Характеристики и состав океанографических работ.
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Характеристики и состав океанографических работ.





Билет№1

Характеристики и состав океанографических работ.

Океанографические работы ‑ это комплекс измерений и обработки, производимых в океане (море) с целью получения информации о их состоянии и протекающих в них процессах. Для обеспечения единообразия и сравнимости получаемой информации, что является необходимым условием ее научного обобщения и практического применения, все океанографические работы должны производиться с максимальным использованием стандартных методов производства наблюдений с помощью поверенной аппаратуры. В зависимости от назначения все океанографические работы можно разделить на стационарные, эпизодические, попутные и специализированные.

Стационарные наблюдения необходимы для получения наиболее полных рядов наблюдений за всем многообразием явлений, протекающих в данной точке. Наблюдения ведутся непрерывно или систематически повторяются через определенные, по возможности более короткие, промежутки времени в течение ряда лет.

Морские береговые и островные ГМС и ГМП входят в систему Федеральной службы России но гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. В зависимости от объема выполняемых наблюдений и работ ГМС и ГМП бывают 1, 2 и 3 разрядов. По назначению выполняемых океанографических наблюдений ГМС и ГМП могут быть оперативными, вековыми и оперативно-вековыми.

Рейдовая станция ‑ океанографическая станция в прибрежной зоне моря с постоянными географическими координатами, выполняется регулярно.

На рейдовой станции выполняют следующие гидрометеорологические наблюдения: определение глубины, температуры, солености или удельного веса воды, измерения направления и скорости течения на стандартных горизонтах, определение цвета и прозрачности воды, типа, формы, направления, длины, периода волн, состояния поверхности моря, степени волнения, определение температуры и влажности воздуха, направления и скорости ветра, облачности, метеорологической видимости, наблюдения за атмосферными явлениями, а также при необходимости и ледовые наблюдения. Все наблюдения проводятся каждые два часа, за исключением наблюдений за глубиной, течением и ветром, которые измеряются ежечасно.



Океанографический разрез ‑ последовательный ряд океанографических станций, расположенных по определенному направлению и выполняющихся в кратчайшее время.

На ходу судна могут выполняться следующие виды работ: срочные гидрометеорологические наблюдения; измерения температуры поверхностного слоя моря; измерения распределения океанологических характеристик по глубинам с помощью различной буксируемой и зондирующей аппаратуры; измерение характеристик течений в поверхностном слое моря с помощью электромагнитного измерителя течений (ЭМИТ); отбор проб воды на основной химический анализ и загрязнение (в основном из поверхностного слоя); непрерывные измерения гидрометеорологических характеристик в пограничном слое океан ‑ атмосфера; специальные наблюдения, например аэрологические, актинометрические, акустические, стереофотограмметрическая оценка волнения и др.

С судна, лежащего в дрейфе, выполняются те же виды работ, что и на ходу судна (кроме измерений ЭМИТ), а также гидрологические серии; зондирование толщи воды СТД-системами; измерение характеристик волнения волнографами; измерение гидрооптических характеристик воды; постановка и снятие автономных буйковых станций с различными самописцами; гидрологические, геологические и гидробиологические работы; при условии точного определения дрейфа судна ‑ измерения течений, т.е. осуществляются все основные глубоководные и поверхностные океанографические наблюдения и работы.

С судна, стоящего на якоре, выполняются все виды работ, что и с судна, лежащего в дрейфе, причем большинство океанографических работ выполнять гораздо удобнее.

Океанографическая съемка представляет собой совокупность разрезов и станций, выполняемых одним судном, группой судов одновременно и другими техническими средствами для получения информации о пространственном распределении океанографических характеристик в определенный период времени. Океанографические съемки производятся для исследования распределения различных гидрометеорологических элементов во всем море или отдельном районе океана для составления и уточнения морских гидрологических и рыбопромысловых прогнозов и их рекомендуется выполнять не реже одного раза в гидрологический сезон. Если же их невозможно выполнять ежесезонно, то съемки необходимо производить два раза в год.

За период океанографической съемки в целях изучения изменчивости гидрологических элементов во времени и в связи с обусловливающими их метеорологическими и астрономическими факторами выполняются многочасовые или многосуточные гидрометеорологические наблюдения.

Эпизодические наблюдения выполняются по специальным программам в основном в целях получения данных о распределении комплекса гидрометеорологических элементов или какого-либо одного компонента режима моря в исследуемом районе по возможности за минимальный период времени.

Попутные гидрометеорологические наблюдения проводятся регулярно в целях сбора материалов для оперативной информации о состоянии погоды и моря в районах плавания судна.

Специальные океанографические наблюдения на полигонах проводятся целях исследования процессов и явлений протекающих в Мировом океане, изменчивости этих процессов во времени и пространстве. Состав этих наблюдений, сроки наблюдения и их продолжительность зависят от задач исследования, а программа наблюдений составляется для каждой экспедиции, рейса.

Океанографические наблюдения на судах погоды, которые являются постоянно действующими гидрометеорологическими станциями, расположенными в фиксированных районах Мирового океана, проводятся регулярно и включают в себя метеорологические, океанологические и гидробиологические наблюдения.

Обработка мареограмм.

Обработка мареограмм состоит из, следующих операций:

Ø проверка и исправление записи;

Ø введение поправок времени и разметка записи;

Ø снятие отсчетов по ленте через каждый час;

Ø введение поправок в отсчеты;

Ø приведение исправленных отсчетов к нулю поста;

Ø определение максимальных и минимальных уровней за сутки, а для морей с приливами ‑ определение моментов и высот полных и малых вод.

Проверка записи заключается в критическом просмотре ленты. Проверяют наличие на ленте всех требуемых отметок- контрольных засечек в сроки гидрологических наблюдений (03, 09, 15, 21ч), записей сроков засечек, записей высот уровня по водомерной рейке в сроки засечек. Проверяют характер записи. Если в записи имеются разрывы и их длительность не превышает 2-3ч, то запись исправляют, т.е. следуя общему ходу кривой изменения уровня, соединяют разрывы от руки.

Если запись на ленте имеет волнистый вид (присутствуют короткопериодные колебания- сейши), то вычерчивают карандашом плавную линию средних уровней, т.е. производят сглаживание кривой.

Введение поправок времени осуществляется на основании данных о времени контрольных засечек. Время засечек по шкале ленты чаще всего не совпадает с записанным истинным временем, причем величина несовпадения изменяется в течение суток. Это вызвано непостоянством хода часового механизма СУМа. Поправки времени вводятся в том случае, когда уход часового механизма за сутки превышает ±5 мин.

Поправки вводят следующим образом. В моменты контрольных засечек вычисляют разности между записанным истинным временем и временем засечки по шкале ленты. С помощью линейной интерполяции определяют значения разностей для каждого целого часа в промежутке между засечками (с точностью до 1 мин). Полученные разности и являются поправками времени. Их записывают в горизонтальной строке на свободном участке ленты, причем каждая поправка записывается возле вертикальной линии соответствующего часа.

По поправкам времени производят разметку записи- остро отточенным карандашом делают засечки, отмечающие моменты целых часов.

В точках засечек снимают отсчеты по ленте. Для этого с левой стороны ленты вначале производят оцифровку шкалы в соответствии с масштабом записи. Оцифровка делается так, чтобы разность отсчетов по водомерной рейке (в моменты контрольных засечек) и по ленте была меньше 10 см. После этого снимают в делениях шкалы отсчеты в моменты целых часов и записывают во второй горизонтальной строка на свободном участке ленты (под строкой поправок времени).

Введение поправок в отсчеты осуществляется с помощью зафиксированных на ленте в моменты контрольных засечек высот уровня по водомерной рейке. Поправки записывают в третьей горизонтальной строке. Определяют их следующим образом. Вначале в четвертой горизонтальной строке записывают отсчеты по водомерной рейке в моменты контрольных засечек, затем определяют разность отсчетов но рейке и по ленте и записывают в строку поправок, после этого с помощью линейной интерполяции определяют поправки моментов целых часов между контрольными засечками. Вычисленные поправки вводят со своими знаками в отсчеты но ленте (вторая строка) и записывают исправленные отсчеты в четвертой строке.

Приведение исправленных отсчетов к нулю поста заключается в том, что в отсчеты из четвертой строки вводится единая поправка на высотное положение нуля водомерной рейки.

 


Билет№2

Волонограф ГМ-16.

Волнограф ГМ-16 предназначен для записи профиля волны на ленте самописца и определения высоты и периода волн с судна, лежащего в дрейфе или стоящего на якоре. Датчик волнографа на четырехжильном кабеле типа РШМ подвешивается к свободно плавающему на водной поверхности пенопластовому буйку и тем же кабелем длиной 450 м через блок управления и контроля связан с аналоговым регистратором, находящимся на борту судна.

Основной частью датчика является приемник давления, представляющий собой латунный цилиндр, одной из боковых плоских стенок которого служит гофрированная мембрана. Внутри его закреплена текстолитовая пластина с наклеенными на нее четырьмя проволочными тензометрами, изготовленными из константана диаметром 0,03 мм и соединенными между собой по схеме равновесного моста постоянного тока. Пластина стойкой и винтом жестко связана с центром мембраны. Колебания мембраны, вызванные изменением гидростатического давления, через стойку передаются текстолитовой пластине с тензометрами, что изменяет их сопротивление и разбаланс моста. Напряжение питания (сухие батареи, находящиеся в блоке управления и контроля) по кабелю через штепсельный разъем подается на одну из диагоналей моста, а сигнал разбаланса моста, пропорциональный изменению гидростатического давления, снимается с другой диагонали моста и по кабелю подается на регистратор. В нижней части датчика помещен штуцер, на котором смонтирован узел компенсатора, состоящий из двух полусфер (оргстекло) и сферического баллона, изготовленного из тонкой эластичной резины. При погружении датчика воздух из баллона компенсатора через штуцер поступает внутрь приемника давления, уравновешивая наружное давление на мембрану.

Недостатком ГМ-16 является то, что при производстве записи волнения судно и буек с датчиком дрейфуют с разными скоростями, что вызывает необходимость регулярного вытравливания кабеля. Вес вытравленного кабеля, а иногда и нехватка запаса кабеля приводят к тому, что буёк не повторяет свободно волновой профиль, а как бы срезает гребни волн.

Билет№3

Билет№4

Буйковые волнографы.

При использовании волнографов подобного типа датчики характеристик поверхностного волнения располагают или на буе, плавающем на поверхности, или подвешивают к нему.

Буи с подвешенным датчиком волнения используются в основном при расположении датчика гидростатического давления на глубине более половины длины волны.

Волнограф ГМ-16 предназначен для записи профиля волны на ленте самописца и определения высоты и периода волн с судна, лежащего в дрейфе или стоящего на якоре. Датчик волнографа на четырехжильном кабеле типа РШМ подвешивается к свободно плавающему на водной поверхности пенопластовому буйку и тем же кабелем длиной 450 м через блок управления и контроля связан с аналоговым регистратором, находящимся на борту судна.

Основной частью датчика является приемник давления, представляющий собой латунный цилиндр, одной из боковых плоских стенок которого служит гофрированная мембрана. Внутри его закреплена текстолитовая пластина с наклеенными на нее четырьмя проволочными тензометрами, изготовленными из константана диаметром 0,03 мм и соединенными между собой по схеме равновесного моста постоянного тока. Пластина стойкой и винтом жестко связана с центром мембраны. Колебания мембраны, вызванные изменением гидростатического давления, через стойку передаются текстолитовой пластине с тензометрами, что изменяет их сопротивление и разбаланс моста. Напряжение питания (сухие батареи, находящиеся в блоке управления и контроля) по кабелю через штепсельный разъем подается на одну из диагоналей моста, а сигнал разбаланса моста, пропорциональный изменению гидростатического давления, снимается с другой диагонали моста и по кабелю подается на регистратор. В нижней части датчика помещен штуцер, на котором смонтирован узел компенсатора, состоящий из двух полусфер (оргстекло) и сферического баллона, изготовленного из тонкой эластичной резины. При погружении датчика воздух из баллона компенсатора через штуцер поступает внутрь приемника давления, уравновешивая наружное давление на мембрану. Недостатком ГМ-16 является то, что при производстве записи волнения судно и буек с датчиком дрейфуют с разными скоростями, что вызывает необходимость регулярного вытравливания кабеля. Вес вытравленного кабеля, а иногда и нехватка запаса кабеля приводят к тому, что буёк не повторяет свободно волновой профиль, а как бы срезает гребни волн.

Радиоизмеритель волн ГМ-32 и «Метеобуй», принцип действия которых одинаков. В этих устройствах на буе с большим запасом плавучести размещены радиопередатчик с антенной, преобразователем и блоком питания. Датчик гидростатического давления (аналогичный датчику ГМ-16) тензометрического типа с помощью гибкого кабеля подвешивается под буем на определенной, заранее заданной, глубине. Получаемая информация по радиоканалу передается или на береговую базу, или на борт судна, где она преобразуется в вид, удобный для дальнейшей обработки и регистрации.

При использовании волнрграфов типа буев с подвешенным датчиком волнения возникает дополнительная погрешность. Подобная методика измерений предполагает, что система буй — кабель — датчик колеблется под воздействием волн в строго вертикальном положении. На самом же деле из-за воздействия орбитального движения частиц на волне и особенно в результате ударов разрушающихся гребней волн буй совершает также колебания в горизонтальной плоскости (до 15 м). Вследствие гибкости кабеля и довольно большого динамического сопротивления его и датчика горизонтальному перемещению в воде система буй—кабель—датчик не будет сохранять вертикальность, и в измерениях высот волн появляется погрешность, которую иногда называют орбитальной. Эта погрешность может достигать 5—10 % и является случайной в силу случайного характера воздействия волн на буйковые системы.

Волнографы, регистрирующие ускорение волнового движения, включают в себя буй с установленными на нем стабилизированными по вертикали датчиками вертикального ускорения (с пределами измерения +2q) — акселерометрами. Сигнал с акселерометра после двойного интегрирования по времени позволяет судить о высоте поверхностных волн. Акселерометры устанавливаются на буе, так как предполагается, что движения буя в точности следуют волновым движениям.

Волномерный буй «Вейврайдер» имеет полый стальной сферический корпус диаметром 70 см и массой 90 кг. Внутри буя в специальной полости, заполненной демпфирующей жидкостью, установлен высокочувствительный акселерометр на демпфированном маятнике для стабилизации его вертикального положения. Период собственных колебаний маятника составляет 40 с. В буе размещены также схема преобразования сигнала датчика, блок питания и УКВ-радиопередатчик, обеспечивающий устойчивый прием информации в радиусе до 50 км. Антенна передатчика — 11-метровый штырь — расположена в верхней части буя, в пружинящей опоре. К бую подвешивается баласт, кроме того, волнограф имеет якорную систему. Исключается возможность измерения волн с периодами меньше 3—4 с. Автоматическая обработка результатов измерений.

Волнограф «Вейвтрек» состоит из сферической формы поверхностного буя, выполненного из литого алюминия и соединенного с помощью жесткой штанги с герметичным контейнером в подводной части. В контейнере на гибкой связи подвепнда акселерометр. Собственная частота отклонений акселерометрического датчика от вертикали за высокочастотной границей диапазона частот измеряемых волн составляет около 3 Гц.

Волнограф «Вейвкрейстбуй» выполнен из двух буев сферической формы. В одном из них, измерительном, размещены акселерометрический датчик с системой низкочастотной маятниковой подвески в демпфирующей жидкости, измерительная схема, блок питания, УКВ-радиопередатчик с антенной и верхней части корпуса.

Второй буй, несущий, предназначен для крепления якорной системы. Оба буя связаны между собой штангой,узел крепления которой к бую обеспечиваетвозможность их относительного поворота.

Автономный волноизмерителъный буй, разработанный в ГОИНе, состоит из двух буев — измерительного и несущего.

Измерительный буй выполнен в виде сферы диаметром 315 мм. Внутренняя полость его заполнена демпфирующей жидкостью — трансформаторным маслом, — в которой находится акселерометрический датчик на кардановом подвесе. Буй для вертикальной стабилизации снабжен противовесом, а для положительной плавучести — внешним пенопластовым кольцом.

Несущий буй представляет собой герметичный контейнер цилиндрической формы с коническими крышками высотой 850 мм и диаметром 580 мм. Внутри буя размещены: блок обработки сигнала датчика, устройство управления, компас, аккумуляторы, устройство преобразования энергии воды в электрическую энергию, УКВ-радиостанция со штыревой антенной в верхней части контейнера, на верхушке которой закреплен сигнальный огонь. Нижняя коническая крышка несущего буя через вертлюг и капроновый фал соединена с якорем.

Акселерометрический датчик позволяет измерять вертикальные ускорения в диапазоне ±1,5q при изменении его выходного напряжения на ±3В. Он представляет собой механическую маятниковую систему с преобразователем углового перемещения маятника в электрический сигнал.

Волноизмерительный буй предназначен для измерения параметров волн на глубинах до 150 м. Диапазон измерения волнографа по высоте волн h составляет 0,25—20 м с погрешностью ±(0,1—0.05 h) м, а периода волн 1,0—20 с с погрешностью ±0,5 с. Передача информации осуществляется на расстоянии до 15 км.

В настоящее время используется буй с установленным на нем микробарографом (США), позволяющим регистрировать волновое возвышение.

Билет№5

Устройство термоглубомера.

Если в глубоководном опрокидывающемся термометре разгерметизировать наружный стеклянный кожух в его нижней части со стороны резервуара основного термометра, то в таком незащищенном от давления термометре длина столбика ртути в капилляре будет изменяться не только под влиянием температуры, но и в результате меняющегося гидростатического давления. Такое устройство получило название термометр глубомер ТГМ. В конструкции ТГМ предусмотрено отверстие в его верхней части для стока воды, а резервуар его основного термометра отогнут и располагается вдоль капилляра для уменьшения общей длины глубомера. Одновременно с ТГМ на ту же глубину опускается обычный глубоководный термометр.

Отсчет по глубоководному термометру дает истинную температуру воды на данном горизонте, а отсчет по ТГМ искажен влиянием давления, поэтому значение последнего может быть рассчитано по разности показаний обоих термометров.


Билет№6

Судовые волнографы.

Всегда существовала насущная необходимость в волнографе, размещаемом непосредственно на борту судна и используемом для исследования механизма возникновения, развития и затухания ветрового волнения, а также поведения судна при различном волнении как на ходу, так и в дрейфе. Измерение характеристик волнения с борта судна можно производить с помощью альтиметров, электродных волнографов, стереофотоаппаратуры и т.п., но в любом случае требуется введение поправок на качку судна. Большое распространение в океанологической практике в качестве судового волнографа получил прибор, предложенный М.И. Такером.

Волнограф Такера позволяет измерять на малом ходу судна, с судна, лежащего в дрейфе или стоящего на якоре, гидростатическое давление в фиксированной точке на небольшой глубине датчиком волнения, встроенным в обшивку судна в плоскости его центра тяжести, и вертикальное перемещение этой точки акселерометром с двойным интегрированием выходного сигнала.

Прибор монтируется посередине корпуса примерно на 3 м ниже ватерлинии. Гидростатическое давление через отверстие в корпусе судна воздействует на тензометрический датчик, который преобразует это давление в электрический сигнал. Изменение гидростатического давления в этом случае зависит от высоты волны и мгновенного положения судна относительно его положения покоя (качка судна). Для исключения влияния качки судна на выходной сигнал датчика давления рядом с ним на кардановом подвесе помещен тщательно установленный вертикальный акселерометр. С помощью RC-фильтров и других электрических цепей осуществляется двойное интегрирование выходного напряжения акселерометра. В результате на выходе акселерометра получают сигнал, определяющий мгновенную высоту датчика давления. Таким образом, влияние вертикальных перемещений судна исключается из показаний датчика гидростатического давления.

Если прибор установлен на наветренном борту судна, то вследствие эффекта отражения волны будет регистрироваться завышенная высота волн, а при установке на подветренном борту— заниженная. Для исключения подобного эффекта датчики размещают на обоих бортах судна, при этом регистрируется среднее арифметическое из показаний двух приборов. Кроме того, во время измерений рекомендуется судно устанавливать носом на волну, что также уменьшает влияние подобного эффекта. Но в любом случае корпус судна деформирует волны в месте установки датчиков. Таким образом, по результатам расчетов и экспериментов случайная погрешность измерения высот волн волнографом Такера достигает 10 %, а волны с периодом менее 4 с вообще не регистрируются.

Волнограф судовой ГМ-62 предназначен для измерения высот и периодов волн с судна в открытом море. Кроме того, он может использоваться для регистрации вертикальной качки той части судна, где подвешены датчики, т.е. линейных колебаний этой части вдоль вертикальной оси.

В качестве преобразователя волновых колебаний в электрические сигналы используется струнный (резистивный) датчик в виде безокисной нихромовой проволоки длиной 15-20 м и диаметром 0,3 мм, натянутой вертикально и погруженной в воду примерно на половину своей длины. При этом выходной сигнал проволочного датчика является линейной функцией двух переменных: волновых колебаний водной поверхности и вертикальных колебаний самого датчика, вызванных качкой судна. Для измерения вертикальных колебаний проволочного датчика в точке, где он установлен, помещается еще датчик гидростатического давления— датчик качки. Он является модификацией датчика волнографа ГМ-16, в котором упрощена конструкция, увеличена надежность, а масса доведена до 22 кг при небольших изменениях его габаритов (95х400 мм) за счет совмещения дополнительного груза с корпусом датчика. Датчик качки, так же как и датчик ГМ-16, опускают в воду на глубину более половины длины волны. Проволочный датчик наматывают крутой, спиралью (один виток на 25 см) на жгут проводов датчика качки. Оба эти датчика имеют линейные характеристики, равные чувствительности, равные и равные постоянные выходные сопротивления измерительных схем (100 Ом). Обеспечение этих требований является обязательным условием дл
правильного суммирования по методу сложения токов выходных напряжений соединенных параллельно датчиков.

Таким образом, волнограф ГМ-62 состоит из проволочного датчика волновых колебаний, датчика гидростатического давления (датчика качки) с линией связи, подъемного устройства, электромеханической лебедки с токоприемником, блока питания и контроля, измерительного блока, аналогового регистратора.

Датчики волнографа подвешиваются на крамболе по носу или корме судна на расстоянии (в зависимости от водоизмещения) 3-7 м от него. Место расположения датчиков обусловлено тем, что при положении судна на малом ходу (1-2 узла) набегающие на него волны не деформируются корпусом судна на некотором от него расстоянии.

В Московском инженерно-физическом институте разработана «Система путевого измерения характеристик волнения океана», предназначенная для измерения волнения на ходу судна и состоящая из: датчика волнения, датчика качки судна, двух аналого-цифровых преобразователей, блока вывода информации на магнитную ленту, магнитного накопителя и компьютера.

Датчиком волнения системы служит емкостный датчик, емкость которого образована отрезком изолированной длинной линии (кабель-трос), погруженной на половину своей длины в воду, и бортом судна. Кабель-трос включен в автогенераторную схему. Выходной сигнал генератора пропорционален емкости кабель-трос — борт судна, которая в свою очередь является линейной функцией профиля волны.

Движение судна в море принято рассматривать как движение твердого тела с шестью степенями свободы, при этом в данном случае нас интересуют три основные: бортовая, килевая и вертикальная качки. К сожалению, учесть все три типа качки возможно лишь при усложнении системы измерения и алгоритма обработки. Такие волнографы, несмотря на различие способов измерения, имеют погрешность в пределах 1—5 % и теоретически неограниченный диапазон измерения высот волн.

Подобные волнографы имеют большой разброс значений ошибок измерения — от 1,5 до 20 % — и диапазон измерения высот волн около 20 м. Промежуточное положение занимают автономные волнографы, не имеющие механической связи с другими телами. Устройства такого типа имеют меньшую точность, чем стационарные волнографы, но заметно меньший разброс погрешностей измерений (1,5—4 %).

Наиболее универсальными, по-видимому, следует считать автономные волнографы, которые можно использовать для измерений как в прибрежной зоне, так и в открытом море.

Универсального волнографа для океанологических исследований не существует.

Билет№7

Методы отбора проб воды.

Отбор проб воды для гидрофизических и гидрохимических исследований, как, правило, производится на всех океанографических станциях. При этом главным требованием является взятие пробы точно с заданного горизонта и предохранение ее от перемешивания с водой других слоев, от испарения и от химического воздействия используемого для отбора, пробы устройства и посуды, предназначенной для ее хранения. Неправильный отбор проб приводит к ошибочным результатам анализа, причем эти ошибки в дальнейшем нельзя исправить.

Существует методологическое различие отбора проб воды из тонкого поверхностного слоя (толщина от нескольких микрометров до 1-2 см), берущихся специальными приборами, и с различных горизонтов, включая поверхностный слой толщиной не более 1 м, где пробы могут браться ведром, шлангом или батометром.

Способы отбора проб морской воды на химический анализ определяются задачами исследований, концентрациями и особенностями распределения химических веществ. Взятие проб морской воды производится двумя основными способами - шланговым и батометрическим. Шланговый способ используется сравнительно редко. Он предназначен для получения проб большого объема и на небольших глубинах. Сущность его заключается в использовании насоса, с помощью которого по длинному шлангу, опущенному на заранее заданный горизонт, вода подается на борт судна. В последнее время при использовании буксируемых измерительных систем стал применяться отбор проб воды с помощью электропомпы и передача ее на борт судна по тефлоновому шлангу с внутренним диаметром 8-10 мм, помещенному внутри кабель-троса. Подобная методика отбора проб воды, по-видимому, найдет широкое применение, особенно при буксировке носителя по синусоидальной (пилообразной) кривой.

Необходимые объемы проб воды, определяются видами исследований, предусмотренными программой работ экспедиции. Так, для определения солености воды и концентрации растворенного кислорода объем пробы воды с одного горизонта должен быть не менее 3*10-4 м3. При выполнении стандартного комплекса гидрохимических определений (соленость, кислород, рН, щелочность, биогенные элементы) объем пробы должен быть не менее 1*10-3 м3. При исследовании химических загрязнений, объем пробы не должен быть меньше 7-10 л, а при определении радиоактивности воды объем пробы составляет уже 50-200 л.

Пробы воды из поверхностного слоя моря обычно берутся чистыми оцинкованными, эмалированными или полиэтиленовыми ведрами. При определении химического загрязнения поверхности моря отбор проб производится в носовой части судна, где не сказывается загрязняемость поверхности моря судном, нефтепродуктами и другими отходами, причем не следует отбирать пробы на поверхности прямо в пятнах нефти. Пробы воды с глубинных горизонтов обычно отбираются батометрами, которые представляют собой цилиндрические сосуды с закрывающимися под водой на заданном горизонте крановыми затворами или крышками.

Наиболее широко используемыми у нас являются серийно выпускаемые батометры БМ-48 (прообразом которых являлся батометр Ф. Нансена); батометры системы Ю. К. Алексеева, разработанные в Арктическом и Антарктическом научно-исследовательском институте, предназначенные для работы с маломерных судов, и некоторые другие. Широко используются и механические автоматические батометры-батитермографы, например типа ГМ-7-3, предназначенные для автоматической регистрации температуры воды на глубине и взятия проб воды на стандартных горизонтах с борта судна. В последнее время в океанологическую практику все больше входят кассеты батометров различных объемов механического и электронного типов.

Билет№8

Билет№9

Билет№10

Методы измерения уровня.

Колебания уровня моря отличаются амплитудно-частотными характеристиками и требуют специально организованных систематических измерений.

Прибрежные наблюдения за колебаниями уровня моря ведутся на специально оборудованных уровенных постах. По устройству различают реечные, свайные, свайно-реечные посты, а также уровенные посты с установкой различного типа самописцев уровня моря ‑ мареографов (приборы для измерения и непрерывной регистрации колебаний уровня моря).

Наиболее простым прибором для измерения колебаний уровня моря, с помощью которого ведутся систематические наблюдения на уровенных постах без автоматических регистраторов и контрольные наблюдения на постах с автоматическими регистраторами, являются уровенные рейки. Они бывают постоянными (футштоки), которые крепятся вертикально к неподвижным основаниям или скале, и переносными, устанавливаемыми в момент измерений на головку сваи.

Поплавковые измерители колебаний уровня моря довольно просты по своему устройству и надежны в эксплуатации. Чувствительным элементом в данных приборах является поплавок. Их инструментальные ошибки составляют 1-3 см. Работа прибора основана на принципе механической передачи изменений положения поплавка относительно нуля отсчета, вызываемых колебаниями уровня, на регистрирующее устройство, т.е. изменения уровня моря передаются поплавку, соединенному с противовесом с помощью троса или цепи, перекинутых через поплавочное колесо.

Электроконтактный метод измерения колебаний уровня моря позволяет преобразовать положения уровня воды в электрические импульсы. Чувствительный элемент прибора, использующего этот метод, представляет собой ряд электрических контактов, расположенных на жестком основании через равные промежутки выше и ниже уровня воды. Системой постоянных резисторов электрические контакты соединены со схемой питания прибора и регистратором. При подъеме уровня контакты поочередно замыкаются на «землю», в результате чего электрическое сопротивление в цепи датчика уменьшается скачкообразно. При падении уровня наблюдается обратный процесс.

Метод измерения положения уровня моря путем регистрации изменений гидростатического давления. Измерение колебаний гидростатического давления чаще всего базируется на использовании упругой деформации (перемещения) чувствительного элемента под действием приложенной разности давлений, т.е. мерой приложенного давления является линейно связанная с ним деформация. Упругим элементом в датчиках давления являются мембраны (плоские или гофрированные), сильфоны и трубчатые пружины. В свою очередь размер деформации измеряется с помощью механических, электрических, магнитных, оптических и других систем, а по использованному методу преобразователи классифицируются на резистивные, индуктивные, емкостные, резонансные и пьезоэлектрические.

Билет№11

Билет№12

Кварцевые термометры.

Термочувствительные кварцевые резонаторы, применяемые в виде термометров, используют температурную зависимость упругой постоянной пьезокристаллов, в основном кварца, имеют высокую добротность, стабильность параметров (максимальный дрейф после начального периода старения кристалла имеет значение порядка 10-3 К в месяц), обладают высоким разрешением (10-4-10-6 К) с абсолютной погрешностью в рабочем диапазоне температур до 0,02 ºС. Кварцевые термометры пригодны для эксплуатации при наличии ударов и вибраций (10-1000 q) и имеют постоянную времени 1-5с. Еще одно важное преимущество - это то, что их чувствительный элемент- термочувствительный срез пьезокристалла - является частотно-термочувствительным элементом с высокой добротностью и стабильностью и может быть использован непосредственно в качестве частотно-задающего элемента в системах телеизмерений с частотной модуляцией.

Кристалл кварца (SiO2) представляет собой шестигранную призму, ограниченную двумя пирамидами. В кристалле кварца различают взаимно перпендикулярные оптическую ось Z, три электрические оси X (проходят через вершины шестиугольника поперечного сечения) и три механические оси У (проходят перпендикулярно сторонам шестиугольника поперечного сечения).









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.