SU754209A1 - Мареограф 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к приборам для гидрофизических исследований и может быть использовано для измерения колебаний уровня моря.

Известно устройство для измерения параметров морских волн, содержащее мембранную коробку, заполненную рабочей жидкостью и воспринимающую давление столба жидкости. Мембранная коробка разделена пористой перегородкой, на которой расположены электроды, генерирующие ЭДС, являющуюся выходным сигналом преобразо- ю вателя [1].

Наличие «креновой» погрешности является недостатком известного устройства.

Наиболее близким по технической сущности -к предлагаемому является мареограф, который состоит из первичного измеритель- ^,5 ного преобразователя гидростатического давления мембранного типа, приборного контейнера и опоры для установки на дне [2].

Указанный мареограф также имеет недостаток, заключающийся в наличии крено- 20 вой погрешности, которая появляется при постановке прибора на неровном или непрочном грунте. При этом происходит перераспределение гидростатического давления по

2

поверхности мембраны первичного преобразователя, что приводит к нарушению его тарировочных характеристик.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключения «креновон» погрешности. Это достигается за счет того, что внутренняя полость гидростатического мембранного измерительного преобразователя частично заполнена жидкостью с с удельным весом, близким к удельному весу воды, полностью покрывающей мембрану.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства, общий вид; на фиг. 2 — распределение давления по поверхности мембраны преобразователя, внутренняя полость которого не заполнена жидкостью; на фиг. 3 — распределение давления по поверхности мембраны предложенного мареографа.

Мареограф содержит первичный измерительный преобразователь гидростатического давления 1, разделенный мембраной 2 на внутреннюю полость 3 и внешнюю полость 4, соединенную с внешней средой посредством отверстия 5. Во внутренней полости 3 на мембране 2 укреплен измерительный преобразователь деформации мембраны 6, например, тензометрического типа, соединен3

754209

4

ный электрическими проводами 7 через уплотнитель (сайьник) 8 в корпусе первичного измерительного преобразователя 1 с системой регистрации 9, расположенной в герметичном контейнере 10. Внутренняя полость 3 частично заполнена диэлектрической жидкостью 11, имеющей плотность, равную плотности воды. Объем жидкости рассчитывается таким образом, чтобы она покрывала всю поверхность при наклоне мареографа. А плотность подбирается близкой к плотности морской воды в месте установки мареографа. Для большинства случаев такой жидкостью может служить силиконовое масло. Мареограф снабжен для установки на дне опорой 12, выполненной, например, в виде треноги.

Мареограф работает следующим образом. Если устанавливают на дне на треноге

(опоре) 12 обычно с некоторым наклоном. При этом внешнее гидростатическое давление, поступающее во внешнюю полость 4 через отверстие 5 в корпусе первичного измерительного преобразователя 1, воздействует на мембрану 2 и деформирует ее пропорционально величине давления. Степень деформации мембраны измеряется измерительным преобразователем 6. По электрическим соединительным проводам 7 сигнал от преобразователя деформации мембраны б, проходящий через уплотнитель (сальник) 8 в контейнер 10, поступает к системе регистрации показаний 9. По величине зарегистрированного значения деформации мембраны судят о величине внешнего гидростатического давления и соответственно об уровне водной поверхности в водоеме. При отклонении плоскости мембраны 2 от горизонтали, которое может произойти при наклонной установки мареографа на дне, гидростатическое давление воздействует на различные участки мембраны с различной силой и деформирует мембрану неравномерно, что приводит к снижению точности мареографа из-за изменения тарировочных характеристик. Этот отрицательный эффект увеличивается с увеличением отклонения мембраны от горизонтали и для исключения его влияния на точность измерений внутренняя полость 3 частично заполнена жидкостью 11. При наклоне мареографа свободная поверхность жидкости 11 сохраняет горизонтальное положение, благодаря чему происходит изменение внутреннего давления на участки мембраны таким образом, что оно компенсирует изменение внешнего гидростатического давления на соответствующие участки мембраны и повышает точность измерений.

При наклоне плоского чувствительного элемента (мембраны, пластины), защемленного по периметру, его деформация несимметрична ее центра тяжести (фиг. 2, б и в), где Р_г — давление газа во внутренней по5 лости дифференциального измерительного преобразователя, Ρ ι, Ρζϋ Ρι — внешнее гидростатическое давление на различные (произвольно выбранные для примера) участки мембраны. Ь ,, 1¼ и Ьз — высота столба жидкости над различными участками мем^<е браны. Неравномерность распределения внешнего гидростатического давления по площади момбраны особенно должна сказаться при незначительном заглублении измерительного преобразователя (например, в лотках или испытательных бассейнах) и особенно для тензометрических датчиках деформации мембраны, наклеиваемых прямо на поверхность мембраны,а также для тензометрических датчиков других конструкций.

В результате заполнения части внутрен²⁶ ней полости камеры жидкостью неравномерность распределения результирующего давления на отдельные участки мембраны взаимно компенсируются. Графически это показано на фиг. 3, где Р* — компенсирующее 25 давление жидкости во внутренней камере. В результате такого конструктивного изменения мембрана (и, соответственно, измерительный преобразователь ее деформации) становится нечувствительной к ее отклонению от горизонтали и ее можно считать ³⁸ горизонтальной. В этом случае мембрана работает так, если бы она оставалась постоянно горизонтальной.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Мареограф, содержащий гидростатический мембранный измерительный преобразователь, приборный контейнер и опоры для установки на дне, отличающийся тем, что, 40 с целью повышения точности измерения путем исключения «креновой» погрешности, внутренняя полость гидростатического мембранного измерительного преобразователя частично заполнена жидкостью с удельным весом, близким к удельному весу воды, полностью покрывающей мембрану.