * 2020-05-18 2021-05-17 Леонид Борисович Гусев Method for measuring seawater density from mobile hydrophysical equipment carrier
RU2767024C1 (en) * 2021-06-15 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) Method for measuring liquid density

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230324241A1 (en) Mechanical strain-based weather sensor
Osborn et al. An airfoil probe for measuring turbulent velocity fluctuations in water
CN113156413B (en) Seabed reference calibration method based on double-pass acoustic path
RU2682080C1 (en) Method for measuring temperature, pressure and density section in liquid
CN106546954A (en) A kind of deep-sea ultra-short baseline positioning precision method of inspection
US3695103A (en) Current and turbulence meter
Yuliza et al. Characterization of a water level measurement system developed using a commercial submersible pressure transducer
CN114166468A (en) Method for measuring transition position of boundary layer in aqueous medium
CN103913479B (en) A kind of device for detecting grating scale thermal coefficient of expansion
CN201083513Y (en) Deep water level high precision sensor device
Paka et al. Oceanic microstructure measurements by BAKLAN and GRIF
US2597005A (en) Method of calibrating microphones
RU2767024C1 (en) Method for measuring liquid density
RU2747739C1 (en) Verification method for sea water salinity measurements by automatic measuring instruments
US7881156B2 (en) Method to estimate towed array angles
Souza et al. A density and temperature invariant displacer-type liquid level measuring method
CN208270064U (en) Marine traffic engineering Sound speed profile instrument velocity of sound metering and calibrating device
US8047709B1 (en) Method and system for interface detection
Emery et al. A low-cost digital XBT system and its application to the real-time computation of dynamic height
CN110108254A (en) A method of based on air pressure accurate height measuring, vertical movement speed and vertical movement distance
CN111123406A (en) Handheld meteorological instrument temperature data fitting method
CN111427011A (en) Submarine asset position calibration method and system
CN110988401A (en) Photoelectric accelerometer calibration method and system
Clark Measurement of soil water potential
Zeiger et al. Impact of speed of sound uncertainties on model-based positioning