Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Унгерман М.Н. Техника океанологических наблюдений на поисковых и промысловых судах

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

13.5 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 2212 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 > Следующая >>>

ной. Следует

оговорить,

что

при

зондировании

необходимо

изменить

соответственно

угол

наклона

гидрофона

прием

ника.

Аппаратура

дл я

контроля

хода трала

FNZ-6 предназна

чена д л я

дистанционного

измерения

глубины

хода т р а л а и

температуры

воды .

Пределы

измерения

температуры

— 5 ~

-т-+'30° С при .максимальной

глубине погружения

датчика

400 м,

пределы измерения глубины

хода

трала

10-НЗО м и 30-^240 м.

И н ф о р м а ц и я

на

борт

судна

передается

по

бескабельному уль

тразвуковому

-каналу

связи

с частотной

модуляцией в пределах

48,5—51,5 кГц. Д а л ь н о с т ь передачи не менее 1500 м. Индика торам информации на борту с л у ж и т стрелочный прибор при

одновременной автоматической регистрации		(записи)	измеряе
м ы х параметров на	ленте самописца гидролокатора		или эхо
лота ['131, 144]. -
Комплект FNZ-6	состоит из 3 основных	/блоков — измери

тельно-передающего, приемника и бортового пульта. Все систе

мы комплекта	питаются от		двух блоков		п и т а н и я — о д и н для
подключения	к сети	постоянного тока,			другой — перемен
ного.
Д а т ч и к температуры		FNZ-6'		рассчитан	на производство из
мерений до глубин 400- м.			В	качестве	термочувствительного

элемента использован термистор сопротивлением 37 кОм . Сиг нал с термистора подается на частотный модулятор . В отличие от обычно встречающегося в таких случаях включения термис

тора	непосредственно		в з а д а ю щ у ю часть		измерительного	гене
ратора в аппаратуре FNZ-6 используется					промежуточный	пара
м е т р — падение н а п р я ж е н и я на				термисторе. Н а п р я ж е н и е		с тер
мистора поступает		на	управление нелинейной полупроводнико
вой	емкостью,	в	качестве	которой	используется	диод
Д-10415562А или		варикоид, включенные			ів контур з а д а ю щ е г о

генератора. Частотно - модулированный сигнал после дополни тельного усиления подается на пьезокерамический вибратор из титаната бария . Измерительно - передающий блок крепится к тралу в районе верхней подборы проволокой пли растительным

шнуром. Следует

иметь

в виду, что масса

передатчика

воде

около

7 кг, что приводит

к необходимости

в некоторых случаях

с н а б ж а т ь его дополнительным

поплавком .

И н ф о р м а ц и я ,

п е р е д а в а е м а я

по

гидроакустическому

каналу,

принимается

приемным

устройством,

п р е д с т а в л я ю щ и м

собой

иьз ©керамический

преобразователь,

по кабелю поступает на

борт

.в виде

ЧМ-сипнала. Д л я

устойчивой

акустической

связи

приемник должен

быть

погружен н а

глубину

10—,15 м.

Суще

ствуют два способа крепления

приемника

(при работе

тра

л о м ) .

Схема

ваерного

способа

крепления

изображена на

рис. 54. Приемник крепится к ваеру 1 хомутами или ваер

про

пускается через

огон или кольцо на страховочном стальном

тро

се. При таком

способе обеспечивается

постоянство ориентации

112

датчика по отношению к тралу, что безусловно выгодно с точки зрения получения хорошей акустической связи. Тем не менее использовать его на промысле затруднительно, так к а к пр.и лю бом изменении длины ваера необходимо следить за тем, чтобы

приемник	4	не вышел из		воды или к а б е л ь	не оборвался. Не ис
ключается		возможность		ц закручивания	кабеля 3 п троса 2
вокруг ваера, что при
водит к	значительным
затратам	времени при
выборке	ваеров		или
повреждениям			прием
ника.

Поэтому в настоя щее время чаще ис пользуют параванный метод закрепления приемника. В этом

Рис. 54. Схема ваерного крепления прием ного устройства аппаратуры FNZ-6.

случае приемник закрепляется на входящем в комплект					аппа
ратуры параване, который на тросе		опускается	на	глубину
10—15 м. При	этом необходимо предварительно		ориентировать
стабилизатор	паравана и приемник	на стабилизаторе		так,	что
бы приемник был направлен в сторону трала . При			близнецовом
тралении приемник и стабилизатор должны быть			развернуты

Рис. 55. Расположение ста	Рис. 5бТ Схема	температурного
билизатора паравана и при	зонднроваиня с	помощью аппа
емника на нем при близне-	ратуры	FNZ-6.
цоаолі тралении:

/— приемное устройство; 2 — стабилизирующая пластина.

относительно диаметральной	плоскости судна так, как, напри
мер, это изображено на рис.	55 для случая установки приемни

ка на правом судне. Частотно-модулированный сигнал, поступа

ющий с приемника	на бортовой пульт,	дешифрируется и	пода
ется на стрелочный	индикатор и самописец эхолота. О б щ а я		схе
ма расположения всех блоков во время		траления аналогична
описанной д л я аппаратуры «Ленинград».

8-416

•! 13


А п п а р а т у ра FNZ-6 так же, как		и	аппаратура		«Ленинград»,
м о ж е т с успехом использоваться д л я			глубинного		зондирования
(до 400 м ) . Один из вариантов схемы зондировании						с примене
нием аппаратуры FNZ-6 изображен		на	рис.	56. При		этом	судно
д о л ж н о быть ориентировано относительно течения						таким	обра
зом, чтобы передатчик	р а з в о р а ч и в а л с я ів			сторону		приемника.
Прпемио-измѳ рительное	устройство	м о ж е т		спускаться			с по

мощью троса с обычной океанографической или любой другой лебедки. Приемник в этом случае, как правило, спускается за

борт	на тросе	без	п а р а в а н а и	направляется	вертикально	вниз
(если	угол его	направленности		обеспечивает	н а д е ж н у ю	связь
на (выбранных		глубинах) .
Из наиболее распространенных на отечественном и зарубеж
ных промысловых			флотах траловых измерительных систем ап

п а р а т у р а «Ленинпрад» и приборы, выпускаемые японской фир мой «Фуруно», в настоящее время являются самыми универ сальными и перспективными. Значительный интерес представ ляет т а к ж е английская система для контроля за тралом, не давно разработанная фирмой «Уайт Фиш» и успешно испытан

ная в океане. Эта система обеспечивает дистанционное					изме
рение	температуры, глубины хода т р а л а ,			положения трала и
его раскрытия . И н ф о р м а ц и я передается			по	гидроакустическому
к а н а л у , причем достигнута весьма значительная дальность					при
ема — до 3000 м.
Другие траловые системы, среди которых есть весьма					слож
ные и	интересные многоканальные устройства, например,				типа
C U R	(Норвегия) или DAFS (Англия), позволяют контролиро
вать только параметры трала без измерения параметров					воды
(например, температуры)		или находятся	на	стадии разработок
и пока	не нашли широкого	распространения .

Характерным примером буксируемых систем второго типа (буксируемых гирлянд) могут быть термпеториая цепь Ричард

сона	и Хабісарта	(США)	[158] и	термокоса, р а з р а б о т а н н а я в
Калининградском		отделении Института океанологии А Н СССР
[40,	105]. В американском		варианте	измерительной системы тер-

м-исторіные датчики температуры с постоянной времени 20 с рас положены на специальной цепи, буксируемой за судном. Рас

стояние между датчиками			7,5	м.	В цепь	вмонтирован		кабель
в резиновом шланге. При длине цепи 180 м						и скорости 18			узлов
измерения	осуществляются		до	глубины 120		м, при	длине	в	300-м
•и скорости	10	узлов до 240	м. На		конце цепи -размещен			датчик
давления	и	гидродинамический			заглубитель		массой		800—

1500ікг. Сигналы с датчиков поступают последовательно в бор товое регистрирующее устройство, в котором происходит линей


ная интерполяция результатов измерений.		На ленте	самописца
вычерчиваются изотермы через 0,1 и 0,05°,		а т а к ж е при		необхо
димости через	1°С. Предусмотрена т а к ж е	регистрация		данных
на перфоленте	в цифровом двоичном коде.	Пределы	измерения

VI4


температуры	от —2° С до	32° С. Д л я		буксировки	цепи		на	корме
судна устанавливается специальное				устройство	с	подъемником.
ІВ температурной косе К.ОИОАН в качестве						датчиков		ис
пользованы терімнсторы ММТ-1 или				МТ-54. Постоянные време
ни датчиков	соответственно		равны	3,5—0,5с. С		регистрирую
щей аппаратурой на борту судна датчики соединены							12-жпль-
ныім кабелем, на конце которого датчик давления						типа	Э Д Д - 1 0 .
Измерения ' производятся		мостовым		-методом. Д л я		заглубления
косы на ходу судна служит специальная решетка						массой		около
400 кг. Плоскости решетки			ориентированы таким			образом, ч т о

гири обтекании их возникает углубляющее усиление в 10 т при скорости хода судна в 10 узлов. Решетка опускается с помощью стрелы с борта пли кормы судна на трос диаметром 26 мм. Ка


бель с	Ю датчиками		постепенно	подсоединяется к		другому	тро
су диаметром		14 мм.	В отличие	от американской		системы	для
спуска	и буксировки		термокосы	К О И О А Н	нет	необходимости
в устройстве		специальных подъемников, а			можно	ограничиться

использованием обычного судового грузоподъемного оборудоваіння — грузовых лебедок и стрелы. Применение термакос по


зволяет			производить		непрерывные синхронные				измерения		на
нескольких				поіршонта-х, охватывающих			значительную			часть
верхнего			деятельного		слоя океана. Несомненно удобным явля
ется		т а к ж е		il то, что	результаты измерении			обобщаются		сразу
же	в	виде		пространственного		разреза на ленте			самописца.		Та
кие	системы, по всей				видимости, окажутся			перспективными			на
специализированных					судак,	з а н и м а ю щ и х с я ,		детальным		изуче
нием		термической структуры вод океана .
	Измерители температуры,					р а з м е щ а е м ы е	на буксируемых				но

сителях типа параванов, компактнее и удобнее в эксплуатации,


чем термокосы,	но в отличие от	них релпетрпруют'темлературу
на одном фиксированном горизонте или в заданном			диапазоне
глубин по волнообразной траектории движения .
Опытный образец буксируемого измерителя температуры на
фиксированном	горизонте был создан в Акустическом		институ
те А Н С С С Р	[80]. Заглубление	термодатчнка осуществлялось

специальным заглубаітелем рыоовпдной формы с килем и ста

билизаторами

(рис. 57), который

опускается на

тросе

диамет

ром

13 мм . Т е р м о д а т ч п к — термометр

сопротивления

ІТС-264А

и датчик давления, находящиеся на нижнем конце

буксируемой

системы, соединены кабелем с потенциометром ЭПП - 09

на

бор

ту судна. Схема включения датчика мостовая .

Более совершенной буксируемой системой судового измери

теля

температуры

является

комплекс

«Нырок»,

созданный в

Морском гидрофизическом институте А Н

У С С Р

[113]. Буксируе

мый носитель датчиков может следовать

на фиксированной

глу

бине, по заданной изотерме, периодически

погружаться

и всплы

вать. _ Измерения

осуществляются

до

глубины 300

м. В

системе

предусмотрена

регистрация

температуры

от —2

до

+ 3 5 °

точ-


		ностыо			±0,02° С,				градиента
		температуры				в пределах ± 2 ° С
		с	точностью				0,005°іС/м,			элек
		тропроводности						в	диапазоне
		17—71			мСим/см			с	точностью
		0,02		мСим/см			и	давления		до
		40,4 - 105 Па,				с		точностью		1 %.
		И н ф о р м а ц и я				с	датчиков			пода
		ется		последовательно					по	одно
		жильному трос-кабелю на бор
		товое			и з м е р и тел ы-і о - р ег ие т р и
		руюіцее			устройство.
			Несколько				типов		измери
		тельных			систем			на	буксируе
		мых		носителях				созданы		ино
		странными ф и р м а м и . Из								них,
Рис. 57. Буксировка паравана с тер-		в	частности,			можно			отметить
		б у кс и р уем ы е						ко м п л е ксы
модатчпком.
		«Дельфин»				фирмы			«Дариіьер
		систем»			[173]	( Ф Р Г )			и	ком
плекс английской фирмы	«Плеосей»			[170]. Гондола измерителя

«Дельфин», изготовленная из стеклопластика, соединена с суд ном одножильным кабелем-тросом. Измерения производятся на глубинах от 0 до 100 м, причем глубина погружения может ре

гулироваться		с борта судна. Температура измеряется						от	—2° С
до + 2 5 ° С ,	глубина — 0,5		м. Предусмотрена			т а к ж е регистрация
солености	и	скорости звука.		И н ф о р м а ц и я с		датчиков		в	анало
говой форме		поступает	на	бортовое	измерительное		устройство
и регистрируется на магнитной ленте или перфоленте.
Гондола измерителя фирмы «Плеосей» буксируется таікже на
кабель - тросе .		Скорость	буксировки		до 16	узлов.	В	процессе
д в и ж е н и я	гондола периодически опускается					до глубины			100 м

и поднимается до 8 м. Один цикл погружения и подъема соот

ветствует		5 милям	пути. Д л я		регистрации температуры приме
няется	тер'мнеторный			датчик,	обеспечивающий измерение от
—5° С	до	+'35° С	с	точностью	0;1°С. Кроме того, предусмот


рено измерение глубины, солености, освещенности,								прозрачно
сти, хлорофилла,			с о д е р ж а н и я		планктона.
'Регистрацпя			производится		в	двоично-десятичном			коде	на
магнитную		пленку .
§ 6. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ И РЕГИСТРАЦИЯ
	ТЕМПЕРАТУРЫ В ФИКСИРОВАННЫХ						ТОЧКАХ
Н а р я д у		с измерением температуры поверхности						и	в толще
деятельного		слоя с		помощью	буксируемых		прибороз		темпера
турное	зондирование			является	в настоящее в р е м я одним из					ос
новных	видов океанологических					измерений,	в ы п о л н я е м ы х			на

Мб

научно-поисковых судах. При необходимости зондирование осу

ществляется	таікже ,и с борта .промысловых судов.
Широко	р а с т р остр аінеініны и метод измерения температуры

глубоководными термометрами в последнее время все больше вытесняется зондированием. И это не случайно. Результаты зондирования более наглядны, чем данные, получаемые с по мощью глубоководных термометров, и, как правило, не нуж даются в трудоемкой обработке. Время, затрачиваемое на по гружение и подъем терімозонда, в несколько раз меньше вре мени, требуемого на выполнение батометрпчѳской серии. Эти достоинства зондирования способствовали широкому распро странению термозондов в практике океанологических исследо ваний.

Осуществляется температурное зондирование обычно с по мощью термобати/граіфоів ГМ7-ІІІ, Г.М9-ІІІ. На многих судах

используются и термо'&атитрафы старых					выпусков — ТБ-52,		сня
тые с	производства	несколько	лет	н а з а д	в связи	с появлением
более	.современных	и удобных	в	эксплуатации		моделей.	Д л я

зондирования применяются т а к ж е дистанционные электротермометры, выполненные в виде глубинных зондов в различных

модификациях. Они используются реже,	чем термобатиграфы,
но в последние годы находят все большее	распространение, так
как в некоторых случаях для выполнения	работ	они оказыва
ются удобнее.
Основные узлы термобатипрафа: термоблок и батнблок. Тер
мочувствительным элементом термоблока	служит	капиллярная

трубка, заполненная толуолом. Изменение температуры воды вызывает изменение объема толуола в капиллярной трубке и соединенной с ней геликоидальной пружине. Д е ф о р м и р у я с ь , пружина перемещает стрелку, перо которой проводит линию на стекле со .специальным покрытием. Отекло вставляется в пазы столика, прикрепленного к батпблоіку. Батнблок состоит из пру жины и снльфонов. При изменении давления на снльфоны пру жина сдвигает столик вместе с закрепленным на нем стеклом.


Таким образом, под	воздействием изменяющихся			температуры
и давления на покрытии стекла вычерчивается			кривая		верти
кального распределения температуры в функции				глубины.
Отеч ествени ыіми	терм Об атитр аіф а м и	изіме р я ют		темпер а туру
до глубины 200 м, причем наблюдения можно			производить			на
ходу судна. Точность измерения температуры			(0,2—0,3° С)			во
•мінопнх случаях оказывается вполне достаточной			для оператив
ного обеспечения промысла информацией		о температуре			среды.
В конструкции термобатипрафа ГМ7-ІІІ предусмотрена воз
можность взятия	проб воды специальными		автоматически

срабатывающими батометрами емкостью 100 мл. Методические

указания	по	работе с термобатнграфамн даются в соответст
вующих .методических руководствах [105]. Наглядность			пред
ставления	и	оперативность получения натурных данных,	прое
			му

гота устройства и надежность в эксплуатации относятся ,к несо.мн ѳнн ыі.м п р енму ществ аім термо б атігор аіфов.

Стремление увеличить глубину зондирования и повысить точность измерения привело к необходимости разработки п ис пользования принципиально отличных от термобатпграфа при боров. Такими приборами являются глубинные зонды с элек


трическими датчиками температуры. К существенным							преиму
ществам термозондов следует отнести т а к ж е					то, что информа
ция,	непрерывно	передаваемая на		борт судна, представлена в
виде какого-либо электрического				параметра,	который		удобен
каік дли преобразования в цифровой вид, так п дли						регистрации
в аналоговой форме, например, на				магнитофонную		или	бумаж
ную	ленту. Т а к а я	запись нагляднее		и удобнее для использова
ния	и хранения, чем		запись па стекле.
Д л я глубинного			температурного	зондирования		во	многих

случаях оказываются удобными выпускаемые серийно скважпиные электротермометры, например ЭТМИ-55, ТЭГ-2 и СТТ. Эти электротермометры просты и надежны в эксплуатации, а их конструкция обеспечивает возможность эксплуатации в самых неблагоприятных условиях. К недостаткам геофизических электротермометроів следует отнести отсутствие в зондах датчиков глубины и прежде всего не слишком высокую абсолютную точ ность измерении, которая часто оказывается недостаточной, хотя чувствительность этих приборов и повторяемость измере ний, как правило, бывают вполне удоізтетворнтелыныіми для про

ведения р а б о т на промысловых и поисковых		судах.
Электротермометр малоинерционный скважинный ЭТМИ-55
[160] в качестве термозонда предназначен		для	измерений	тем
пературы в скважинах и используется при		морских измерениях
.на глубинах до	8000 м.
Термозонд,	упрощенная схема которого		и з о б р а ж е н а	на

рис. 58, состоит из проволочного термодатчика и неуравнове

шенного измерительного		моста,		заключенных	в стальной	ци
линдрический	корпус. Спин а л		разбаліанса по трехжилы-юму			ка
б е л ю подается	на борт	судна	и	измеряется	компенсационным

методом с помощью стандартного потенциометра ЭП-1 или ав

томатически с помощью	самопишущего	потенциометра ЭПЛ - 09
или двухкоорцинатных	потенциометров	Д Р П - 2 . В последнем

случае по второй координате удобно записывать информацию о глубине, получаемую с датчика давления, опускаемого в таких

•случаях одновременно	с терм озон дом .
В судовых условиях чаще используется		автоматическая за
пись. Зонд при работе	опускается за борт	с помощью кабель

ной лебедки или при небольших глубіннах вручную. Чувстви

тельность ЭТМИ - 55 5	м В / ° С , тепловая	инерции	не более	0,6 с.
Д и а п а з о н измеряемых	температур 0—170°С. Внешний вид			зон
да ЭТМИ - 55 в момент	спуска с борта	судна	изображен	на
рис. 59.

118

Электротермометр ТЭГ-2 [120] предназначен для .телеметри ческих измерений тѳміпеіратуры на глубинах до 8000 м при мак симальной глубине погружения 1000Ö м. Он очень удобен для эксплуатации в судовых 'условиях. Упрощенная схема прибора •изображена на рис. 60. Глубинная часть состоит из двухсекци онного платинового или медного проволочного термодатчика (ре-

Рис. 58.' Схема	Рис. 59. Внешний ниа	Рис. 60. Схема
термозонда	термозонда ЭТМИ-55.	электротер.мо-
ЭТМІІ-55.		ім-стра ТЭГ-2.
зисторы Ri),	непосредственно включенного	в з а д а ю щ у ю часть

измерительного генератора. Зонд заключен в цилиндрический герметизированный .корпус. Информаци я в виде частотно-моду лированного сигнала передается на борт по одножильному ка бель-тросу. Бортовой блок прибора состоит из периодомера со

стрелочным	индикатором.	Отсчет	может	сниматься	визуально
с индикатора	бортового блока три		одновременной		автоматиче
ской записи	информации.	Информаци я		на регистрирующее

устройство подается с выхода бортового блока в виде напря


жения	постоянного	тока, линейно	изменяющегося пропорцио
нально	температуре.	В качестве регистраторов		используют	стан
дартные каротажные		самописцы или другие,		предварительно
о тг р ад уі ір ов ани ы е		с амопншуздіі е	м и л л иівол ь тм етр ы.		Прибор

•обеспечивает регистрацию температуры в трех .масштабах: 0,025, 0,05, 0,1° С на 1 мім шкалы . Тепловая инерция датчика не более

1,5 с. Приведенная			погрешность					измерении	не	превышает 1%.
Д и а п а з о н измеряемых				температур				0—'200° С.
Используемая		в	зонде		ТЭГ-2			телеизмерительная			система с
передачей	информации			в	виде ЧМ-сипнала выгодно отличает
этот піріі-ибор от других				геофизических оків а ж и т н ы х электротер-
м-ометров. Т а к а я		телесистема					обеспечивает		высокую		помехоус
тойчивость	и нечувствительность							к изменению		длины	кабеля
	Scud			1		Г		Дешифратор
				1		Г
			S	I		I
	іГ(П		S	I		I	,	KM
	іГ(П			I		I н у - »		KM
				#						щщ
			Я-1	#		I				и
				I		I
				I			i _ -

Rue. 61. Функциональная схема батштермозоида ЧБТЗ-65А.

или его сопротивления, a таікже сводит и минимуму помехи, вносимые контактами коллектора кабельной лебедки. Приме

нение

сравнительно

тонкого

одножильного

кабеля

позволяет

использовать

дл я спуска

зонда

менее мощные и малогабаритные

лебедки с одио,канальным

коллектором .

Скважинный термисторный термометр СТТ [28]

предназна

чен

дл я измерения

температуры в скважинах на глубине до

8000

м, но может

быть использован и для

морских

измерений

в тех случаях, когда

не требуется малая инерционность

важ

на чувствительность,

а не

абсолютная

точность

измерений.

•Глубинный зонд представляет собой термисторный

термо

датчик

в защитном

корпусе. Д а т ч и к включен

в реактивное

пле

чо измерительного

моста,

расположенного

бортовом

пульте.

И н ф о р м а ц и я передается по одножильному

кабель-тросу.

Чув

ствительность

датчика

диапазоне

0—20° С

среднем

125 Ом/° С; тепловая

инерционность — 3,5 с.

В последние годы было создано несколько образцов термо

зондов

специально

для морских измерений. К их

числу можно

отнести

частотные

батитермозонды типа

Ч Б Т З Института

океа

нологии

А Н С С С Р

[157] и гидрологический

зонд

«Исток»

Мор

ского гидрофизического института [П'З]. Одна из последних мо


делей зондов типа Ч Б Т З зонд	ЧБТЗ - 65А		[155],	предназначенный
для измерения температуры	воды на глубинах до 5000 м.
Функциональная схема	прибора		изображена на рис. 61.
В качестве датчика температуры в		зонде ЧБТЗ - 65А использу
ется терімистор М'МТ-6, включенный		в	-схему	измерительного

120

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 2212 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ