RU58712U1 - Преобразователь гидрофизических параметров морской воды - Google Patents
Преобразователь гидрофизических параметров морской воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU58712U1 RU58712U1 RU2006127015/22U RU2006127015U RU58712U1 RU 58712 U1 RU58712 U1 RU 58712U1 RU 2006127015/22 U RU2006127015/22 U RU 2006127015/22U RU 2006127015 U RU2006127015 U RU 2006127015U RU 58712 U1 RU58712 U1 RU 58712U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transducer
- sea water
- converter
- output
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000013535 sea water Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Полезная модель относятся к области исследования гидрофизических параметров морской воды и может быть использована в составе специализированных комплексов или систем, устанавливаемых на подвижных носителях, для измерения гидрофизических параметров морской воды, таких как удельная электрическая проводимость, температура, давление. Задачей, решаемой полезной моделью, является создание простого высоконадежного преобразователя гидрофизических параметров морской воды, обеспечивающего количественную оценку параметров потока морской воды в условиях длительной эксплуатации. Сущность полезной модели заключатся в том, что преобразователь гидрофизических параметров морской воды содержит бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды, преобразователь температуры, преобразователь давления и аналого-цифровой преобразователь, при этом аналого-цифровой преобразователь выполнен с контроллером последовательного интерфейса на выходе, выход которого является выходом устройства измерения гидрофизических параметров морской воды, бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды содержит питающий и измерительный трансформаторы, размещенные в диэлектрическом корпусе, источник переменного напряжения, подключенный к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике питающего трансформатора, последовательно соединенные усилитель, вход которого подключен к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора, и детектор, выход которого является выходом бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, первичный измерительный преобразователь (ЛИП) преобразователя температуры выполнен из тонкой изолированной медной проволоки, расположенной между двумя полыми тонкостенными цилиндрами, один из которых образован выступом в корпусе ПИЛ 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 морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра, диэлектрический корпус с размещенными в нем питающим и измерительным трансформаторами бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды установлен в передней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выполненного из материала, стойкого к воздействию агрессивной среды, соосно корпусу преобразователя гидрофизических параметров морской воды, и имеет сужающуюся вперед конусообразную наружную поверхность и отверстие для протекания морской воды, плавно сопряженное в своей конфузорной (сужающейся) части с конусообразной наружной поверхностью диэлектрического корпуса, и сообщающееся в своей диффузорной (расширяющейся) части с наружной поверхностью диэлектрического корпуса посредством наклонных отверстий, выполненных в диэлектрическом корпусе, ПИП преобразователя температуры расположен в диффузорной части отверстия для протекания морской воды, выполненного в диэлектрическом корпусе, соосно этому отверстию, ПИП преобразователя давления, выполненный в виде тензометрического мостового преобразователя давления, расположен в крышке, установленной в задней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выходы бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, преобразователя температуры и преобразователя давления подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, вход-выход контроллера последовательного интерфейса является выходом преобразователя гидрофизических параметров морской воды.
Description
Полезная модель относятся к области исследования гидрофизических параметров морской воды и может быть использована в составе специализированных комплексов или систем, устанавливаемых на подвижных носителях, для измерения гидрофизических параметров морской воды, таких как удельная электрическая проводимость, температура, давление.
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.
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.
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.
Известно устройство для контроля загрязнений водной среды, раскрытое в описании изобретения [11], содержащее датчик электропроводности, датчик температуры, датчик водородного показателя, датчик окислительно-восстановительного потенциала, ионоселективный датчик и датчик растворенного кислорода. Это устройство позволяет повысить достоверность контроля загрязнений водной среды за счет расширения функциональных возможностей путем классификации загрязнений по группам.
Наиболее близким к предлагаемому и выбранным в качестве прототипа является преобразователь гидрохимико-физических параметров водной среды, входящий в состав системы измерительной химико-физических параметров водной среды автоматической [12]. 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, визуализацию обработанных результатов измерения, архивирование и документирование измерительной информации.
Недостатками известного преобразователя параметров жидкой среды является ограниченные возможности применения для измерения гидрофизических параметров морской воды в подвижных условиях и недостаточная точность измерения параметров из-за загрязнения электродов преобразователя удельной электрической проводимости жидкости.
Задачей, решаемой полезной моделью, является создание простого высоконадежного преобразователя гидрофизических параметров морской воды, обеспечивающего
количественную оценку параметров потока морской воды в условиях длительной эксплуатации.
Сущность полезной модели заключатся в том, что преобразователь гидрофизических параметров морской воды содержит бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды, преобразователь температуры, преобразователь давления и аналого-цифровой преобразователь, при этом аналого-цифровой преобразователь выполнен с контроллером последовательного интерфейса на выходе, выход которого является выходом устройства измерения гидрофизических параметров морской воды, бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды содержит питающий и измерительный трансформаторы, размещенные в диэлектрическом корпусе, источник переменного напряжения, подключенный к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике питающего трансформатора, последовательно соединенные усилитель, вход которого подключен к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора, и детектор, выход которого является выходом бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, первичный измерительный преобразователь (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 морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра, диэлектрический корпус с размещенными в нем питающим и измерительным трансформаторами бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды установлен в передней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выполненного из материала, стойкого к воздействию агрессивной среды, соосно корпусу преобразователя гидрофизических параметров морской воды, и имеет сужающуюся вперед конусообразную наружную поверхность и отверстие для протекания морской воды, плавно сопряженное в своей конфузорной (сужающейся) части с конусообразной наружной поверхностью диэлектрического корпуса, и сообщающееся в своей диффузорной (расширяющейся) части с наружной поверхностью диэлектрического корпуса посредством наклонных отверстий, выполненных в диэлектрическом корпусе, ПИП преобразователя
температуры расположен в диффузорной части отверстия для протекания морской воды, выполненного в диэлектрическом корпусе, соосно этому отверстию, ПИП преобразователя давления, выполненный в виде тензометрического мостового преобразователя давления, расположен в крышке, установленной в задней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выходы бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, преобразователя температуры и преобразователя давления подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, вход-выход контроллера последовательного интерфейса является выходом преобразователя гидрофизических параметров морской воды.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг.1 - функциональная схема преобразователя гидрофизических параметров (ПГФП) морской воды;
на фиг.2 - конструкция ПГФП (вид сбоку);
на фиг.3 - конструкция передней части ПГФП (вид сбоку);
на фиг.4 - функциональная схема бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости (УЭП) морской воды;
на фиг.5 - пример реализации конструкции первичного измерительного преобразователя температуры;
на фиг.6 - функциональная схема преобразователя температуры;
на фиг.7 - функциональная схема преобразователя давления.
На фиг.1-7 обозначены:
1 - первый ПГФП морской воды,
2 - бесконтактный преобразователь УЭП морской воды,
3 - преобразователь температуры,
4 - преобразователь давления,
5 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
6 - линия связи,
7 - первый вход АЦП,
8 - второй вход АЦП,
9 - третий вход АЦП,
10 - цилиндрический корпус ПГФП,
11 - диэлектрический корпус,
12 - герморазъем,
13 - ПИП преобразователя 4 давления,
14 - питающий трансформатор,
15 - измерительный трансформатор,
16 - наружная поверхность диэлектрического корпуса 11,
17 - отверстие в диэлектрическом корпусе 11 для протекания морской воды,
18 - конфузорная часть отверстия 17,
19 - поверхность сопряжения отверстия 17 и поверхности 16,
20 - диффузорная часть отверстия 17,
21 - ПИП преобразователя 3 температуры,
22 - диэлектрическое покрытие корпуса ПГФП,
23 - источник переменного напряжения,
24 - обмотка, расположенная на тороидальном сердечнике питающего трансформатора 14,
25 - усилитель,
26 - обмотка, расположенная на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора 15,
27 - детектор,
28 - объемный жидкостной виток связи,
29 - медная проволока,
30 - первый тонкостенный цилиндр,
31 - второй тонкостенный цилиндр,
32 - корпус ПИП 21 преобразователя 3 температуры,
33 - наклонные отверстия в корпусе ПИП 21 преобразователя 3 температуры,
34, 35 - сварные швы,
36, 37 - контакты ПИП 21 преобразователя 3 температуры,
38 - мостовой усилитель преобразователя 3 температуры,
39 - мостовой усилитель преобразователя 4 давления,
40 - наклонные отверстия в диэлектрическом корпусе 11,
41 - крышка.
Преобразователь 1 гидрофизических параметров (ПГФП) морской воды содержит бесконтактный преобразователь 2 УЭП морской воды, преобразователь 3 температуры, преобразователь 4 давления, аналого-цифровой преобразователь 5, аналого-
цифровой преобразователь 5 выполнен с контроллером последовательного интерфейса на выходе, выход которого является выходом ПГФП (фиг.1).
Бесконтактный преобразователь 2 УЭП морской воды содержит питающий и измерительный трансформаторы 14 и 15, размещенные в диэлектрическом корпусе 11, источник 23 переменного напряжения подключенный к обмотке 24, расположенной на тороидальном сердечнике питающего трансформатора 14, последовательно соединенные усилитель 25, вход которого подключен к обмотке 26, расположенной на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора 15, и детектор 27, выход которого является выходом бесконтактного преобразователя 2 УЭП (фиг.4).
Диэлектрический корпус 11 с размещенными в нем питающим и измерительным трансформаторами 14 и 15 установлен в передней части герметичного цилиндрического корпуса 10, выполненного из материала, стойкого к воздействию агрессивной среды, например, титана, нержавеющей стали и т.п.Корпус 10 дополнительно может быть покрыт диэлектрическим покрытием 22 (фиг.2, 3).
Диэлектрический корпус 11 установлен соосно корпусу 10 и имеет сужающуюся вперед конусообразную наружную поверхность 16 и отверстие 17 для протекания морской воды, плавно сопряженное в своей конфузорной (сужающейся) части 18 с конусообразной наружной поверхностью 16 поверхностью 19. Отверстие 17 сообщается в своей диффузорной (расширяющейся) части 20 с наружной поверхностью 16 диэлектрического корпуса 11 посредством наклонных отверстий 40, выполненных в диэлектрическом корпусе 11. Обычно число отверстий 40 равно 3 и соответствует числу наклонных отверстий 33 в корпусе 32 ПИП 21 преобразователя 3 температуры. Наклонные отверстия 40 необходимы для обеспечения протекания исследуемой морской воды в чувствительных зонах бесконтактного преобразователя 2 УЭП, и преобразователя 3 температуры, а также для образования пространственного объемного витка 28 связи между питающим и измерительным трансформаторами 14 и 15. Объемный виток 28 связи на фиг.4 показан условно ограниченным. В действительности границы объема морской воды, участвующие в его образовании, неопределенны. Суммарную площадь поперечного сечения наклонных отверстий 40 выбирают преимущественно в 10 и более раз превышающей площадь круглого отверстия 17.
К выходу ПГФП 1 посредством линии 6 может быть подключено устройство сбора и хранения данных (УСХД), к входу-выходу УСХД для подключения клавиатуры подключена клавиатура, а к выходу УСХД для подключения устройства отображения
информации (УОИ) подключено УОИ.
УСХД выполнено с возможностью обработки данных, получаемых от ПГФП, визуализацию обработанных результатов измерения, архивирование и документирование измерительной информации. В качестве УСХД может использоваться микропроцессор, микроконтроллер или электронно-вычислительная машина (ЭВМ).
В качества УОИ может использоваться монитор.
Бесконтактный преобразователь 2 УЭП работает следующим образом.
Под действием переменного напряжения, в частности, частотой 16 кГц в пространственном жидкостном витке 28 связи, охватывающем тороидальные сердечники питающего и измерительного трансформаторов 14 и 15, возбуждается ЭДС и протекает ток, пропорциональный измеряемой УЭП морской воды. Этот ток приводит к появлению тока в обмотке 26 измерительного трансформатора 15, работающего в режиме трансформатора тока. Выходной токовый сигнал измерительного трансформатора 15 усиливается, детектируется и поступает на выход преобразователя УЭП в виде напряжения, пропорционального измеряемой УЭП.
ПИП 21 преобразователя температуры расположен в диффузорной части 20 отверстия 17 для протекания морской воды, выполненного в диэлектрическом корпусе 11.
ПИП 13 преобразователя давления, выполненный в виде тензометрического мостового преобразователя давления, расположен в крышке 41, установленной в задней части герметичного цилиндрического корпуса 10. Такое расположение ПИП 13 преобразователя давления позволяет исключить влияние динамического давления, возникающего при движении преобразователя 2 УЭП в потоке морской воды, на результаты измерения глубины.
ПИП 21 преобразователя температуры (см. фиг.5) выполнен из тонкой изолированной медной проволоки 29, расположенной между двумя полыми тонкостенными цилиндрами 30 и 31, один из которых (первый цилиндр 30) образован выступом в корпусе ПИП 21, а другой (второй цилиндр 31) герметично скреплен, преимущественно сварен лазерной сваркой, с первым полым тонкостенным цилиндром 30 и корпусом 32 ПИП 21, в котором выполнены наклонные отверстия 33 для протекания морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра 30. Герметичность соединения тонкостенных цилиндров 30 и 31 обеспечивается сварными швами 34 и 35. Соединение ПИП 21 с усилителем 38 осуществляется с помощью контактов 36 и 37.
Преобразователь 4 давления включает в свой состав ПИП 13, подключенный к
одной из известных схем мостового усилителя 39 (фиг.7). ПИП 13 преобразователя давления выполнен в виде тензометрического мостового преобразователя давления.
Выходы бесконтактного преобразователя 2 УЭП морской воды, преобразователя 3 температуры и преобразователя 4 давления подключены к входам аналого-цифрового преобразователя 5, вход-выход контроллера последовательного интерфейса RS-422 является выходом преобразователя гидрофизических параметров морской воды.
Преобразователь 3 температуры включает в свой состав ПИП 21, подключенный к мостовому усилителю 38 (фиг.6), выполненному по одной из известных схем.
Все перечисленные элементы, блоки и конструктивные элементы известны и широко применяются в технике.
Устройство работает следующим образом.
ПГФП 1 располагают в потоке или в заданной точке морской воды, параметры которой необходимо контролировать. При подаче питания преобразователи 2, 3, 4, входящие в состав ПГФП 1, вырабатывают напряжения, пропорциональные соответствующим параметрам морской воды.
Благодаря предложенной конструкции ПГФП обеспечивается плавное, с минимальными искажениями параметров среды протекание потока морской воды в чувствительных зонах преобразователей 2 и 3. Использование бесконтактного метода измерения УЭП в преобразователе 2 позволяет снизить погрешности измерения, обусловленные загрязнением электродов.
Выходные сигналы преобразователей 2, 3, 4 с помощью аналого-цифрового преобразователя 5 преобразуются в цифровую форму и по запросу УСХД по линии 6 связи передаются в соответствии с протоколом интерфейса RS-422 в УСХД с целью получения значений исходных гидрофизических параметров, выраженных в соответствующих единицах.
УСХД осуществляет прием и хранение данных, получаемых от ПГФП, визуализацию обработанных результатов измерения на УОИ 9 в виде их числовых значений и временных графиков сигналов по каждому параметру, архивирование и документирование измерительной информации в памяти УСХД.
УСХД также может осуществлять осуществляет вычисление физических параметров морской воды, используя следующие алгоритмы.
Вычисление глубины производится в функции гидростатического давления с учетом широты следующим образом:
H=(99,404+4,983·10-4φ-2,06·10-4φ2+1,492·10-6φ3)p-2,204·10-2p2,
где р - гидростатическое давление, МПа;
φ - географическая широта, градусы.
Вычисление солености производится по шкале практической солености (ШПС-78) следующим образом:
определяется зависимость относительной электропроводности растворов нормальной воды от температуры rT:
где χ - удельная электрическая проводимость, мСм/см;
Т - температура, °С;
определяется влияние гидростатического давления на относительную электропроводность Rp:
где R - относительная электропроводность воды с соленостью S [‰], температурой Т [°С] при давлении р [МПа] по отношению к стандартному раствору КСl при 15°С или эквивалентного ему раствора нормальной морской воды.
определяется RT - относительная электропроводность воды с соленостью S [‰], температурой Т [°С] при атмосферном давлении по отношению к раствору нормальной морской воды при той же температуре
вычисляется практическая соленость S:
На предприятии-заявителе был изготовлен опытный образец ПГФП. Испытания опытного образца подтвердили его высокую надежность в течение длительного периода эксплуатации, возможность количественной оценки этих параметров в динамическом режиме, наблюдение за изменением параметров во времени, обработку, архивирование и документирование измерительной информации.
Таким образом, представленные чертежи и описание позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить ПГФП морской воды промышленным способом и использовать их в составе специализированных комплексов или систем для измерения гидрофизических параметров морской воды, таких как удельная электрическая проводимость, температура, давление, что характеризует полезную модель как промышленно применимую.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
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.
2. Система мониторинга качества воды / Нихон мусэн тихо // GRE Rev. - 1988, №26. - С.14-20.
3. Система для мониторинга приповерхностных вод/ Fukuchi Mitsuo, Hottori Hitoshi. - Proc. NIPR Symp. Polar Biol. - 1987, 1. - С.47-55.
4. Burr P. An instrumented underwater towed vehicle. Oceanology internationale 69. Conf. technical sessions, day 1. - Brighton. - 1969 (Англия).
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 G 01 N 33/18, 1990 г.
7. Свидет. РФ №301 на полезную модель, МПК В 63 В 38/00, 1993 г.
8. Свидет. РФ №2797 на полезную модель, МПК В 63 В 35/00, 1996 г.
9. Свидет. РФ №3041 на полезную модель, МПК G 01 N 27/00, 1996 г.
10. Авт. свидет. СССР №1029063 на изобретение, МПК G 01 N 27/02, 1981 г.
11. Патент РФ №1837217 на изобретение, МПК G 01 N 27/00, 1990 г.
12. Свидет. РФ №29376 на полезную модель, МПК G 01 N 27/00, 2003 г.(прототип).
Claims (2)
1. Преобразователь гидрофизических параметров морской воды, содержащий бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды, преобразователь температуры, преобразователь давления и аналого-цифровой преобразователь, при этом аналого-цифровой преобразователь выполнен с контроллером последовательного интерфейса на выходе, выход которого является выходом преобразователя гидрофизических параметров морской воды, бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды содержит питающий и измерительный трансформаторы, размещенные в диэлектрическом корпусе, источник переменного напряжения, подключенный к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике питающего трансформатора, последовательно соединенные усилитель, вход которого подключен к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора, и детектор, выход которого является выходом бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, первичный измерительный преобразователь (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 морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра, диэлектрический корпус с размещенными в нем питающим и измерительным трансформаторами бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды установлен в передней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выполненного из материала, стойкого к воздействию агрессивной среды, соосно корпусу преобразователя гидрофизических параметров морской воды, и имеет сужающуюся вперед конусообразную наружную поверхность и отверстие для протекания морской воды, плавно сопряженное в своей конфузорной части с конусообразной наружной поверхностью диэлектрического корпуса, и сообщающееся в своей диффузорной части с наружной поверхностью диэлектрического корпуса посредством наклонных отверстий, выполненных в диэлектрическом корпусе, ПИП преобразователя температуры расположен в диффузорной части отверстия для протекания морской воды, выполненного в диэлектрическом корпусе, соосно этому отверстию, ПИП преобразователя давления, выполненный в виде тензометрического мостового преобразователя давления, расположен в крышке, установленной в задней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выходы бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, преобразователя температуры и преобразователя давления подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, вход-выход контроллера последовательного интерфейса является выходом преобразователя гидрофизических параметров морской воды.
2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что контроллер последовательного интерфейса является контроллером последовательного интерфейса RS-422 или RS-485.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006127015/22U RU58712U1 (ru) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Преобразователь гидрофизических параметров морской воды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006127015/22U RU58712U1 (ru) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Преобразователь гидрофизических параметров морской воды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU58712U1 true RU58712U1 (ru) | 2006-11-27 |
Family
ID=37665052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006127015/22U RU58712U1 (ru) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Преобразователь гидрофизических параметров морской воды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU58712U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2334223C1 (ru) * | 2007-02-19 | 2008-09-20 | Закрытое акционерное общество "Гранит-7" | Конформный преобразователь гидрофизических параметров морской воды |
-
2006
- 2006-07-24 RU RU2006127015/22U patent/RU58712U1/ru active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2334223C1 (ru) * | 2007-02-19 | 2008-09-20 | Закрытое акционерное общество "Гранит-7" | Конформный преобразователь гидрофизических параметров морской воды |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Taillefert et al. | The application of electrochemical tools for in situ measurements in aquatic systems | |
| JP6503186B2 (ja) | 検体感知装置 | |
| Tercier et al. | A Novel Voltammetric In‐Situ Profiling System for ContinuousReal‐Time Monitoring of Trace Elements in Natural Waters | |
| CN102265147A (zh) | 参考电极 | |
| EP2980577A1 (en) | Electrochemical sensor system and sensing method | |
| EP2898320B1 (en) | Apparatus with a self-cleaning electrode for sensing at least one parameter in seawater | |
| RU59256U1 (ru) | Система для измерения гидрофизических параметров морской воды | |
| EP2169396B1 (en) | Electrochemical method for detecting boron in water | |
| Carminati et al. | Smart pipe: A miniaturized sensor platform for real-time monitoring of drinking water quality | |
| CN104155532A (zh) | 一种海洋电场测量装置 | |
| AU2018332346A1 (en) | PH sensor and calibration method for the pH sensor | |
| CN106198700B (zh) | 探测海底热液的数据自容式丝状三电极传感系统 | |
| RU2320975C1 (ru) | Способ измерения плотности морской воды на больших глубинах с подводного носителя | |
| CN108120814A (zh) | 便携式多参数水质检测仪 | |
| HRP20231459T1 (hr) | Dijagnostički aparati i i dijagnostički postupak za mjerenјa iz sline | |
| CN109060888A (zh) | 一种取样方法及装置 | |
| RU58712U1 (ru) | Преобразователь гидрофизических параметров морской воды | |
| US11795490B2 (en) | Apparatus, method and system for surficial mold monitor based on weak electrical signals | |
| RU2313769C1 (ru) | Способ измерения скорости распространения звука в морской воде на больших глубинах с подводного носителя | |
| RU2334223C1 (ru) | Конформный преобразователь гидрофизических параметров морской воды | |
| RU29376U1 (ru) | Система измерительная химико-физических параметров водной среды автоматическая | |
| CN117169183A (zh) | 一种带自清洁功能的海水dic检测装置 | |
| US8603307B2 (en) | Self-diagnostic sensor system | |
| CN205506109U (zh) | 远程多参数水质检测设备 | |
| RU85660U1 (ru) | Устройство для измерения гидрофизических параметров морской воды |