УДК 534.222
КИРИЧЕНКО И.А., ПУГАЧ В.В.
МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ
ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Таганрогский государственный радиотехнический университет,
Россия, 347928, г. Таганрог, ГСП-17а, пер. Некрасовский, 44
E-mail: igork@fep.tsure.ru
Задачей дополнительной измерительной системы является оп-
ределение и учёт океанологических условий в реальном масштабе
времени, а именно измерение температуры и солёности воды, расчёт
по полученным данным скорости распространения звука и коэффици-
ента затухания звука в воде [1]. Структурная схема дополнительной
измерительной системы, включающая вычислительное устройство и
банк данных океанологических характеристик, изображена на рис. 1.
По измеренным температуре и солёности воды в обследуемом
районе океана производится расчёт скорости звука и затухания звука в
воде с помощью вычислительного устройства. Полученные в результа-
те расчёта данные используются для корректировки определения дис-
танции до исследуемых объектов локации, так как рассчитываемая
дистанция напрямую зависит от скорости распространения акустиче-
ских колебаний в водной среде.
Результаты расчёта затухания звука в воде играют определяю-
щую роль при выборе закона временной автоматической регулировки
усиления принимаемых эхо-сигналов, а также при оценке необходи-
мой акустической мощности при решении определённых задач лока-
ции.
Результаты расчёта углового и вертикального смещений судна-
носителя по проведённым соответствующим измерениям используют-
ся для корректировки погрешностей основных измерений, возникаю-
щих при волнении моря, что позволяет повысить точность проводи-
мых измерений основной измерительной системой.
Теоретическое рассмотрение [2] и анализ методов построения
дополнительной измерительной системы определили основные задачи
проведенных экспериментальных исследований:
- экспериментально исследовать преобразователь температура-частота
в диапазоне температуры воды в реальных условиях;
- экспериментально провести оценку измерений солености воды пре-
образователем соленость-частота для различных значений солено-
сти воды.


Рис. 1. Структура дополнительной измерительной системы
Необходимо отметить, что структурой дополнительной измери-
тельной системы должна быть предусмотрена возможность пополнять
банк океанологических данных вновь произведёнными измерениями
температуры и солёности, а также рассчитанными скоростью звука и
коэффициентом затухания звука в воде, привязываясь к конкретному
географическому местонахождению, климатическим условиям, време-
ни года и т. д.
Принцип работы измерителя температуры основан на примене-
нии термочувствительного элемента в делителе напряжения, подклю-
ченном к входу генератора, управляемого напряжением. В таком пре-
образователе в качестве чувствительного элемента использовался
терморезистор. На рис. 2 приведена экспериментально полученная
зависимость частоты преобразователя температура-частота. Пунктир-
ной линией показана теоретическая зависимость изменения частоты на
выходе генератора, определенная по справочным значениям зависимо-
сти сопротивления рабочего тела используемого терморезистора от
температуры. Из графика на рис. 2 видно, что экспериментально полу-
ченная зависимость частоты генератора от температуры воды практи-
чески линейна во всем диапазоне измеряемых температур и совпадает
с теоретически определенной зависимостью.
Для измерения солености воды использовался метод, основан-
ный на изменении удельной проводимости воды в зависимости от со-
держания в ней солей натрия. Такой метод, несмотря на достаточно
большую погрешность и отсутствие возможности анализа солевого
состава воды, позволяет проводить интегральную оценку солености. В
разработанном преобразователе соленость-частота применен двух
электродный измеритель удельного сопротивления воды. После анало-
гового преобразования постоянный сигнал, пропорциональный ампли-
туде напряжения на измерительном электроде поступал на вход гене-

ратора управляемого напряжением. Экспериментально полученная
зависимость частоты преобразователя от величины солености воды
показана на рис. 3.

f ,кГц
113
110
105
100
95
90
85
80
5
10
15
20
25
30
35
40
45
S, г/л

Рис. 2. Зависимость частоты пре-
Рис. 3. Зависимость частоты преоб-
образователя температура-частота
разователя соленость-частота от со-
от температуры воды.
лёности воды
Из представленной на рис. 3 зависимости видно, что процесс
влияния солености воды на изменение удельного сопротивления носит
нелинейный характер. Для значений концентрации солей натрия от 1
до 7 г/л происходит резкое повышение амплитуды сигнала на измери-
тельном электроде и, соответственно, повышение частоты сигнала на
выходе преобразователя. После этого наступает процесс насыщения и
для значений концентрации свыше 40 г/л зависимость частоты стано-
вится практически постоянной. Этот недостаток, однако, не является
существенным, т.к. основные диапазоны изменения солености в ре-
альных океанологических условиях совпадают с диапазоном измере-
ний, позволяющим количественно оценить соленость воды.

1. В. В. Ольшевский. Адаптивные принципы экспериментальных ис-
следований // Сб. НТО им. акад. Крылова, 1979, вып. 303, с. 27-33.
2. Б. К. Новиков, О. В Руденко, В. И .Тимошенко Нелинейная гидро-
акустика - Л.: Судостроение, 1981. - 264 с.


Document Outline