Глубоководный радиометрический зонд

ОпИСА

H3OSVex

<щ7О1313

Союз Советскик

Социалистическик республик

К АВТОРСКОМУ СВ (61} Дополнительное к ввт (22) Заявлено 0404.78 ( с присоединением заявки И

51)М. Кл

G 01 V 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15-10.8 (53) УДК 550 835 (088.8) Дата опубликования о (72) Авторы изобретения

К.В.Сербинов и Ю.М.Харламов (71} заявители (54) ГЛУБОКОВОДН61Й РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ ЗОНД

Изобретение относится к области радиометрических измерений при океаиологических исследованиях и может быть использовано для определения радиоактивности воды в любых глубоководных водоемах,. а также некоторых других ее физико-химических параметров, например солености морской воды.

Известны устройства, в которых радиометрический зонд содержит только сцинтилляционный Я -детектор, являющийся измерительной голоцкой $— спектрометра 11). Вся радиоэлектронная аппаратура располагается на поверхности и соединяется с зондом кабелем-тросом. Такой зонд состоит иэ герметического корпуса и детектора излучений. Недостатком подобных зондов является поглощение излучения воды стенками корпуса зонда, защищающего детектор излучений от гидростатического давления, что ограничивает предельную глубину погружения.

Известно также устройство — сцинтилляционный спектрометрический зонд

SM-1 (2 j. Зонд SM-1 включает гидростатически прочный герметический кор пус, детектор излучения и радиоэлектронные блоки, являющиеся частью все- з0 го измерительного комплекса в целом.

В общем случае такой измерительный комплекс состоит иэ погружаемой на глубину и находящийся на.поверхности (на безегу или судне) частей.

Необходимость измерений радиоактивности воды непосредственно на глубине диктуется заметным снижением космического фона под водой.

В известном устройстве, рассчитанном на измерение проникающего -излучения окружающей зонд водной среды, его герметический корпус поглощает ниэкоэнергетическую компоненту этого излучения. При этом полностью исключается воэможность непосредственного измерения 0 --активности и мягкой компоненты Р-активности при расположении соответствующих детекторов излучений внутри корпуса зонда. С увеличением глубины погружения и, соответственно, толщина стенок корпуса зонда увеличивается поглощение IC -излучения окружающей его водной среды стенками корпуса, растет фон и ухудшается =.íåðãåòè÷åñêîå разрешение сгектральных линий. Таким образом, приведенный. в качестве прото типа зонд 5И-1 может быть использован для измерения сравнительно жест701313 кого -излучения и не позволяет использовать его для одновременного измерения других физико-химических свойств воды с помощью датчиков неглубоководных конструкций, т.е. датчиков обычного лабораторного типа.

Целью изобретения является устранение зависимости измерений радиоактивности воды от максимальной глубины погружения и обеспечение многократности замеров в процессе одного погружения, а также достижение универсальности зонда и обеспечение автоматического слива воды иэ сливного отсека в момент подъема зонда над водной поверхностью.

Для достижения указанной цели глубоководный радиометрический зонд состоит иэ герметического корпуса, внутри которого помещены детектор излучений и радиоэлектронные блоки, причем зонд дополнительно снабжен камерой предварительного наполнения, а в нижней части герметического корпуса расположена сливная камера, объем которой превышает объем камеры предварительного наполнения в число раз, определяемое предельным количеством измерений за один цикл погружения.

Камера предварительного наполнения и сливная камера соединены с окружающей водной средой и герметическим корпусом зонда при помощи клапанов.

Нижний сливной клапан в днище зонда выполнен на свободной подвеске для автоматического слива набранной в процессе измерения воды при подьеме зонда над уровнем водной поверхности. Он может быть дополнительно снабжен слабой возвратно-фиксирующей пружиной, однако при этом в сливном отсеке ocòàíåãñÿ некоторое количество воды, высота столба которой над сливным клапаном будет определяться его рабочим сечением и коэффициентом упругости пружины. Для более быстрого срабатывания клапана в начальный момент погружения его наруж. ная часть может быть дополнительно снабжена головкой из легкого плавучего материала, например пенопласта.

На фиг. 1 показан вертикальный разрез зонда с двумя камерами предварительного наполнения, одна иэ которых является резервной; на фиг.2 горизонтальный разрез зонда. .Зонд состоит иэ двух основных частей: герметического корпуса 1 и камеры 2 предварительного наполнения, стенки которых рассчитаны на заданную предельную глубину погружения. Kàìåðà 2 дублируется идентичной резерв еэервной камерой 3. Они снабжены впускными клапанами 4, приводимыми в движение реверсивным электродвигателем с редуктором, не показанном на чертеже. Аналогичный клапан 5. соединяет камеру 2 с основным объемом внутри корпуса 1 зонда. В рабочем объеме зонда под его впускными клапанами 5 расположены раэбрыэгивающий б и выравнивающий 7 экраны с отверстиями, два отсека 8 для радиоэлектронных блоков (аппаратуры ), ванночка 9 для исследуемой порции воды с расположенными в ней датчиками 10, сливная камера 11, соединенный с ванночкой 9 управляемым сливным клапаном 12, и донной сливной клапан 13, который может быть снабжен слабой возвратно-фиксирующей пружиной, не показанной на чертеже..

Экраны 6, 7 и аппаратурные отсеки 8

15 герметизированы с помощью изолирующих прокладок 14, выполненных, например, иэ резины.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

20 При достижении заданного горизонта глубины подачей пускового сигнала с пульта управления на судне включается реверсивный электродвигатель, открывающий впускной клапан

4. После заполнения вспомогательной камеры 2 окружающей зонд водой клапан 4 перекрывается, после чего открывается клапан 5. Выходящая иэ камеры 2 под большим давлением вода разбивается о раэбрыэгивающий экран

6 и попадает на выравнивающий экран

7, исключающий повреждение датчиков

10 струей воды, вытекающей иэ отверстия экрана б. Исследуемая водао скапливается в ванночке 9, полностью покрывая датчики 10. После окончания измерений открывается с помощью, например, управляемого электромагнита сливной клапан 12 и измеренная порция воды вытекает в сливную каме40 ру 11, после чего зонд подготовлен к очередным измерениям на новом горизонте.

После завершения намеченного числа измерений, предельная величина

4 которых равна отношению объемов сливной камеры 11 и вспомогательной камеры 2, зонд поднимается над по-. верхностью воды, жидкость иэ камеры

11, преодолевая сопротивление слабой возвратной пружины клапана 13, прак® тически вся выливается наружу, и зонд подготовлен к новому погружению беэ его подъема на палубу судна.

Возвратно-фиксирующая пружина клапа- . на 13 исключает попадание воды в ка55 меру 11 в начальный момент погружения, когда давление воды на дно зонда мало. При погружении зонда давление окружающей жидкости с помощью наружного клапана 13 надежно изолищр рует сливную камеру 11 от внешней водной среды. Применение дополнительной головки клапана 13, выполненной из легкого материала повышенной плавучести, может исключить

g5 необходимость применения возвратной

701313 пружины клапана 13, поскольку клапан будет перекрыт даже в начальный момент погружения зонда.

Управление сливными клапанами

12 может производиться как сигналом, подаваемым непосредственно из аппаратурного отсека зонда после завершения очередных измерений на данном горизонте, так и сигналом с поверхности — судна, берега и т.п.

Возможность проведения многократных замеров по глубине, варьирование количества эабираемой воды, в частности, эа счет повторного заполнения камеры предварительного наполнения на данном горизонте, исключение необходимости поднимать зонд на палубу судна перед проведением очередного погружения снижает общее время, необходимое для нахождения океанологических станций в открытом море, что приводит к снижению себестоимости рейсов научно-исследовательских судов.

Формула изобретения

Глубоководный радиометрический зонд, содержащий герметический корпус, внутри которого помещены детектор излучений и радиоэлектронные блоки, отличающийся тем, что, с целью устранения зависимости измерений радиоактивности воды от максимальной глубины погружения и обеспечения многократности замеров в процессе одного погружения, верхняя часть корпуса снабжена камерой предварительного наполнения, а нижняя часть - сливной камерой болыаого объема, соединенными с корпусом и

15 водной средой посредством клапанов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

"Атомная энергия". Том. 23, вып. 2", 163, 1967.

20 2. Препринт Тота Ramisz Spektrometryczno Sonda scyntylacyj na SM-1.

Krakow, 1975 (прототип).

701313

Составитель A. Чупрунова

Редактор Е.Месропова Текред А.Ач Корректор Г. Решетник

Закаэ 9229/Зб Тираж 735 Подписное

ЬБИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретенин и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал Пйй "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4