Система для измерения гидрофизических параметров морской воды

Авторы патента:

G01N27 - Исследование или анализ материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств (G01N 3/00-G01N 25/00 имеют преимущество; измерение переменных электрических или магнитных величин и исследование электрических или магнитных свойств материалов G01R)

Полезная модель относятся к области исследования гидрофизических параметров морской воды. Система может быть установлена на подвижных носителях и использована для измерения плотности морской воды и скорости распространения звука в морской воде. Сущность полезной модели заключатся в том, что система для измерения гидрофизических параметров морской воды, содержащая, по меньшей мере, один преобразователь гидрофизических параметров морской воды содержит бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды, преобразователь температуры, преобразователь давления и аналого-цифровой преобразователь, при этом аналого-цифровой преобразователь выполнен с контроллером последовательного интерфейса на выходе, выход которого является выходом преобразователя гидрофизических параметров морской воды, а также связанное с преобразователем гидрофизических параметров морской воды устройство сбора и хранения данных (УСХД) с клавиатурой, подключенной к входу-выходу УСХД для подключения клавиатуры, и устройством отображения информации (УОИ), подключенным к выходу УСХД для подключения УОИ, бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды содержит питающий и измерительный трансформаторы, размещенные в диэлектрическом корпусе, источник переменного напряжения, подключенный к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике питающего трансформатора, последовательно соединенные усилитель, вход которого подключен к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора, и детектор, выход которого является выходом бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, первичный измерительный преобразователь (ПИП) преобразователя температуры выполнен из тонкой изолированной медной проволоки, расположенной между двумя полыми тонкостенными цилиндрами, один из которых образован выступом в корпусе ПИП преобразователя температуры, а другой герметично скреплен, преимущественно сварен лазерной сваркой, с первым полым тонкостенным цилиндром и корпусом ПИП преобразователя температуры, в котором выполнены наклонные отверстия для протекания морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра, диэлектрический корпус с размещенными в нем питающим и измерительным трансформаторами бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости

морской воды установлен в передней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выполненного из материала, стойкого к воздействию агрессивной среды, соосно корпусу преобразователя гидрофизических параметров морской воды, и имеет сужающуюся вперед конусообразную наружную поверхность и отверстие для протекания морской воды, плавно сопряженное в своей конфузорной (сужающейся) части с конусообразной наружной поверхностью диэлектрического корпуса, и сообщающееся в своей диффузорной (расширяющейся) части с наружной поверхностью диэлектрического корпуса посредством наклонных отверстий, выполненных в диэлектрическом корпусе, ПИП преобразователя температуры расположен в диффузорной части отверстия для протекания морской воды, выполненного в диэлектрическом корпусе, соосно этому отверстию, ПИП преобразователя давления, выполненный в виде тензометрического мостового преобразователя давления, расположен в крышке, установленной в задней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выходы бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, преобразователя температуры и преобразователя давления подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, вход-выход контроллера последовательного интерфейса является выходом преобразователя гидрофизических параметров морской воды. Технический результат повышение надежности и точности измерений в динамическом режиме.

Практика современных океанологических исследований показывает, что при решении ряда задач необходимы прецизионные измерения и оперативная обработка различной гидрофизической информации в реальном масштабе времени на борту носителя аппаратуры при длительной эксплуатации. Основной целью подобных исследований является построение информационных карт гидрологических полей, изучение их временной и пространственной изменчивости, тонкой структуры, выявление аномальных гидрофизических зон и др.

Эффективность океанологических исследований определяется техническими характеристиками используемой измерительной техники - диапазоном измерений гидрофизических параметров, чувствительностью, погрешностью измерений, а также надежностью измерительных средств и состоянием их метрологического обеспечения.

Известны различные системы, предназначенные для анализа состояния морской среды [1-10], содержащие преобразователи гидрохимико-физических параметров водной среды и регистрирующую аппаратуру. Аппаратура обеспечивает сбор и обработку данных с преобразователей гидрофизических параметров и регистрацию результатов обработки.

Известно устройство для контроля загрязнений водной среды, раскрытое в описании изобретения [11], содержащее датчик электропроводности, датчик температуры, датчик водородного показателя, датчик окислительно-восстановительного потенциала, ионоселективный датчик и датчик растворенного кислорода. Это устройство позволяет повысить достоверность контроля загрязнений водной среды за счет расширения функциональных возможностей путем классификации загрязнений по группам.

Наиболее близкой к предлагаемой и выбранной в качестве прототипа является система измерительная химико-физических параметров водной среды автоматическая [12]. Система-прототип содержит, по меньшей мере, один преобразователь гидрохимико-физических параметров водной среды, включающий в себя контактный преобразователь удельной электрической проводимости водной среды, преобразователь температуры,

преобразователь водородного показателя, преобразователь значения окислительно-восстановительного потенциала, электрод сравнения, преобразователь массовой концентрации растворенного кислорода, преобразователь глубины, автономный двуполярный источник напряжения питания, запитывающий повторители напряжения, входящие в состав преобразователя водородного показателя, преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала и электрода сравнения, и аналого-цифровой преобразователь с контроллером интерфейса RS-485 на выходе, а также связанную с преобразователем гидрофизических параметров морской среды электронно-вычислительную машину (ЭВМ) с клавиатурой, подключенной к входу-выходу ЭВМ для подключения клавиатуры, и устройством отображения информации (УОИ), подключенным к выходу ЭВМ для подключения УОИ, при этом первичные измерительные преобразователи контактного преобразователя удельной электрической проводимости водной среды, преобразователя температуры, преобразователя водородного показателя, преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала, преобразователя массовой концентрации растворенного кислорода и преобразователя глубины, а также электрод сравнения, общий для преобразователя водородного показателя и преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала, установлены в передней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрохимико-физических параметров водной среды, выполненного из материала, стойкого к воздействию агрессивной среды, первичный измерительный преобразователь (ПИП) контактного преобразователя удельной электрической проводимости водной среды имеет форму обтекаемого тела вращения, расположен соосно корпусу преобразователя гидрохимико-физических параметров водной среды, и содержит пару токовых электродов, один из которых имеет круглую форму и расположен в носовой части ПИП контактного преобразователя удельной электрической проводимости, а другой образован корпусом ПИП контактного преобразователя удельной электрической проводимости, и пару кольцевых потенциальных электродов, расположенных между токовыми электродами соосно этим электродам и изолированных один от другого и от токовых электродов, ПИП преобразователя температуры выполнен из тонкой изолированной медной проволоки, расположенной между двумя полыми тонкостенными цилиндрами, один из которых образован выступом в корпусе ПИП преобразователя температуры, а другой герметично скреплен, преимущественно сварен лазерной сваркой, с первым полым тонкостенным цилиндром и корпусом ПИП преобразователя температуры, в котором выполнены наклонные отверстия для протекания жидкости внутри первого полого тонкостенного цилиндра,

ПИП преобразователя водородного показателя выполнен в виде электрода для определения водородного показателя, к которому подключен повторитель напряжения электрода для определения водородного показателя, ПИП преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала выполнен в виде платинового электрода для определения значения окислительно-восстановительного потенциала, к которому подключен повторитель напряжения платинового электрода для определения значения окислительно-восстановительного потенциала, ПИП преобразователя массовой концентрации растворенного кислорода, выполнен в виде двухэлектродной ячейки для определения массовой концентрации растворенного кислорода, к выходу которой подключен преобразователь ток-напряжение, ПИП преобразователя глубины выполнен в виде тензометрического мостового преобразователя давления, первичные измерительные преобразователи преобразователя температуры, преобразователя водородного показателя, преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала, преобразователя массовой концентрации растворенного кислорода и преобразователя глубины, а также электрод сравнения расположены в передней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрохимико-физических параметров водной среды вокруг ПИП контактного преобразователя удельной электрической проводимости водной среды, выходы контактного преобразователя удельной электрической проводимости водной среды, преобразователя температуры, преобразователя водородного показателя, преобразователя значения окислительно-восстановительного потенциала, электрода сравнения, преобразователя массовой концентрации растворенного кислорода и преобразователя глубины подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, вход-выход контроллера интерфейса RS-485 соединен последовательным каналом связи с соответствующим входом-выходом электронно-вычислительной машины, которая выполнена с возможностью обработки данных, получаемых от преобразователя гидрохимико-физических параметров водной среды, визуализацию обработанных результатов измерения, архивирование и документирование измерительной информации.

Недостатками системы-прототипа является ограниченные возможности применения для измерения гидрофизических параметров морской воды в подвижных условиях и недостаточная точность измерения параметров из-за загрязнения электродов преобразователя удельной электрической проводимости жидкости.

Задачей, решаемой полезной моделью, является создание простой высоконадежной системы для измерения гидрофизических параметров морской воды, обеспечивающей

количественную оценку параметров потока морской воды в динамическом режиме в условиях длительной эксплуатации.

Сущность полезной модели заключатся в том, что система для измерения гидрофизических параметров морской воды, содержащая, по меньшей мере, один преобразователь гидрофизических параметров морской воды содержит бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды, преобразователь температуры, преобразователь давления и аналого-цифровой преобразователь, при этом аналого-цифровой преобразователь выполнен с контроллером последовательного интерфейса на выходе, выход которого является выходом преобразователя гидрофизических параметров морской воды, а также связанное с преобразователем гидрофизических параметров морской воды устройство сбора и хранения данных (УСХД) с клавиатурой, подключенной к входу-выходу УСХД для подключения клавиатуры, и устройством отображения информации (УОИ), подключенным к выходу УСХД для подключения УОИ, бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды содержит питающий и измерительный трансформаторы, размещенные в диэлектрическом корпусе, источник переменного напряжения, подключенный к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике питающего трансформатора, последовательно соединенные усилитель, вход которого подключен к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора, и детектор, выход которого является выходом бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, первичный измерительный преобразователь (ПИП) преобразователя температуры выполнен из тонкой изолированной медной проволоки, расположенной между двумя полыми тонкостенными цилиндрами, один из которых образован выступом в корпусе ПИП преобразователя температуры, а другой герметично скреплен, преимущественно сварен лазерной сваркой, с первым полым тонкостенным цилиндром и корпусом ПИП преобразователя температуры, в котором выполнены наклонные отверстия для протекания морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра, диэлектрический корпус с размещенными в нем питающим и измерительным трансформаторами бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды установлен в передней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выполненного из материала, стойкого к воздействию агрессивной среды, соосно корпусу преобразователя гидрофизических параметров морской воды, и имеет сужающуюся вперед конусообразную наружную поверхность и отверстие для протекания морской воды, плавно сопряженное в

своей конфузорной (сужающейся) части с конусообразной наружной поверхностью диэлектрического корпуса, и сообщающееся в своей диффузорной (расширяющейся) части с наружной поверхностью диэлектрического корпуса посредством наклонных отверстий, выполненных в диэлектрическом корпусе, ПИП преобразователя температуры расположен в диффузорной части отверстия для протекания морской воды, выполненного в диэлектрическом корпусе, соосно этому отверстию, ПИП преобразователя давления, выполненный в виде тензометрического мостового преобразователя давления, расположен в крышке, установленной в задней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выходы бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, преобразователя температуры и преобразователя давления подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, вход-выход контроллера последовательного интерфейса является выходом преобразователя гидрофизических параметров морской воды.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - функциональная схема системы для измерения гидрофизических параметров морской воды;

на фиг.2 - конструкция ПГФП (вид сбоку);

на фиг.3 - конструкция передней части ПГФП (вид сбоку);

на фиг.4 - функциональная схема бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости (УЭП) морской воды;

на фиг.5 - пример реализации конструкции первичного измерительного преобразователя температуры;

на фиг.6 - функциональная схема преобразователя температуры;

на фиг.7 - функциональная схема преобразователя давления.

На фиг.1-7 обозначены:

1₁,..., 1_n - ПГФП морской воды,

2 - бесконтактный преобразователь УЭП морской воды,

3 - преобразователь температуры,

4 - преобразователь давления,

5 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

6 - линия связи,

7 - устройство сбора и хранения данных (УСХД),

8 - клавиатура,

9 - устройство отображения информации (УОИ),

10 - цилиндрический корпус ПГФП,

11 - диэлектрический корпус,

12 - герморазъем,

13 - ПИП преобразователя 4 давления,

14 - питающий трансформатор,

15 - измерительный трансформатор,

16 - наружная поверхность диэлектрического корпуса 11,

17 - отверстие в диэлектрическом корпусе 11 для протекания морской воды,

18 - конфузорная часть отверстия 17,

19 - поверхность сопряжения отверстия 17 и поверхности 16,

20 - диффузорная часть отверстия 17,

21 - ПИП преобразователя 3 температуры,

22 - диэлектрическое покрытие корпуса ПГФП,

23 - источник переменного напряжения,

24 - обмотка, расположенная на тороидальном сердечнике питающего трансформатора 14,

25 - усилитель,

26 - обмотка, расположенная на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора 15,

27 - детектор,

28 - объемный жидкостной виток связи,

29 - медная проволока,

30 - первый тонкостенный цилиндр,

31 - второй тонкостенный цилиндр,

32 - корпус ПИП 21 преобразователя 3 температуры,

33 - наклонные отверстия в корпусе ПИП 21 преобразователя 3 температуры,

34, 35 - сварные швы,

36, 37 - контакты ПИП 21 преобразователя 3 температуры,

38 - мостовой усилитель преобразователя 3 температуры,

39 - мостовой усилитель преобразователя 4 давления,

40 - наклонные отверстия в диэлектрическом корпусе 11,

41 - крышка.

Преобразователи 1₁,..., 1_n гидрофизических параметров (ПГФП) морской воды содержат бесконтактный преобразователь 2 УЭП морской воды, преобразователь 3 температуры,

преобразователь 4 давления, аналого-цифровой преобразователь 5, аналого-цифровой преобразователь 5 выполнен с контроллером последовательного интерфейса на выходе, выход которого является выходом ПГФП 1₁,..., 1_n (фиг.1) морской воды. Система содержит также связанное с преобразователем гидрофизических параметров морской воды устройство 7 сбора и хранения данных (УСХД) с клавиатурой 8, подключенной к входу-выходу УСХД 7 для подключения клавиатуры, и устройством 9 отображения информации (УОИ), подключенным к выходу УСХД 7 для подключения УОИ.

Бесконтактный преобразователь 2 УЭП морской воды содержит питающий и измерительный трансформаторы 14 и 15, размещенные в диэлектрическом корпусе 11, источник 23 переменного напряжения подключенный к обмотке 24, расположенной на тороидальном сердечнике питающего трансформатора 14, последовательно соединенные усилитель 25, вход которого подключен к обмотке 26, расположенной на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора 15, и детектор 27, выход которого является выходом бесконтактного преобразователя 2 УЭП (фиг.4).

Диэлектрический корпус 11 с размещенными в нем питающим и измерительным трансформаторами 14 и 15 установлен в передней части герметичного цилиндрического корпуса 10, выполненного из материала, стойкого к воздействию агрессивной среды, например, титана, нержавеющей стали и т.п. Корпус 10 дополнительно может быть покрыт диэлектрическим покрытием 22 (фиг.2, 3).

Диэлектрический корпус 11 установлен соосно корпусу 10 и имеет сужающуюся вперед конусообразную наружную поверхность 16 и отверстие 17 для протекания морской воды, плавно сопряженное в своей конфузорной (сужающейся) части 18 с конусообразной наружной поверхностью 16 поверхностью 19. Отверстие 17 сообщается в своей диффузорной (расширяющейся) части 20 с наружной поверхностью 16 диэлектрического корпуса 11 посредством наклонных отверстий 40, выполненных в диэлектрическом корпусе 11. Обычно число отверстий 40 равно 3 и соответствует числу наклонных отверстий 33 в корпусе 32 ПИП 21 преобразователя 3 температуры. Наклонные отверстия 40 необходимы для обеспечения протекания исследуемой морской воды в чувствительных зонах бесконтактного преобразователя 2 УЭП, и преобразователя 3 температуры, а также для образования пространственного объемного витка 28 связи между питающим и измерительным трансформаторами 14 и 15. Объемный виток 28 связи на фиг.4 показан условно ограниченным. В действительности границы объема морской воды, участвующие в его образовании, неопределенны. Суммарную площадь поперечного сечения наклонных отверстий 40 выбирают преимущественно в 10 и более раз превышающей

площадь круглого отверстия 17.

К выходам ПГФП 1₁,..., 1_n посредством линии 6 подключено устройство 7 сбора и хранения данных (УСХД), к входу-выходу УСХД 7 для подключения клавиатуры подключена клавиатура 8, а к выходу УСХД 7 для подключения устройства отображения информации (УОИ) подключено УОИ 9.

УСХД 7 выполнено с возможностью обработки данных, получаемых от ПГФП 1₁,..., 1_n, визуализации обработанных результатов измерения, архивирования и документирования измерительной информации. В качестве УСХД 7 может использоваться микропроцессор, микроконтроллер или электронно-вычислительная машина (ЭВМ) с соответствующими входами (входами-выходами) для подключения к выходам ПГФП 1₁,...,1_n , входом-выходом для подключения клавиатуры 8 и выходом для подключения УОИ 9.

В качества УОИ 9 может использоваться монитор.

Бесконтактный преобразователь 2 УЭП работает следующим образом.

Под действием переменного напряжения, в частности, частотой 16 кГц в пространственном жидкостном витке 28 связи, охватывающем тороидальные сердечники питающего и измерительного трансформаторов 14 и 15, возбуждается ЭДС и протекает ток, пропорциональный измеряемой УЭП морской воды. Этот ток приводит к появлению тока в обмотке 26 измерительного трансформатора 15, работающего в режиме трансформатора тока. Выходной токовый сигнал измерительного трансформатора 15 усиливается, детектируется и поступает на выход преобразователя УЭП в виде напряжения, пропорционального измеряемой УЭП.

ПИП 21 преобразователя температуры расположен в диффузорной части 20 отверстия 17 для протекания морской воды, выполненного в диэлектрическом корпусе 11.

ПИП 13 преобразователя давления, выполненный в виде тензометрического мостового преобразователя давления, расположен в крышке 41, установленной в задней части герметичного цилиндрического корпуса 10. Такое расположение ПИП 13 преобразователя давления позволяет исключить влияние динамического давления, возникающего при движении преобразователя 2 УЭП в потоке морской воды, на результаты измерения глубины.

ПИП 21 преобразователя температуры (см. фиг.5) выполнен из тонкой изолированной медной проволоки 29, расположенной между двумя польми тонкостенными цилиндрами 30 и 31, один из которых (первый цилиндр 30) образован выступом в корпусе ПИП 21, а другой (второй цилиндр 31) герметично скреплен, преимущественно сварен лазерной сваркой, с первым полым тонкостенным цилиндром 30 и корпусом 32 ПИП 21,

в котором выполнены наклонные отверстия 33 для протекания морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра 30. Герметичность соединения тонкостенных цилиндров 30 и 31 обеспечивается сварными швами 34 и 35. Соединение ПИП 21 с усилителем 38 осуществляется с помощью контактов 36 и 37.

Преобразователь 4 давления включает в свой состав ПИП 13, подключенный к одной из известных схем мостового усилителя 39 (фиг.7). ПИП 13 преобразователя давления выполнен в виде тензометрического мостового преобразователя давления.

Выходы бесконтактного преобразователя 2 УЭП морской воды, преобразователя 3 температуры и преобразователя 4 давления подключены к входам аналого-цифрового преобразователя 5, вход-выход контроллера последовательного интерфейса RS-422 является выходом преобразователя гидрофизических параметров морской воды.

Преобразователь 3 температуры включает в свой состав ПИП 21, подключенный к мостовому усилителю 38 (фиг.6), выполненному по одной из известных схем.

Все перечисленные элементы, блоки и конструктивные элементы известны и широко применяются в технике.

Устройство работает следующим образом.

ПГФП 1₁,..., 1_n располагают в потоке или в заданной точке морской воды, параметры которой необходимо контролировать. При подаче питания преобразователи 2, 3, 4, входящие в состав ПГФП 1₁,..., 1_n, вырабатывают напряжения, пропорциональные соответствующим параметрам морской воды.

Благодаря предложенной конструкции ПГФП 1₁ ,..., 1_n обеспечивается плавное, с минимальными искажениями параметров среды протекание потока морской воды в чувствительных зонах преобразователей 2 и 3. Использование бесконтактного метода измерения УЭП в преобразователе 2 позволяет снизить погрешности измерения, обусловленные загрязнением электродов.

Выходные сигналы преобразователей 2, 3, 4 с помощью аналого-цифрового преобразователя 5 преобразуются в цифровую форму и по запросу УСХД 7 по линии 6 связи передаются в соответствии с протоколом интерфейса RS-422 в УСХД 7 с целью получения значений исходных гидрофизических параметров, выраженных в соответствующих единицах.

УСХД 7 осуществляет прием и хранение данных, получаемых от ПГФП 1₁,..., 1_n, визуализацию обработанных результатов измерения на УОИ 9 в виде их числовых значений и временных графиков сигналов по каждому параметру, архивирование и документирование измерительной информации в памяти УСХД 7.

УСХД 7 также осуществляет вычисление физических параметров морской воды, используя, например, следующие алгоритмы.

Вычисление глубины производится в функции гидростатического давления с учетом широты следующим образом:

где р - гидростатическое давление, МПа;

- географическая широта, градусы.

Вычисление солености производится по шкале практической солености (ШПС-78) следующим образом:

определяется зависимость относительной электропроводности растворов нормальной воды от температуры r_T :

где - удельная электрическая проводимость, мСм/см;

Т - температура, °С;

определяется влияние гидростатического давления на относительную электропроводность R_P:

где R - относительная электропроводность воды с соленостью S , температурой Т [°С] при давлении р [МПа] по отношению к стандартному раствору КСl при 15°С или эквивалентного ему раствора нормальной морской воды.

(35,15,0)=42,911 мСм/см;

определяется R_T - относительная электропроводность воды с соленостью S , температурой Т [°С] при атмосферном давлении по отношению к раствору нормальной морской воды при той же температуре

вычисляется практическая соленость S:

Далее УСХД 7 производит вычисление плотности морской воды и скорости распространения звука в морской воде.

Скорость звука вычисляется в зависимости от температуры, гидростатического давления и солености по формуле:

где С - скорость звука, м/с;

Т - температура, °С;

S - соленость, ;

р - гидростатическое давление, МПа.

Плотность морской среды вычисляют по международному уравнению состояния морской воды УС-80.

Плотность , (кг/м³), морской воды в функции практической солености S, температуры Т и гидростатического давления р определяют по формуле

где K (S, Т, р) - средний модуль упругости морской воды;

- плотность, кг/м³;

Т - температура, °С;

S - соленость, ;

р - гидростатическое давление, МПа.

Плотность морской воды при атмосферном давлении (р=0) определяют по соотношению

где b₀=8,24493·10^-1; b₁=-4,0899·10^-3; b₂=7,6438·10^-5; b₃=-8,2467·10^-7; b₄=5,3875·10^-9; c₀=-5,72466·10^-3; c₁=1,0227·10^-4; c₂=-1,6546·10^-6; d₀=4,8314·10^-4.

Плотность эталонной чистой среднеокеанической воды определяют по формуле

где a₀=999,842594; a₁=6,793952·10^-2; a₂=-9,095290·10^-3; a₃=1,001685·10^-4; a₄=-1,120083·10^-6; a₅=6,536332·10^-9.

Средний модуль упругости морской воды определяют по формуле

где

f₀=5,46746; f₁=-6,03459·10^-2; f₂=1,09987·10^-3; f₃=-6,1670·10^-6; g₀=7,944·10^-3; g₁=1,6483·10^-3; g₂=-5,3009·10^-5;

i₀=2,2838·10^-3; i₁=-1,0981·10^-5; i₂=-1,6078·10^-6; j₀=1,91075·10^-4;

m₀=-9,9348·10^-6; m₁=2,0816·10^-7; m₂=9,1697·10^-9;

e₀=1965,221; e₁=14,84206; e₂=-2,327105·10^-1; e₃=1,360477·10^-3; e₄=-5,155288·10^-6;

h₀=3,239908; h₁=1,43713·10^-3; h₂=1,16092·10^-4; h₃=-5,77905·10^-7;

k₀=8,50935·10^-4; k₁=-6,12239·10^-5; k₂=5,2787·10^-7.

На предприятии-заявителе был изготовлен опытный образец системы для измерения гидрофизических параметров морской воды. Испытания опытного образца подтвердили его высокую надежность в течение длительного периода эксплуатации, повышение точности измерения и возможность количественной оценки скорости распространения звука в морской воде и плотности морской воды в динамическом режиме, наблюдение за изменением параметров во времени, обработку, архивирование и документирование измерительной информации.

Таким образом, представленные чертежи и описание позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить систему для измерения гидрофизических параметров морской воды промышленным способом и использовать ее для измерения плотности морской воды и скорости распространения звука в морской воде, что характеризует полезную модель как промышленно применимую.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. В.П.Буторин и др. Аппаратура сбора и обработки информации для автоматических контрольно-замерных станций систем контроля окружающей среды типа "АНКОС" / Сб. докл. Семинар Автоматизация контроля загрязнения окружающей Среды. - М.: МДНТП. - 1988.

2. Система мониторинга качества воды / Нихон мусэн тихо // GRE Rev. - 1988, №26. - С.14-20.

3. Система для мониторинга приповерхностных вод / Fukuchi Mitsuo, Hottori Hitoshi. - Proc. NIPR Symp. Polar Biol. - 1987, 1. - С.47-55.

4. Burr P. An instrumented underwater towed vehicle. Oceanology internationale 69. Conf. technical sessions, day 1. - Brighton. - 1969 (Англия).

5. Analysis of Exploration of Mining Technology for Manganese Nodyles / Seabed Minerals Sessions. - Vol.2. - United Ocean Economics and Technology Branch (Published in cooperation with the United Nations by Graham & Trotman Ltd.). - 1984. - P.20, fig.3.

6. Патент РФ №2030747 на изобретение, МПК G 01 N 33/18, 1990 г.

7. Свидет. РФ №301 на полезную модель, МПК В 63 В 38/00, 1993 г.

8. Свидет. РФ №2797 на полезную модель, МПК В 63 В 35/00, 1996 г.

9. Свидет. РФ №3041 на полезную модель, МПК G 01 N 27/00, 1996 г.

10. Авт. свидет. СССР №1029063 на изобретение, МПК G 01 N 27/02, 1981 г.

11. Патент РФ №1837217 на изобретение, МПК G 01 N 27/00, 1990 г.

12. Свидет. РФ №29376 на полезную модель, МПК G 01 N 27/00, 2003 г. (прототип).

Система для измерения гидрофизических параметров морской воды, содержащая, по меньше мере, один преобразователь гидрофизических параметров морской воды, содержащий бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды, преобразователь температуры, преобразователь давления и аналого-цифровой преобразователь, при этом аналого-цифровой преобразователь выполнен с контроллером последовательного интерфейса на выходе, а также связанное с преобразователем гидрофизических параметров морской воды устройство сбора и хранения данных (УСХД) с клавиатурой, подключенной к входу-выходу УСХД для подключения клавиатуры, и устройством отображения информации (УОИ), подключенным к выходу УСХД для подключения УОИ, бесконтактный преобразователь удельной электрической проводимости морской воды содержит питающий и измерительный трансформаторы, размещенные в диэлектрическом корпусе, источник переменного напряжения, подключенный к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике питающего трансформатора, последовательно соединенные усилитель, вход которого подключен к обмотке, расположенной на тороидальном сердечнике измерительного трансформатора, и детектор, выход которого является выходом бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, первичный измерительный преобразователь (ПИП) преобразователя температуры выполнен из тонкой изолированной медной проволоки, расположенной между двумя полыми тонкостенными цилиндрами, один из которых образован выступом в корпусе ПИП преобразователя температуры, а другой герметично скреплен, преимущественно сварен лазерной сваркой, с первым полым тонкостенным цилиндром и корпусом ПИП преобразователя температуры, в котором выполнены наклонные отверстия для протекания морской воды внутри первого полого тонкостенного цилиндра, диэлектрический корпус с размещенными в нем питающим и измерительным трансформаторами бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды установлен в передней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выполненного из материала, стойкого к воздействию агрессивной среды, соосно корпусу преобразователя гидрофизических параметров морской воды, и имеет сужающуюся вперед конусообразную наружную поверхность и отверстие для протекания морской воды, плавно сопряженное в своей конфузорной части с конусообразной наружной поверхностью диэлектрического корпуса, и сообщающееся в своей диффузорной части с наружной поверхностью диэлектрического корпуса посредством наклонных отверстий, выполненных в диэлектрическом корпусе, ПИП преобразователя температуры расположен в диффузорной части отверстия для протекания морской воды, выполненного в диэлектрическом корпусе, соосно этому отверстию, ПИП преобразователя давления, выполненный в виде тензометрического мостового преобразователя давления, расположен в крышке, установленной в задней части герметичного цилиндрического корпуса преобразователя гидрофизических параметров морской воды, выходы бесконтактного преобразователя удельной электрической проводимости морской воды, преобразователя температуры и преобразователя давления подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, вход-выход контроллера последовательного интерфейса соединен с соответствующим входом-выходом УСХД.