АВТОНОМНОЕ СРЕДСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области гидрофизики и может быть использована для удаленного, скрытного контроля за перемещением подводных объектов по изменению гидрофизических параметров в вертикальном срезе водной среды.
Уровень техники
Известно большое количество измерительных средств, осуществляющих мониторинг гидрофизических параметров водной среды. В подавляющем большинстве они конструктивно выполнены в виде буев и представлены в [Берто, Г.О. Океанографические буи: Пер. с англ. - Л.: Судостроение, 1979. 215 с.], [Дерюгин, К.К., Степанюк И.А. Морская гидрометрия. Л.: Гидрометеоиздат.1974. 391 с.], а также патентами «Позиционная станция зондирования водной среды» [Патент на изобретение RU 2237594 С2, дата начала отсчета срока действия патента: 08.01.2002, опубликовано: 10.10.2004, наименование: Позиционная станция зондирования водной среды], «Автономная позиционная станция для зондирования водной среды по глубине» [Патент на изобретение RU 2096247 С1, опубликовано: 20.11.1997, наименование: Автономная позиционная станция для зондирования водной среды по глубине, способ определения параметров водной среды этой станцией и способ передачи ею измеренных параметров] и другими.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является «Буйковая станция для измерения гидрофизических параметров» [Патент на полезную модель RU 90565 U1, дата начала отсчета срока действия патента: 12.05.2009, опубликовано: 10.01.2010, наименование: Буйковая станция для измерения гидрофизических параметров], предназначенная для определения вертикального распределения гидрофизических параметров в прибрежных районах естественных водоемов, преимущественно в море, при проведении гидрологических исследований и экологического мониторинга.
«Буйковая станция для измерения гидрофизических параметров» содержит измерительные приборы с датчиками гидрофизических параметров, кабель связи между измерительными приборами, трос с якорем на нижнем конце и плавучесть на верхнем конце, при этом измерительные приборы закреплены на тросе на заданных расстояниях друг от друга.
Приведенные технические решения могут быть применены для контроля за перемещением подводных объектов по изменению гидрофизических параметров в водной среде, однако, при решении задач наблюдения в целях охраны объектов должна обеспечиваться скрытность их работы. В рамках выполнения задач данного типа недостатком наиболее близкого технического решения к заявленному «Буйковой станции для измерения гидрофизических параметров» является стационарность и зависимость от берегового поста управления и сбора измерительной информации, к которому при помощи магистрального кабеля через блок управления и связи подключена станция. Также, к недостаткам относится низкая оперативность прокладки магистрального кабеля для подключения к береговому посту.
Раскрытие сущности полезной модели
Заявленный технический результат - удаленный скрытный контроль перемещения подводных объектов достигается за счет включения в конструкцию автономного средства измерения гидрофизических параметров, функциональная схема которого приведена на фигурах 1 и 2, следующих функциональных узлов:
блока хранения времени и координат (8);
двухканального приемопередающего блока ультракоротковолновой (УКВ) и спутниковой связи (9);
блока шифрования (11);
блока автономного питания (12);
поплавковой двухдиапазонной антенны УКВ и спутниковой связи (1) с возвратным механизмом (7);
линии передачи сигнала (2) от блока обработки информации и управления подповерхностного буя к поплавковой двухдиапазонной антенне;
возвратного механизма якорь-вьюшки (6),
позволяющих осуществлять продолжительное автономное наблюдение за изменением гидрофизических параметров в толще водной среды с передачей в шифрованном виде данных об обнаружении по двум радиоканалам через поплавковую двухдиапазонную антенну УКВ и спутниковой связи (1), находящуюся на поверхности в течение времени передачи сигнала, и обеспечивать скрытный контроль перемещения подводных объектов с передачей информации об обнаружении на удаленный пост наблюдения.
Краткое описание чертежей и иных графических материалов
На фигурах 1 и 2 приведена функциональная схема автономного средства измерения гидрофизических параметров, в состав которого входят функциональные узлы:
поплавковая двухдиапазонная антенна УКВ и спутниковой связи (1);
линия передачи сигнала (2);
подповерхностный буй (3);
радиоволновая линия (4) со щелевыми датчиками измерения гидрофизических параметров [Патент на изобретение RU 2687894 С2, дата начала отсчета срока действия патента: 15.05.2017, опубликовано: 16.05.2019, наименование: Способ мониторинга электропроводимости морской среды в удаленном районе];
якорный трос (5);
якорь-вьюшка с возвратным механизмом (6).
В состав подповерхностного буя (3) входят следующие функциональные узлы:
возвратный механизм (7);
блок хранения времени и координат (8);
двухканальный приемопередающий блок УКВ и спутниковой связи (9);
блок обработки информации и управления (10);
блок шифрования (11);
блок автономного питания (12).
Осуществление полезной модели
В описании функционирования автономного средства измерения гидрофизических параметров приведены задачи, выполняемые каждым функциональным узлом и обеспечивающие достижение заявленного технического результата.
Установка автономного средства измерения гидрофизических параметров производится с носителя - судна, корабля или летательного аппарата в заданном районе мирового океана. При подходе носителя к заданному району автономное средство измерения гидрофизических параметров включается и устанавливается в заданных координатах.
После сброса автономного средства измерения гидрофизических параметров с носителя, подповерхностный буй (3) с поплавковой антенной (1) остается на поверхности воды. Якорь-вьюшка с возвратным механизмом (6) погружается на дно, разматывая при этом радиоволновую линию (4) и якорный трос (5). Достигнув дна на якорь-вьюшке (6) включается возвратный механизм, подтягивающий подповерхностный буй (3) с поплавковой антенной (1) на рабочую глубину, необходимую для обеспечения: скрытности от обнаружения средствами наблюдения за надводной обстановкой и исключения повреждения автономного средства измерения гидрофизических параметров в условиях активного судоходства в данном районе. Якорь-вьюшка с возвратным механизмом (6) позволяет зафиксировать подповерхностный буй (3) по координатам и установить на требуемую рабочую глубину.
Перед погружением последние принятые координаты записываются в блок хранения времени и координат (8). После установки подповерхностного буя (3) на рабочую глубину включается режим дискретного измерения гидрофизических параметров на датчиках радиоволновой линии (4) с набором статистических данных в буфер блока обработки информации и управления (10). При обнаружении отклонения гидрофизических параметров от среднестатистических значений, информация об отклонении передается из буфера блока обработки информации и управления (10) в блок шифрования (11). Вместе с данными гидрофизических параметров в передаваемый пакет данных входит информация о координатах автономного средства измерения гидрофизических параметров и его индивидуальный номер. Одновременно с записью пакета данных для передачи, на возвратный механизм (7) подается команда на подъем на поверхность воды двухдиапазонной поплавковой антенны (1). Пакет данных с блока шифрования (11), после поступления информации от возвратного механизма (7), о подъеме антенны (1) на поверхность, передается в двухканальный приемопередающий блок УКВ и спутниковой связи (9). В нем производится модуляция сигнала, в соответствии с принятыми стандартами, и осуществляется передача сигнала через антенну (1). Прием сигнала осуществляется постом наблюдения, расположенным на берегу либо на обеспечивающем судне. После завершения передачи пакета данных на возвратный механизм (7) поступает команда на возвращение поплавковой антенны (1) в исходное положение. После возвращения поплавковой антенны (1) в исходное положение автономное средство переходит в режим мониторинга гидрофизических параметров. Питание всех функциональных узлов автономного средства измерения гидрофизических параметров осуществляется блоком автономного питания (12).