ПОДВОДНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ГЛУБИНЫ ВОДОЕМА

Полезная модель относится к области морского приборостроения и предназначена, преимущественно, для измерения глубины под и над антеннами эхолота, установленного в придонном слое водоема, а также глубины водоема в месте установки самого измерителя.
Известны измерители глубины (эхолоты) (Хребтов А.А. и др. Судовые эхолоты. Л.: «Судостроение», 1982), содержащие установленные на судне антенну, приемопередающее устройство, устройства управления и отображения информации, например, эхолот НЭЛ-20К (Морская навигационная техника. Справочник. СПб.: «Элмор», 2002. С.184). Подобные эхолоты обеспечивают измерение глубины под килем судна, как расстояния от антенны до дна моря.
Однако подобные эхолоты не могут быть использованы в качестве подводного измерителя глубины, т.е. расстояния от антенны до поверхности воды.
Известны также измерители глубины (гидроакустические волнографы) (Гидроакустическая техника исследования океана. Под. ред. В.В. Богородского, Л.: Гидрометеоиздат, 1984. С.90), предназначенные для измерения параметров волнения морской поверхности при установке под водой (на дне моря или на подводном объекте).
Известен также измеритель глубины (гидроакустический волнограф), являющийся наиболее близким к заявленной модели аналогом (Простаков А.Л. Электронный ключ к океану. Изд-во. «Судостроение» Л., 1978. С.126).
Указанный измеритель представляет собой размещенный в герметичном корпусе эхолот, установленный на дне водоема таким образом, чтобы ось характеристики направленности его антенны была ориентирована вертикально вверх в сторону поверхности моря.
Излучаемые эхолотом зондирующие импульсы отражаются от границы раздела вода-воздух, принимаются антенной эхолота и по времени их распространения определяется расстояние от антенны до поверхности моря, которая может колебаться под действием волнения.
С помощью этого прибора можно регистрировать профиль волнения во времени и осредненное расстояние от антенны до поверхности моря (уровень воды над антенной), т.е. глубину ее погружения, значения которых поступают в средство выдачи информации, например, запоминающий регистр и далее к ЭВМ.
Однако этот измеритель не обеспечивает возможности измерения глубины водоема, т.е. расстояния от поверхности дна водоема до поверхности воды, так как вследствие перемещения донных грунтов изменяется первоначальное расстояние от антенны до дна водоема.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - обеспечение возможности определения глубины в месте установки измерителя, т.е. расстояния от дна до поверхности воды водоема при изменении первоначального расстояния установки антенны до дна водоема, например, вследствие перемещения донных грунтов.
Технический результат заключается в обеспечении возможности измерения глубины водоема, с помощью установленного на его дне заявляемого измерителя, в условиях, когда изменяется расстояние от антенны до дна водоема.
Сущность заявляемой полезной модели выражается совокупностью ее следующих признаков.
В состав измерителя глубины, содержащего размещенный в герметичном корпусе эхолот, антенна которого установлена на одной из поверхностей герметичного корпуса, дополнительно введена вторая антенна, электрически связанная с эхолотом и размещенная на противоположной по отношению к первой антенне поверхности герметичного корпуса на известном по вертикали расстоянии от первой антенны. Герметичный корпус снабжен устройством для закрепления на подвижном или стационарном подводном объекте.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема подводного измерителя глубины и вариант его установки на дне водоема.
Подводный измеритель глубины содержит эхолот 1, размещенный в герметичном корпусе 2, первая антенна 3 эхолота 1 установлена на поверхности герметичного корпуса 2, обращенной в сторону поверхности 4 водоема, вторая антенна 5 эхолота 1 установлена на противоположной поверхности герметичного корпуса 2, обращенной в сторону дна 6 водоема и электрически связана с эхолотом 1.
Выход эхолота 1 связан со средством 7 выдачи информации. Сам герметичный корпус 2 с помощью, например, консоли 8 закреплен на подвижном, например глубоководном аппарате (на чертеже не показан) или стационарном подводном объекте 9, например, свае.
Электрическое питание может осуществляться от автономных источников, размещенных в герметичном корпусе 2, или по кабелю от внешних источников (на чертеже не указаны).
Перечисленные конструктивные элементы, их взаимное расположение и связи между ними обеспечивают получение указанного технического результата.
1
2
Подводный измеритель глубины работает следующим образом. Эхолот 1 измеряет интервалы времени распространения излученных и принятых отраженных акустических сигналов антеннами 3 и 5 (τ и τ соответственно).
Эхолот 1 может быть выполнен двухканальным, работающим на две антенны, или с помощью коммутатора поочередно подключаться к антеннам 3 и 5 соответственно. Конкретное исполнение эхолота 1 не относится к предмету заявленной полезной модели.
1
2
1
2
По измеренным интервалам времени τ и τ и известной средней по вертикали скорости звука  определяют расстояния от антенн 3 и 5 до поверхности h и дна водоема h соответственно:
1
2
С учетом известного расстояния ℓ между антеннами 3 и 5 глубину моря Н в месте установки измерителя определяют как: H=h+h+ℓ
Выходные параметры эхолота 1 поступают в средство 7 выдачи информации внешним потребителям. Средство 7 может быть выполнено в виде накопителя информации, выдающего информацию внешним потребителям после подъема измерителя из воды, либо в виде канала связи (гидроакустического, кабельного) с плавучим радиобуем, судном обеспечения или береговым постом.
Предложенный подводный измеритель обеспечивает измерение глубины, даже в том случае, если подводный объект со временем заглубляется в морское дно (ил, песок), может контролировать динамику наносов.
Таким образом, решена поставленная задача и обеспечена возможность измерения глубины моря в месте установки измерителя.
Для учета углов отклонений от вертикали характеристик направленности антенн эхолота подводный измеритель глубины может быть снабжен датчиками углов отклонений от вертикали, выходы которых связаны со средством 7 выдачи информации, по которым рассчитывают поправки к измеренным глубинам.
Для обеспечения вертикальной ориентации характеристик направленности эхолота подводный измеритель глубины может быть установлен в кардановом подвесе (на чертеже не показан), закрепленном на консоли 8.