SU838377A1

SU838377A1 - Open sea depth gage

Info

Publication number: SU838377A1
Application number: SU792788859A
Authority: SU
Inventors: Рудольф Александрович Балакин
Original assignee: Ордена Ленина Арктический И Антарктическийинститут
Priority date: 1979-06-11
Filing date: 1979-06-11
Publication date: 1981-06-15

Description

Изобретение относится к гидрометеорологическому приборостроению, в частности к гидростатическим уровнемерам, и может быть использовано для измерений колебания уровня на глубоководных акваториях морей и океанов .The invention relates to hydrometeorological instrumentation, in particular to hydrostatic level gauges, and can be used to measure level fluctuations in the deep waters of the seas and oceans.

Известна конструкция регистратора давления, содержащая герметичный корпус и расположенный в нем чувствительный элемент в виде трубчатой пружины, · воспринимающий гидростатическое давление. Деформация упругого элемента преобразуется в электрический сигнал с помощью преобразователя. Сигнал поступает в электронную схему преобразования электрических сигналов, регистрирующий узел и программно-часовой механизм (11Недостатком этого устройства является невозможность совместить одновременно высокую чувствительность устройства с большой величиной измеряемого давления. Для достижения высокой чувствительности в рамках данной конструкции применяется манометрическая пружина с малой жесткостью, но это противоре чит требованию противостоять высоким давлениям.A known design of the pressure recorder containing a sealed housing and located in it a sensing element in the form of a tubular spring, · perceiving hydrostatic pressure. The deformation of the elastic element is converted into an electrical signal using a transducer. The signal enters the electronic circuit for converting electrical signals, the recording unit and the clock / clock mechanism (11 The disadvantage of this device is the inability to combine high sensitivity of the device with a large measured pressure. To achieve high sensitivity, this design uses a gauge spring with low stiffness, but this contrary to the requirement to withstand high pressures.

Наиболее близким по техничесс кой сущности к предлагаемому является устройство для- дистанционного измерения морских волн, содержащее герметичный корпус, разме (ценный в нем приемник давления с «л Упругим элементом в виде мембраны, кинематически соединенным с ротором индуктивного дифференциального преобразователя, звено управления включением приемника давления в цепь регистратора с программно-ча15 совым мёханизмом, включающее электромагнит с якорем, храповое колесо, на оси которого закреплены два диска с кулачками, управляющими клапанами и контактным эле20 ментом. В устройстве установлено два приемника давления с различными преобразователями. Звено управле.ния включением позволяет передавать _ от манометрической пружины на индуктивный преобразователь не всю величину деформации, вызванной полным гидростатическим давлением, а лишь малую ее часть, связанную с колебаниями уровня воды. М^лый диа30 пазон измеряемых деформаций, в свою очередь, позволяет использовать индуктивный преобразователь с малым рабочим ходом, рассчитанный только * на естественный диапазон колебаний уровня воды, и тем самым обеспечивает высокую чувствительность [2].The closest in technical essence to the proposed is a device for remote measurement of sea waves, containing a sealed enclosure, size (valuable in it a pressure receiver with a l elastic element in the form of a membrane kinematically connected to the rotor of an inductive differential transducer, a control link for switching on the pressure receiver in the recorder circuit with a program clock mechanism, including an electromagnet with an anchor, a ratchet wheel, on the axis of which two disks with cams controlling the valves are fixed and a contact element 20. Two pressure receivers with different transducers are installed in the device. The control link by switching on allows transferring from the gauge spring to the inductive transducer not only the entire amount of deformation caused by full hydrostatic pressure, but only a small part of it associated with level fluctuations The small range of the measured strains, in turn, allows the use of an inductive converter with a small stroke, calculated only * for the natural range of oscillation water level, and thus provides high sensitivity [2].

Однако наличие трения и люфта снижает чувствительность устройства, которое также сложно по конструкции.However, the presence of friction and play reduces the sensitivity of the device, which is also difficult in design.

Цель изобретения - увеличение чувствительности и упрощение конструкции .The purpose of the invention is to increase the sensitivity and simplify the design.

Поставленная цель достигается тем, что ротор индуктивного дифференциального преобразователя подвешен в герметичном корпусе с помощью упругого крестообразного шарнира и выполнен в виде двух симметрично разнесенных от оси вращения ферритовых сердечников с переменным зазором относительно статора, при этом электромагнит звена управления включением приемника давления установлен на роторе индуктивного преобразователя, а его якорь снабжен игольчатым шипом, контактирующим с упругим элементом приемника давления.This goal is achieved by the fact that the rotor of the inductive differential transducer is suspended in a sealed housing using an elastic cross-shaped hinge and is made in the form of two ferrite cores symmetrically spaced from the axis of rotation with a variable gap relative to the stator, while the electromagnet of the control unit for switching on the pressure receiver is mounted on the rotor of the inductive transducer , and its anchor is equipped with a needle spike in contact with the elastic element of the pressure receiver.

На фиг.1 и 2 показаны вертикальная и горизонтальная проекции конструкции мареографа и элементы, входящие в его схему.1 and 2 show the vertical and horizontal projections of the design of the gauge and the elements included in its scheme.

МареограФ состоит иэ герметичного корпуса 1 и размещенного в нем приемника давления с упругим элементом в виде манометрической многовитковой пружины (трубка Бурдона) 2, установленной на основании 3 корпуса с выходным отверстием 4 для подачи давления. Подвижный конец манометрической пружины имеет поводок 5, взаимодей•ствующий с игольчатым шипом 6, установленньм на якоре 7 электромагнита 8, являющегося элементом звена управления включением приемника давления. Электромагнит 8 закреплен на роторе 9 индуктивного дифференциального преобразователя, который подвешен к корпусу 1 на упругом крестообразном шарнире 10. Шарнир представляет собой две упругие металлические пластины П-образной формы, расположенные под углом 90^. Благодаря упругому шарниру 10 ротор 9 может в небольших пределах поворачиваться вокруг вертикальной оси, по которой пересекаются плоскости металлических пластин. На роторе 9' закреплены два ферритовых сердечника 11 с обмотками 12. Ответная часть сердечников (статор(жестко скреплена с корпусом 1 с малым, зазором относительно подвижной части 11. Электрический сигнал с выхода обмоток 12 индуктивного преобразователя поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 13, выход под ключей ко вхбду регистратора 14 на магнитной кассете. Включение электромагнита 8, преобразователя 13 и регистратора 14 осуществляется по линиям связи от программно-часового механизма 15.Mareograf consists of a sealed housing 1 and a pressure receiver located therein with an elastic element in the form of a multi-coil spring gauge (Bourdon tube) 2 mounted on the base 3 of the housing with an outlet 4 for supplying pressure. The movable end of the gauge spring has a leash 5 that interacts with a needle spike 6 mounted on the armature 7 of the electromagnet 8, which is an element of the control unit for activating the pressure receiver. The electromagnet 8 is mounted on the rotor 9 of the inductive differential transducer, which is suspended from the housing 1 on an elastic cross-shaped hinge 10. The hinge is two U-shaped elastic metal plates located at an angle of 90 °. Due to the elastic hinge 10, the rotor 9 can be rotated to a small extent around a vertical axis along which the planes of the metal plates intersect. Two ferrite cores 11 with windings 12 are fixed on the rotor 9 '. The reciprocal part of the cores (stator (rigidly fixed to the housing 1 with a small gap relative to the moving part 11. An electrical signal from the output of the windings 12 of the inductive converter is input to the analog-to-digital converter 13, turn-key access to the input of the recorder 14 on the magnetic cassette. The inclusion of the electromagnet 8, the transducer 13 and the registrar 14 is carried out via communication lines from the program-clock mechanism 15.

Мареограф работает следующим образом.The mareograph works as follows.

• При погружении герметичного^:корпуса 1 на заданную глубину гидростатическое давление воды через входное отверстие 4 в крышке 3 поступает в манометрическую пружину 2 и вызывает разворот ее верхнего конца с поводком 5. Однако деформация пружины не передается на ротор 9 индуктивного преобразователя, поскольку якорь 7 электромагнита 8 находится в верхем притянутом положении и поводок 5 не соприкасается с игольчатым шипом б. После установки прибора на дно и некоторого периода стабилизации манометрической пружины 2 программно-часовой механизм 15 подает команду на выключение электромагнита 8 и происходит сцепление поводка 5 с шипом 6. После момента сцепления указанных элементов малые деформации пружины 2, вызванные колебаниями гидростатического давления от изменения уровня моря, передаются ротору 9 индуктивного преобразователя. При поворотах ротора 9 изменяются зазоры в ферритовых сердечниках 10, в результате чего в их обмотках 12 вырабатывается электрический сигнал, преобразуемый в цифровой код аналого-цифровым преобразователем 13, который записывается на магнитной ленте регистратора 14. С целью экономии питания включение измерительного преобразователя и регистратора проис ходит периодически на короткое время от программно-часового механизма 15. Электромагнит 8 находится во включенном состоянии в течение всего периода наблюдений, Поэтому сцепление пружины 2 с ротором 9 не нарушается.• When immersing a sealed ^: housing 1 to a predetermined depth, the hydrostatic pressure of water through the inlet 4 in the cover 3 enters a gauge spring 2 and causes a turn of its upper end with a leash 5. However, the deformation of the spring is not transmitted to the rotor 9 of the inductive transducer, since the armature 7 of the electromagnet 8 is in the upper attracted position and the leash 5 is not in contact with the needle spike b. After the device is installed on the bottom and a certain period of stabilization of the gauge spring 2, the program-clock mechanism 15 gives the command to turn off the electromagnet 8 and the leash 5 engages with the spike 6. After the moment of coupling of these elements, small deformations of the spring 2 caused by fluctuations in hydrostatic pressure from changes in sea level are transferred to the rotor 9 of the inductive converter. When the rotor 9 is rotated, the gaps in the ferrite cores 10 change, as a result of which an electrical signal is generated in their windings 12, which is converted into a digital code by an analog-to-digital converter 13, which is recorded on the magnetic tape of the recorder 14. In order to save power, the measurement converter and the registrar are turned on runs periodically for a short time from the program-clock mechanism 15. The electromagnet 8 is in the on state during the entire observation period, therefore, the adhesion of the spring 2 with torus 9 is not violated.

Обработка результатов наблюдений, записанных на магнитной ленте регистратора 14, производится с помощью ЭВМ после извлечения мареографа на поверхность.Processing the results of the observations recorded on the magnetic tape of the recorder 14, is performed using a computer after removing the tide gauge to the surface.

Claims

(54) MOREOGRAPH OF THE OPEN SEA queue, allows the use of an inductive transducer with malmouth working stroke, designed only for the natural range of fluctuations of the water level, and thus provides a high sensitivity h. However, the presence of friction and backlash reduces the sensitivity of the device, which is also complex in design. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and simplify the design. The goal is achieved by the fact that the rotor of the inductive differential converter is hung in a sealed enclosure using an elastic cross-shaped hinge and is made in the form of two symmetrical separated from the axis of rotation of ferrite cores with a variable gap relative to the stator, while the electromagnet of the control unit turn on the receiver The pressure is mounted on the rotor of the inductive transducer, and its measles is equipped with a needle spike in contact with the elastic element of the pressure receiver. Figures 1 and 2 show vertical and horizontal projections of the tide gauge structure and elements included in its scheme. The maraegol consists of a pressure-tight case 1 and a pressure receiver housed therein with an elastic element in the form of a manometric multi-turn spring (Bourdon tube) 2 mounted on the base 3 of the case with an outlet 4 for supplying pressure. The movable end of the manometric spring has a leash 5, which interacts with the needle pin b, mounted on the bark 7 of the electromagnet 8, which is an element of the control element that actuates the pressure receiver. The electromagnet 8 is mounted on the rotor 9 of an inductive differential converter, which is suspended from the housing 1 on an elastic cruciate joint 10. The hinge consists of two elastic metal plates of a U-shaped phalan at an angle of 90. Thanks to an elastic hinge 10, the rotor 9 can small limits rotate around a vertical axis along which the planes of the metal plates intersect. Two ferrite cores 11 with windings 12 are fixed on the rotor 9. Sending a part of the cores (stator) is attached to the housing 1 with a small one. a gap relative to the moving hour 11. The electrical signal from the output of the windings 12 of the inductive transformer of the body is fed to the input of the analog-to-digital converter 13, the output is connected to the recorder 14 on the magnetic cassette. The electromagnet 8, the converter 13 and the recorder 14 are turned on via the communication lines from the program-clock mechanism 15. The mariograph operates as follows. When the sealed casing 1 is immersed to a predetermined depth, the hydrostatic pressure of water through the inlet hole 4 in the lid 3 enters the manometric spring 2 and causes its upper end to turn with the driver 5. However, the deformation of the spring is not transmitted to the rotor 9 of the inductive converter, since top drawn position and leash 5 not in contact with needle awl b. After the device is installed on the bottom and a certain period of stabilization of the manometric spring 2, the program-hour mechanism 15 commands the electromagnet 8 to be turned off and the driver 5 engages with the tenon b. After the moment of adherence of these elements, small deformations of the spring 2, caused by fluctuations in hydrostatic pressure from changes in sea level, are transferred to the rotor 9 of the inductive converter. When the rotor 9 turns, the gaps in the ferrite cores 10 change, as a result of which an electric signal is generated in their windings 12, converted into a digital code by an analog-to-digital converter 13, which is recorded on the magnetic tape of the recorder 14. In order to save power, turn on the measuring converter and the recorder occurs periodically for a short time from the program-hour mechanism 15. The electromagnet 8 is in the on state during the entire observation period, therefore the spring clutch 2 s the rotor 9 is not disturbed. The processing of the results of observations recorded on the magnetic tape of the recorder 14 is performed by a computer after removing the gauge to the surface. The invention Open sea mareograph containing a hermetic case, a pressure receiver placed in it with an elastic element, kinematically connected to an rotor of an inductive differential converter, a control unit for activating the pressure receiver in a recorder circuit with a software-time mechanism, including an electromagnet with a clock what with