Система для измерения гидрологических параметров

t! !

390552

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 13.Х.1970 (№ 1491201/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

П рио ритет—

Опубликовано 11 V11.1973. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 22.X.1973

М.Кл. С 08с 19/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иаооретений и открытий

УДК 621.398(088.8) А вторы изобретения

А. Г. Колесников, В. А. Гайский, А, В. Хохлов и В. Ф. Сытников

Морской гидрофизический институт АН Украинской ССР

Заявитель

СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к области телеизмерений и предназначено для использования в океанографических исследованиях.

Известны системы для измерения гидрологических параметров, содержащие опускное устройство с датчиками температуры, электропроводности, гидростатического давления и угла поворота рулей, двигателем поворота рулей, коммутатором реле, соединенное линией связи с бортовым устройством, содержатцим блок управления, один из выходов которого подключен к одним концам обмоток реле, другие концы которых соединены с ши|ной нулевого потенциала, другой выход, соединен со входом блока регистрации непосредственно и через преобразователь временных интервалов в цифровой код и с одним входом триггера, а вход блока управления соединен с другим входом триггера, эталонный резистор и источник напряжения, подключенный через нормально открытые контакты реле к линии связи.

Недостатком известных устройств является их низкое быстродействие и недостаточная надежность работы.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в опускное устройство введены блок конденсаторов, блок амплитудной селекции, причем выходы коммутатора и блока амплитудной се2 лекции соединены с одними концами обмоток соответствующих реле, другие концы которых соединены с шиной нулевого потенциала; линия связи соединена с одним из входов ком5 мутатора, через нормально открытые контакты соответствующих реле — с одними выводами датчиков, с шиной нулевого потенциала, входом блока конденсаторов, одним из входов блока амплитудной селекции и через переклю10 чающие контакты соответствующих реле — с двигателем поворота рулей, а выход блока конденсаторов соединен с другими входами коммутатора и блока амплитудной селекции, другие выводы датчиков подключены к шине

15 нулевого потенциала; в бортовое устройство введены преобразователь сопротивлений датчиков и линии во временной интервал, содержащий источник напряжения постоянного уровня, выход которого через ключ соединен с

20 одной обкладкой конденсатора, с одним из входов порогового элемента, с одним выводом резистора; вторая обкладка конденсатора соединена с другим входом порогового элемента через нормально открытые контакты реле с резистором и через переключающие контакты

25 реле с эталонным резистором и линией связи; выход порогового элемента соединен со входом блока управления и входом триггера, а выход триггера соединен с управляющим входом ключа и входом преобразователя временЗ0 ных интервалов в цифровой код.

390552

3 .

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемой системы; на фиг. 2 изображены временные диаграммы сигналов, поясняющие принцип работы системы.

В опускном устройстве располагаются датчики 1 электропроводностп х морской воды, температуры t 2, гидростатического давления р 8, угла а поворота рулей 4, двигатель 5 поворота рулей с обмоткой возбуждения б, реле 7 — 14 с контактами 15 — 28, коммутатор 24, блок 25 амплитудной селекции, блок 2б конденсаторов.

Бортовое устройство содержит источник 27 напряжения постоянного уровня, управляемый ключ 28, конденсатор 29, эталонный резистор 80, резистор 81, пороговый элемент 82, триггер 88, блок управления 84, преобразователь 85 временных интервалов в цифровой код, блок регистрации 8б, источник 87 напряжения энергопитания и управления двигателем, реле

38 — 42 с контактами 48 — 47. Опускное устройство соединяется с бортовой частью системы линией связи 48.

Система работает следующим образом.

Длительность цикла измерений является фиксированной и задается блоком управления

84. Опрос датчиков внутри цикла производится последовательно и асинхронно (фиг. 2).

В исходном состоянии напряжение заряда от источника 87 через замкнутые контакты 45, линию связи 48 и контакты 20 поступает на вход блока конденсаторов 2б, который выдает напряжение питания на коммутатор 24 и блок 25.

Контакты остальных реле разомкнуты, переключающий контакт 44 находится в верхнем положении, конденсатор 29 разряжен, ключ 28 закрыт, В начальный момент времени блоком управления 84 возбуждается обмотка реле 40, размыкаются контакты 45, коммутатор 24 возбуждает реле 7 и 12, контакты 20 размыкаются, а контакты 15 замыкают выход линии связи на землю на фиксированное время выдержки т,, возбуждается обмотка реле 89, переключающий контакт 44 соединяет обкладку зарядного конденсатора с линией связи 48; сигналом от блока управления 84 триггер 88 устанавливается в единичное состояние и открывает ключ 28. Начинается переходный процесс заряда конденсатора 29 от источника 27 напряжения постоянного уровня через ключ 28 и сопротивление rr, линии связи 48.

Когда напряжение на конденсаторе достигает некоторого порогового уровня V„, то срабатывает пороговый элемент 82, сигнал с выхода которого сбрасывает триггер 88 в нулевое состояние и поступает в блок управления 84. С выхода триггера 88 в преобразователь временных интервалов поступает импульсный сигнал, длительность которого где С вЂ” емкость конденсатора;

30 где r., — сопротивление датчика 1.

Аналогичным образом последовательно осуществляется получение т, т т„при опросе датчиков 2, 8, 4 и т0 при опросе эталонного резистора 30, подключаемого контактом

44 вслед за опросом датчика 4.

Одновременно с этим в зависимости от команды управления, поступающей на двигатель поворота рулей, подключается к линии

40 один из трех выходов источника 37 через контакты 45, 4б, 47, реле 40, 41, 42. Поступающее от источника через замкнутые контакты 20 на входы блока конденсаторов 2б и блока 25 амплитудной селекции напряжение Vas, 6 может

45 иметь одно из трех фиксированных значений, причем два из этих значений воспринимаются блоком 25 как команды на включение двигателя 5 контактами 21 с двумя полярностями подключения обмотки возбуждения б

50 контактами 22, 23.

Блок конденсаторов 2б накапливает заряд при любом значении напряжения на его входе и поддерживает на выходе уровень постоянного напряжения питания V 4, > блоков 24 и 25 при отключении напряжения заряда на входе на время опроса датчиков.

Временные диаграммы сигналов в системе приведены на фиг. 2, где Ur, — сигналы в линии; Vi, Uq, Uq, V4, V q — сигналы на датчиках

1 — 4 и эталонном резисторе 80; Vqs, 6 — напряжение на входах блоков 25, 2б; V 4, q— напряжение на входах питания блоков 24, 25; т, — время срабатывания групп реле; тр,,, с,, т,„т„, т0 — отрезки времени, соот55 ветствующие опрашиваемым датчикам, ли и им

Г 0

4

V< — напряжение источника постоянного уровня.

Блоком управления 84 возбуждается обмотка реле 38, замыкаются контакты 48, и конденсатор 29 разряжается через резистор 31.

Блоком 85 временной интервал тл преобразуется в цифровой код и выдается в блок регистрации 8б. С окончанием фиксированного времени выдержки коммутатор 24 обесточивает обмотку реле 7 и возбуждает обмотку реле

8, контакты 15 размыкаются, а контакты 1б подключают датчик электропроводности х к линии связи 48.

Далее синхронизация коммутатора 24 осуществляется задним фронтом сигнала в линии связи. Блоком управления 84 обесточивается обмотка реле 38, контакты 48 размыкаются, триггер 83 устанавливается в единичное состояние и открывает ключ 28, подавая выход источника 27 на заряд конденсатора по цепи через линию и датчик 1. Далее осуществляется снятие параметра переходного процесса заряда конденсатора таким же образом, как это описано выше, причем длительность импульсного сигнала на выходе триггера определяется выражением:

= — C(rr, + r ) In

Io/

390552

5 и образцовому резистору; т1 — время заряда блока конденсаторов 2б и воздействия команд управления на двигатель 5 поворота рулей.

Измеряемый параметр х определяется по выражению: где, =,,-,, „, „;,= — С R, 1п 1 — ) / Vn

1 >> 1>»> > о о ) R0 — сопротивление эталонного резистора;

R:"" — сопротивление -го датчика на нижней

I границе диапазона измеряемого параметра;

К вЂ” коэффициент чувствительности датчика.

На результат измерения не влияют сопротивление линии связи, значение емкости конденсатора и нестабильности напряжения постоянного уровня и напряжения порога порогового элемента.

Предмет изобретения

Система для измерения гидрологических параметров, содержащая опускное устройство с датчиками температуры, электропроводности, гидростатического давления и угла поворота рулей, двигателем поворота рулей, коммутатором реле, соединенное линией связи с бортовым устройством, содержащим блок управления, один из выходов которого подключен к одним концам обмоток реле, другие концы которых соединены с шиной нулевого потенциала, другой выход соединен со входом блока регистрации непосредственно и через преобразователь временных интервалов в цифровой код и с одним входом триггера, а вход блока управления соединен с другим входом

6 триггера, эталонный резистор и источник напряжения, подключенный через нормально открытые контакты реле к линии связи, отличаюи аяся тем, что, с целью повышения быстро5 действия и наде> кности работы системы, в опускное устройство введены блок конденсаторов, блок амплитудной селекции, причем выходы коммутатора и блока амплитудной селекции соединены с одними концами обмоток

10 соответствующих реле, другие концы которых соединены с шиной нулевого потенциала; линия связи соединена с одним из входов коммутатора, через нормально открытые контакты соответствующих реле — с одними выводами

15 датчиков, с шиной нулевого потенциала, входом блока конденсаторов, одним из входов блока амплитудной селекции и через переключающие контакты соответствующих реле — с двигателем поворота рулей, а выход блока конденсаторов соединен с другими входами коммутатора и блока амплитудной селекции, другие выводы датчиков подключены к шине нулевого потенциала; в бортовое устройство, введены преобразователь сопротивлений дат25 чиков и линии во временной интервал, содержащий источник напряжения постоянного уровня, выход которого через ключ соединен с одной обкладкой конденсатора, с одним из входов порогового элемента, с одним выводом резистора; вторая обкладка конденсатора соединена с другим входом порогового элемента через нормально открытые контакты реле с резистором и через переключающие контакты реле с эталонным резистором и входом линии з; связи; выход порогового элемента соединен со входом блока управления и входом триггера, а выход триггера соединен с управляющим входом ключа и входом преобразователя временных интервалов в цифровой код.

390552

Ью,26

Составитель Г. Ставцева

Техред Е. Борисова

Редактор Б. Нинкина

Корректор Г. Запорожец

Заказ 5485

Подписное

Загорская типография

Изд, ¹ 793 Тираж 602

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5