RU64371U1 - UNDERWATER METER OF WATER DEPTH AND SPECIFIC WEIGHT OF WATER - Google Patents

UNDERWATER METER OF WATER DEPTH AND SPECIFIC WEIGHT OF WATER Download PDF

Info

Publication number
RU64371U1
RU64371U1 RU2006143613/22U RU2006143613U RU64371U1 RU 64371 U1 RU64371 U1 RU 64371U1 RU 2006143613/22 U RU2006143613/22 U RU 2006143613/22U RU 2006143613 U RU2006143613 U RU 2006143613U RU 64371 U1 RU64371 U1 RU 64371U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
computing device
sensors
hydrostatic pressure
water
depth
Prior art date
Application number
RU2006143613/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Александрович Осюхин
Наталья Олеговна Тхоржевская
Александр Юрьевич Кузин
Василий Владимирович Супрунюк
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-производственный концерн "Промэлектроника"
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 "Научно-производственный концерн "Промэлектроника" filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-производственный концерн "Промэлектроника"
Priority to RU2006143613/22U priority Critical patent/RU64371U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU64371U1 publication Critical patent/RU64371U1/en

Links

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области морского приборостроения и предназначена, преимущественно, для измерения глубины водоема, а также удельного веса воды. Полезная модель содержит верхний датчик гидростатического давления, нижний датчик гидростатического давления, отнесенный по вертикали от верхнего датчика, например, с помощью жесткой связи, и вычислительное устройство, входы которого связаны с выходами датчиков. Датчики и вычислительное устройство могут быть установлены в герметичном корпусе. Корпус с датчиками может быть закреплен на мертвом якоре, устанавливаемом на дне водоема и соединенном с буем с помощью буйрепа. В буе может быть размещено вычислительное устройство электрически соединенное с выходами датчиков гидростатического давления. Подводный измеритель может также эксплуатироваться непосредственно с судна, на котором размещено вычислительное устройство, входы которого электрически соединены с выходами датчиков гидростатического давления посредством грузонесущего кабеля, а также в составе автоматической донной станции.The utility model relates to the field of marine instrumentation and is intended primarily for measuring the depth of a reservoir, as well as the specific gravity of water. The utility model includes an upper hydrostatic pressure sensor, a lower hydrostatic pressure sensor, vertically spaced from the upper sensor, for example, by means of a rigid connection, and a computing device, the inputs of which are connected to the outputs of the sensors. Sensors and computing device can be installed in a sealed enclosure. The housing with sensors can be mounted on a dead anchor mounted on the bottom of the reservoir and connected to the buoy using a buoyer. In the buoy can be placed a computing device electrically connected to the outputs of the hydrostatic pressure sensors. The underwater meter can also be operated directly from the vessel on which the computing device is located, the inputs of which are electrically connected to the outputs of the hydrostatic pressure sensors by means of a load-carrying cable, as well as as part of an automatic bottom station.

Description

Полезная модель относится к области морского приборостроения и предназначена, преимущественно, для измерения глубины водоема, а также удельного веса воды.The utility model relates to the field of marine instrumentation and is intended primarily for measuring the depth of a reservoir, as well as the specific gravity of water.

Известны подводные измерители глубины, в которых глубина определяется по величине гидростатического давления, воздействующего на соответствующий датчик (Богородский А.В. и др. Гидростатическая техника исследования и освоения океана. - Л.: Гидрометеоиздат. 1984 г. С.93).Known underwater depth gauges in which the depth is determined by the magnitude of hydrostatic pressure acting on the corresponding sensor (Bogorodsky A.V. et al. Hydrostatic technique for research and development of the ocean. - L .: Gidrometeoizdat. 1984, p.93).

Эти измерители глубины не могут определять удельный вес воды.These depth meters cannot determine the specific gravity of water.

Известен также подводный измеритель глубины водоема и средней по вертикали скорости звука в воде (RU №53454 U1).Also known is an underwater meter for the depth of the reservoir and the average vertical velocity of sound in water (RU No. 53454 U1).

Указанный подводный измеритель глубины содержит размещенные в герметичном корпусе измеритель гидростатического давления и обращенный эхолот, выходы которых связаны с входами вычислительного устройства.The specified underwater depth gauge comprises a hydrostatic pressure meter and a reversed echo sounder located in a sealed enclosure, the outputs of which are connected to the inputs of the computing device.

Измеритель устанавливается на дне водоема или на подводном объекте и обеспечивает измерение глубины с помощью измерителя гидростатического давления и эхолота, а также определение средней по вертикали скорости звука за счет совместной обработки их измерений.The meter is installed at the bottom of a reservoir or on an underwater object and provides depth measurement using a hydrostatic pressure and depth sounder meter, as well as determining the vertical average sound speed due to the joint processing of their measurements.

Глубина Н и измеренное гидростатическое давление РГ связаны известным выражением: РГ=ρgH+Ра, гдеThe depth H and the measured hydrostatic pressure P G are related by the known expression: P G = ρgH + P a , where

ρ - плотность воды;ρ is the density of water;

g - ускорение силы тяжести;g is the acceleration of gravity;

Ра - атмосферное давление (легко измеряется на обеспечивающем судне).P a - atmospheric pressure (easily measured on a supply vessel).

Недостатком данного устройства является отсутствие информации о величинах ρ и g, или удельного веса воды γ, равногоThe disadvantage of this device is the lack of information on the values of ρ and g, or the specific gravity of water γ equal to

γ=ρg [Брюханов О.Н., Коробко В.И., Мелик-Аракелян А.Т. «Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики», Учебник. - М.: ИНФРА, 2004 г.].γ = ρg [Bryukhanov O.N., Korobko V.I., Melik-Arakelyan A.T. “Fundamentals of hydraulics, heat engineering and aerodynamics”, Textbook. - M .: INFRA, 2004].

Эта величина задается в виде константы по данным таблиц или по результатам внешних измерений.This value is set in the form of a constant according to the tables or according to the results of external measurements.

В процессе работы рассмотренного устройства этот параметр не контролируется, и его изменения приводят к неучтенным погрешностям измерений.In the process of operation of the considered device, this parameter is not controlled, and its changes lead to unaccounted measurement errors.

Известен способ определения удельного веса морской воды (Снежинский В.А. Практическая океанография. Гидрометеорологическое изд-во. Л. 1951. С.494). Он предусматривает точное взвешивание определенного объема морской воды при температуре 0° и такого же объема дисцилированной воды при температуре 4°. Взвешивания производят в лабораторных условиях с использованием пикрометра или гидростатических весов. По результатам измерений по известным формулам вычисляют удельный вес воды.A known method for determining the specific gravity of sea water (Snezhinsky VA Practical oceanography. Hydrometeorological publishing house. L. 1951. P.494). It provides for accurate weighing of a certain volume of seawater at a temperature of 0 ° and the same volume of disciled water at a temperature of 4 °. Weighing is carried out in the laboratory using a picrometer or hydrostatic balance. Based on the measurement results, the specific gravity of water is calculated by known formulas.

Реализация этого способа не воплощена в каком-либо устройстве, осуществляющем непосредственное определение удельного веса воды и тем более одновременное измерение глубины водоема.The implementation of this method is not embodied in any device that provides a direct determination of the specific gravity of water and, moreover, the simultaneous measurement of the depth of the reservoir.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании устройства для подводного измерения глубины водоема и удельного веса воды.The problem to which the claimed utility model is directed is to create a device for underwater measurement of the depth of the reservoir and the specific gravity of the water.

Технический результат, на обеспечение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в расширении функциональных возможностей измерителя глубины водоема, заключающемся в одновременном измерении удельного веса воды.The technical result, which the claimed utility model is aimed at, consists in expanding the functionality of a water depth meter, which consists in simultaneously measuring the specific gravity of water.

Устройство поясняется чертежом, гдеThe device is illustrated in the drawing, where

на фиг.1 изображена блок-схема подводного измерителя;figure 1 shows a block diagram of an underwater meter;

на фиг.2 - подводный измеритель, установленный на дне водоема;figure 2 - underwater meter mounted on the bottom of the reservoir;

на фиг.3 - эксплуатация подводного измерителя с борта судна.figure 3 - operation of the underwater meter from the ship.

Заявляемая полезная модель содержит верхний датчик 1 гидростатического давления, нижний датчик 2 гидростатического давления, отнесенный по вертикали от верхнего датчика 1, например, с помощью жесткой связи 3, и вычислительное устройство 4, входы которого связаны с выходами датчиков 1 и 2. Датчики 1 и 2 и вычислительное устройство 4 могут быть объединены в герметичном корпусе 5 (на фиг.1 указан пунктиром).The inventive utility model includes an upper hydrostatic pressure sensor 1, a lower hydrostatic pressure sensor 2, spaced vertically from the upper sensor 1, for example, by means of a rigid connection 3, and a computing device 4, the inputs of which are connected to the outputs of sensors 1 and 2. Sensors 1 and 2 and computing device 4 can be combined in a sealed enclosure 5 (indicated by a dotted line in FIG. 1).

При наличии корпуса 5 жесткая связь 3 может быть исключена, а ее функции будет выполнять сам корпус 5, на котором жестко закреплены разнесенные датчики 1 и 2 с обеспечением контакта с водой.In the presence of the housing 5, a rigid connection 3 can be eliminated, and the housing 5 itself will perform its functions, on which the spaced sensors 1 and 2 are rigidly fixed to ensure contact with water.

Питание устройства и обмен информацией с потребителями на берегу или обеспечивающем судне могут осуществляться по кабелю, по звукоподводной связи (на чертеже не указаны), через радиобуй. Вычислительное устройство 4 может располагаться вне корпуса 5, например, на борту судна.Power supply of the device and exchange of information with consumers on the shore or the supply vessel can be carried out by cable, by sound transmission (not shown in the drawing), through a beacon. The computing device 4 may be located outside the hull 5, for example, on board the vessel.

Вычислительное устройство 4 реализует зависимости:Computing device 4 implements the dependencies:

Н=f(Р, γ, Рa) и γ=F(ΔР, ΔН),гдеH = f (P, γ, P a ) and γ = F (ΔP, ΔH), where

Н - глубина, например, по показаниям верхнего измерителя гидростатического давления.H - depth, for example, according to the readings of the upper hydrostatic pressure meter.

γ - удельный вес воды;γ is the specific gravity of water;

ΔН - расстояние по вертикали между датчиками гидростатического давления;ΔН is the vertical distance between the hydrostatic pressure sensors;

ΔР=Р21;ΔP = P 2 -P 1 ;

P2, P1 - давления, определенные соответственно нижним и верхним датчиками.P 2 , P 1 - pressure determined respectively by the lower and upper sensors.

Наличие разнесенных по вертикали датчиков давления позволяет в процессе измерений определить кроме глубины их установки также дополнительный параметр - удельный вес воды, что повышает точность определения глубины и расширяет функциональные возможности полезной модели.The presence of vertically spaced pressure sensors makes it possible to determine, in addition to the depth of installation, an additional parameter, the specific gravity of water, which increases the accuracy of determining depth and extends the functionality of the utility model.

Корпус 5 для постановки под водой (фиг.2) может быть связан гибкой связью 6 с донным мертвым якорем 7, который в свою очередь связан посредством так же гибкой связи - буйрепа 8 с буем 9, в котором могут быть размещены источник электрического питания, вычислительное устройство 4, если оно не находится внутри корпуса 5, линия связи с судном, выполненная в виде радио- или гидроакустического канала (на чертеже не показан).The housing 5 for placement under water (Fig. 2) can be connected by a flexible connection 6 to the bottom dead anchor 7, which in turn is connected by the same flexible connection - a buirp 8 with a buoy 9, in which a power source can be placed, computing device 4, if it is not inside the hull 5, the communication line with the vessel, made in the form of a radio or hydroacoustic channel (not shown).

Электрическое соединение датчиков 1 и 2 с вычислительным устройством 4 осуществляется с помощью кабеля (чертеже не показан), крепящегося к гибкой связи 6 и буйрепу 8 с помощью кабельных зажимов. Корпус 5 в рассматриваемом варианте выполняется с положительной плавучестью, что в сочетании с гибкой связью 6 обеспечивает вертикальную ориентацию корпуса 5. Для учета отклонений от вертикали в корпусе 5 может быть установлен также датчик углов наклона (на чертеже не указан). Гибкая связь 6 может быть заменена шарнирной связью.The electrical connection of the sensors 1 and 2 with the computing device 4 is carried out using a cable (not shown), attached to a flexible connection 6 and a buirp 8 using cable clamps. The housing 5 in the present embodiment is carried out with positive buoyancy, which, in combination with a flexible coupling 6, ensures vertical orientation of the housing 5. To take into account deviations from the vertical, a housing angle sensor can also be installed in housing 5 (not shown in the drawing). Flexible coupling 6 may be replaced by articulation.

Определение глубины осуществляется в вычислительном устройстве 4 по формулам:The depth is determined in the computing device 4 by the formulas:

где Where

Ра - атмосферное давление;P a - atmospheric pressure;

h1 и h2 - высота установки датчиков 1 и 2 соответственно над дном 10.h 1 and h 2 - the installation height of the sensors 1 and 2, respectively, above the bottom 10.

Для учета температурного изменения размеров жесткой связи 3 измеритель может быть снабжен датчиком температуры, выход которого связан с соответствующим входом вычислительного устройства (на чертеже не указан). При этом вычислительное устройство 4 рассчитывает длину ΔН жесткой связи 6 между датчиками давления 1 и 2 для конкретной температуры t эксплуатации какTo take into account the temperature change in the dimensions of the rigid connection 3, the meter can be equipped with a temperature sensor, the output of which is connected to the corresponding input of the computing device (not shown in the drawing). In this case, the computing device 4 calculates the length ΔН of the rigid connection 6 between the pressure sensors 1 and 2 for a specific operating temperature t as

ΔН=ΔН0[1+α(t-t0)], гдеΔН = ΔН 0 [1 + α (tt 0 )], where

ΔH0 - расстояние между датчиками 1 и 2, измеренное при температуре t0 ΔH 0 - the distance between the sensors 1 and 2, measured at a temperature t 0

α - коэффициент линейного расширения материала жесткой связи 3.α is the coefficient of linear expansion of the material of the rigid bond 3.

Вычислительное устройство 4 по параметрам ΔР и ΔН определяет удельный вес воды по формуле:The computing device 4 according to the parameters ΔP and ΔH determines the specific gravity of water according to the formula:

Данную конструкцию полезной модели эксплуатируют следующим образом (фиг.2).This design of the utility model is operated as follows (figure 2).

С обеспечивающего судна (на чертеже не показано), стравливая буйреп 8, опускают мертвый якорь 7 с закрепленным с ним посредством гибкой связи 6 корпусом 5 с установленными в нем датчиками 1 и 2, одновременно присоединяя к гибкой связи 6 и буйрепу 8 кабель (на чертеже не показан), соединяющий корпус 5 с плавучим буем 9. В процессе погружения измеряют на заданных горизонтах значения гидроакустических давлений, по которым определяют вертикальное распределение удельного веса воды.A dead anchor 7 is lowered from the supply vessel (not shown in the drawing) by bailing 8, with the hull 5 attached to it by flexible connection 6 with sensors 1 and 2 installed in it, while simultaneously connecting a cable to the flexible connection 6 and the 8 buoyrp (in the drawing not shown) connecting the hull 5 to the buoy 9. During the dive, hydroacoustic pressures are measured at predetermined horizons, which determine the vertical distribution of the specific gravity of water.

После покладки на грунт мертвого якоря 7 производят постановку буя 9, затем осуществляют необходимые измерения в интересах промерных работ, испытаний гидроакустических средств, гидрографических исследований и т.п.After laying the dead anchor 7 on the ground, the buoy 9 is set up, then the necessary measurements are carried out in the interests of surveying, sonar testing, hydrographic studies, etc.

Подъем устройства осуществляют в обратном порядке.The lifting device is carried out in the reverse order.

Эксплуатация заявляемого устройства может быть иной, чем изложенная выше. Так корпус 5 с датчиками 1 и 2 можно опускать и поднимать с помощью кранбалки 11 на грузонесущем кабеле 12 с обеспечивающего судна 13 на заданные горизонты для определения вертикального распределения удельного веса воды (фиг.3). В этом случае корпус должен иметь отрицательную плавучесть.The operation of the claimed device may be other than the above. So the hull 5 with sensors 1 and 2 can be lowered and raised using a crane 11 on a load-carrying cable 12 from the supply vessel 13 to the specified horizons to determine the vertical distribution of the specific gravity of water (figure 3). In this case, the hull should have negative buoyancy.

Кроме того, корпус 5 с датчиками 1 и 2 может быть закреплен на подвижном объекте, например, на глубоководном аппарате или стационарно установлен на дне водоема, например, в составе автоматической донной станции. В этом случае для лучшего обеспечения вертикальности он может быть установлен в кардановом подвесе и оснащен датчиком углов наклона, выход которого соединен с входом вычислительного устройства.In addition, the housing 5 with sensors 1 and 2 can be mounted on a moving object, for example, on a deep-sea apparatus or stationary mounted on the bottom of a reservoir, for example, as part of an automatic bottom station. In this case, to better ensure verticality, it can be installed in a gimbal and equipped with a tilt angle sensor, the output of which is connected to the input of the computing device.

Если известно ускорение силы тяжести в месте установки подводного измерителя, то может быть дополнительно вычислена плотность воды ρ как .If the acceleration of gravity at the installation site of the underwater meter is known, then the water density ρ can be additionally calculated as .

Для повышения информативности измерителя количество датчиков гидростатического давления, разнесенных по вертикали, может быть увеличено.To increase the information content of the meter, the number of hydrostatic pressure sensors spaced vertically can be increased.

Claims (4)

1. Подводный измеритель глубины водоема и удельного веса воды, характеризующийся тем, что он содержит закрепленные на известном расстоянии друг от друга по вертикали, по меньшей мере, два датчика гидростатического давления, а также вычислительное устройство, причем выходы этих датчиков связаны с входами вычислительного устройства.1. An underwater meter for the depth of the reservoir and the specific gravity of the water, characterized in that it comprises at least two hydrostatic pressure sensors and also a computing device fixed at a known vertical distance from each other, and the outputs of these sensors are connected to the inputs of the computing device . 2. Подводный измеритель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен донным якорем и соединенными с ним гибкими связями корпусом с положительной плавучестью, в котором размещены датчики гидростатического давления, и буем, содержащим вычислительное устройство, а также каналы связи с датчиками гидростатического давления и судном.2. The underwater meter according to claim 1, characterized in that it is equipped with a bottom anchor and flexible buoyancy connected thereto, with hydrostatic pressure sensors, and a buoy containing a computing device, as well as communication channels with hydrostatic pressure sensors and ship. 3. Подводный измеритель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен корпусом с отрицательной плавучестью, в котором размещены датчики гидростатического давления, причем датчики электрически связаны с установленным на судне вычислительным устройством посредством грузонесущего кабеля.3. The underwater meter according to claim 1, characterized in that it is equipped with a body with negative buoyancy, in which hydrostatic pressure sensors are placed, the sensors being electrically connected to the computing device installed on the vessel by means of a load-carrying cable. 4. Подводный измеритель по п.2 или 3, отличающийся тем, что он снабжен датчиком температуры, размещенным в зоне датчиков гидростатического давления, выход которого связан с входом вычислительного устройства.
Figure 00000001
4. The underwater meter according to claim 2 or 3, characterized in that it is equipped with a temperature sensor located in the zone of the hydrostatic pressure sensors, the output of which is connected to the input of the computing device.
Figure 00000001
RU2006143613/22U 2006-11-30 2006-11-30 UNDERWATER METER OF WATER DEPTH AND SPECIFIC WEIGHT OF WATER RU64371U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006143613/22U RU64371U1 (en) 2006-11-30 2006-11-30 UNDERWATER METER OF WATER DEPTH AND SPECIFIC WEIGHT OF WATER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006143613/22U RU64371U1 (en) 2006-11-30 2006-11-30 UNDERWATER METER OF WATER DEPTH AND SPECIFIC WEIGHT OF WATER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU64371U1 true RU64371U1 (en) 2007-06-27

Family

ID=38316053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006143613/22U RU64371U1 (en) 2006-11-30 2006-11-30 UNDERWATER METER OF WATER DEPTH AND SPECIFIC WEIGHT OF WATER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU64371U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106768043B (en) Ocean multi-parameter profile measuring instrument
CN107727430A (en) A kind of ship base halmeic deposit Intelligent gravity sampling apparatus
CN104613906B (en) Reservoir area deep water water-depth measurement method based on ray traling
CN103134472B (en) Measuring device capable of monitoring wave height and frequency of river and sea waves in real time
CN203349841U (en) Ship wave movement detection device
CN105910579A (en) Fluvial cross section surveying and mapping system
CN103213657A (en) Ship draft amount detection system and detection method thereof
CN206410731U (en) Ocean multi-parameter bottom profiler
CN114455004A (en) Wave buoy combined with pressure acceleration sensor and precision improvement method
CN1307497C (en) Location coordinate system for ocean work rising and sinking compensation and its location method
CN205620560U (en) Super shallow sea territory seabed high accuracy gravity measurement system
CN2751309Y (en) Current meter having station, depth measurement and radio communication function
TW201307811A (en) Auto-measuring system for measuring a plurality of data of a river
RU64371U1 (en) UNDERWATER METER OF WATER DEPTH AND SPECIFIC WEIGHT OF WATER
JP2020079762A (en) Wave height calculation method
KR102433896B1 (en) Unmanned marine observation device
CN104865044A (en) Truss Spar platform movement measurement test device
CN210689773U (en) Float type depth gauge
RU53454U1 (en) UNDERWATER MEASUREMENT OF DEPTH OF A RESERVOIR AND AVERAGE VERTICAL VELOCITY OF SPEED OF SOUND IN WATER
CN206012908U (en) Deep ocean work fluctuating displacement measurement elements of a fix device
CN207318145U (en) A kind of ship base halmeic deposit Intelligent gravity sampling apparatus
CN107554717A (en) Deep ocean work fluctuating displacement measurement elements of a fix device
RU191059U1 (en) UNDERWATER DEPTH METER
CN113091878A (en) Device for underwater sound velocity measurement and using method thereof
JP2018004529A (en) Buoy type wave height measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20141201