УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЗВУКА В ВОДОЕМЕ

Полезная модель относится к области морского приборостроения и предназначена для определения вертикального распределения скорости звука в водоеме, преимущественно, в море, и вычисления по данным измерений средней по вертикали скорости звука, преимущественно, при проведении промерных работ и гидрографических исследований, испытаний гидрографических средств и т.п.
Известны устройства для определения вертикального распределения скорости звука в море, содержащие погружаемый в воду датчик скорости звука, кабель-трос (кабельную линию связи), на котором датчик скорости звука опускают на различные горизонты и по которому передается информация от датчика скорости звука на борт судна, либо беспроводной (радио или гидроакустический) канал связи с судном (Евтютов А.П.и др. Справочник по гидроакустике. 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1988. С.54).
Датчик скорости звука погружаясь последовательно фиксирует скорость звука на различных горизонтах и передает информацию на борт судна, где по ней определяется вертикальное распределение скорости звука.
Известно также устройство для определения вертикального распределения скорости звука - гидроакустический измеритель скорости звука «Алтын» предназначенный для определения и регистрации вертикального распределения скорости звука с борта судна, являющийся наиболее близким к заявленной модели аналогом (Комляков В.А. Корабельные средства измерения скорости звука и моделирования акустических полей в океане. - СПб.: Наука, 2003. С.170).
Устройство содержит погружаемый на кабель-тросе (кабельной линии связи) датчик скорости звука (измерительный модуль) и бортовую регистрирующую аппаратуру.
Электрическая связь датчика с бортовой аппаратурой осуществляется по кабель-тросу (кабельной линии связи).
При проведении измерений датчик на кабель-тросе последовательно опускают при помощи лебедки с борта дрейфующего судна на заданные горизонты, где производят измерения скорости звука, на основании которых определяют вертикальное распределение скорости звука и вычисляют среднюю по вертикали скорость звука, которые затем используют, например, для корректировки показаний промерного эхолота при проведении промерных работ, определении дальности действия гидролокаторов и т.п.
Однако, использование подобных устройств не обеспечивает возможности непрерывных синхронных измерений на заданных горизонтах.
Задача, на которую направлена заявляемая полезная модель - обеспечение возможности непрерывных синхронных измерений скорости звука на заданных горизонтах.
Полезная модель обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в обеспечении проведения непрерывных синхронных измерений скорости звука в водоеме на заданных разнесенных по вертикали горизонтах и передачи информации на борт судна для ее учета в реальном масштабе времени при промере и обеспечении других работ.
Сущность заявляемой полезной модели выражается совокупностью ее следующих признаков.
В состав устройства для определения вертикального распределения скорости звука, содержащего датчик скорости звука и кабельную линию связи дополнительно введены по меньшей мере один датчик скорости звука, средство передачи информации, плавучесть и якорь, соединенные якорным тросом, причем датчики скорости звука, электрически соединенные кабельной линией связи, размещены на заданном расстоянии друг от друга и закреплены на якорном тросе, а средство связи размещено в плавучести и по кабельной линии связи электрически связано с выходами датчиков скорости звука.
Для повышения надежности в условиях волнения моря, устройство снабжено промежуточной плавучестью, закрепленной на якорном тросе в приповерхностном слое водоема.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема устройства без промежуточной плавучести, на фиг.2 - схема устройства с промежуточной плавучестью.
Устройство для определения вертикального распределения скорости звука содержит датчики 1 скорости звука, закрепленные на кабель-тросе 2, якорь 3, прикрепленный к нижнему концу кабель-троса 2, плавучесть 4, прикрепленную к верхнему концу кабель-троса 2, а также средство 5 связи, размещенное внутри плавучести 4 и по кабель-тросу электрически связанное с выходами датчиков 1 скорости звука.
На чертеже кабельная линия связи и якорный трос объединены в поз.2 - «кабель-трос».
В качестве датчиков скорости звука могут использоваться датчики, основанные на прямых методах измерения, например, импульсно-циклические или иные другие гидроакустические измерители скорости звука [там же, стр.122-132], а также датчики основанные на косвенных методах измерения скорости звука, например, комплексные гидрологические зонды, определяющие температуру, электропроводность и
гидростатическое давление морской воды, по которым рассчитывается скорость звука [там же, стр.50-98].
Перечисленные конструктивные элементы, их взаимное расположение и связи между ними обеспечивают достижение технического результата.
Устройство работает следующим образом.
С плавсредства устройство погружают в воду в заданном районе.
При постановке датчики, соединенные кабельной линией связи, могут быть заранее прикреплены к якорному тросу, либо прикрепляться к тросу с помощью тросовых зажимов по мере опускания якоря на дно 6. Может также использоваться грузонесущий кабель с жесткозакрепленными на нем датчиками.
Якорь 3 обеспечивает погружение устройства, а плавучесть 4 необходимое натяжение кабель-троса 2 с датчиками 1 скорости звука и его ориентацию в вертикальном положении.
Датчики 1 скорости звука, (преимущественно, гидроакустические), объединенные в локальную вычислительную сеть, вырабатывают и выдают в средство 5 связи информацию о скорости звука на своих горизонтах. В средстве 5 связи информация от датчиков 1 скорости звука соответствующим образом формируется и передается на борт промерного судна, например, по радиоканалу в течении, всего времени проведения промерных работ. Источники питания (на фиг.1 и 2 не указаны) могут размещаться в плавучести 4 или в якоре 3, включение устройства в работу может производиться перед постановкой (с задержкой на время погружения), либо по сигналам с промерного судна, воспринимаемым средством 5 связи.
Если предполагается использование устройства при волнении моря, то может быть введена промежуточная плавучесть 7 (см. фиг.2), закрепленная на кабель-тросе 2 на некотором заглублении от поверхности моря 8, где степень волнения снижена, и обеспечивающая натяжение кабель-троса 2 с минимальными колебаниями на волнении.
Предложенное устройство позволяет непрерывно обеспечивать промерное судно информацией о фактическом вертикальном распределении скорости звука в море и вычисленной на его основе средней по вертикали скорости звука в течение всего времени работ для введения этих данных в промерные средства или учета при обработке результатов промера.
Заявленная модель обеспечивает также мониторинг пространственно-временной изменчивости вертикального распределения скорости звука в море или ином водоеме при проведении гидрографических, гидрологических, океанографических исследований, если в районе установить несколько подобных устройств.