Возрастные характеристики льда.

Различают следующие возрастные категории ледовых образовании:

1. Начальные виды льдов (ледяные иглы, ледяное сало, снежура, шуга, склянка):

ледяные иглы — кристаллы льда в виде игл или пластинок, образующихся на поверхности воды или в ее толще;

ледяное сало — скопление на поверхности воды смерзшихся ледяных игл а виде пятен или тонкого сплошного слоя серовато-свинцового цвета;

снежура — выпавший на поверхность моря, свободную ото льда, снег, пропитанный водой и представляющий собой вязкую массу;

шуга — скопление пористых кусков льда белого цвета, достигающих нескольких сантиметров в поперечнике, образуется из ледяного сала или снежуры, а иногда из донного льда;

склянка - тонкий прозрачный лед толщиной до 5 см, образуется из ледяных игл или ледяного сала при спокойном состоянии моря.

2. Темный нилас - тонкий, до 5 см толщиной, эластичный лед очень темного цвета, легко прогибающийся на волне и зыби.

3. Светлый нилас – матовый непрозрачный лед от 5 то 10 см толщиной, образовавшийся вследствие нарастания темного ниласа, а также благодаря смерзанию шуги или снежуры.

4. Серый лед - молодой лед толщиной до 10-15 см, образовавшийся при нарастании ниласа, склянки или смерзании блинчатого льда.

5. Серо-белый лед - молодой лед толщиной 15-30 см, в отличие от серого льда уже торосящийся при сжатиях и в меньшей степени наслаивающийся, в свежих разломах серо-белый цвет.

6. Тонкий однолетний белый лед - лёд толщиной 30-70 см, развивающийся их молодого льда, существует не более 1 зимы, имеет устойчивый снежный покров.

7. Однолетний лед средней толщины (70-120 см) имеет более развитый и уплотненный снежный покров с застругами и наддувами и значительную торосистость.

8. Толстый однолетний лед- лед толщиной 150-200 см.

9. Остаточный однолетний лед – нерастаявший за лето и находящийся в новом цикле замерзания.

10. Двухлетний лёд - старый лед толщиной более 200 см после окончания зимнего цикла нарастания.

11. Многолетний лёд- лед толщиной 300 см и более после окончания цикла зимнего нарастания с оттенками голубого цвета.

Термоэлектрические термометры основаны на использовании открытого в 1821 г. явления термоэлектричества (эффект Зеебека). Если два проводника из разных материалов (А и В) соединены концами в замкнутый контур и места соединений находятся при разных температурах, то в контуре возникает электрический ток. Оба соединенных проводника, называемые термоэлектродами, образуют термопару. Одно из мест спайки проводников, помещенное в среду с измеряемой температурой, называется рабочим концом термопары, а второе, находящееся при постоянной известной температуре, ‑ свободным концом термопары. Термоэлектродвижущая сила (ТЭДС), возникающая в цепи термопары, зависит от температуры рабочего (Т) и свободного (Т₀) концов, а также от свойств материала термоэлектродов.

Объяснение термоэлектрического эффекта связано с представлением о наличии в металлах свободных электронов. Количество электронов в единице объема материала зависит от состава вещества и его температуры. Если существует электрический контакт между двумя материалами с различными концентрациями свободных электронов, то возникает диффузия из материала А в материал В. Это в свою очередь способствует появлению разности потенциалов между ними, препятствующей диффузии. А при небольшой разности температур между рабочим и свободным спаями разность потенциалов будет пропорциональна возникающей ТЭДС (Е) и коэффициенту термоэлектрической способности термопары α: Е=U_A-U_B=α(Т-Т₀).Коэффициент α постоянен только при небольшом перепаде температур, так как он сам в общем случае зависит от температуры.

В качестве материала для измерительных термопар выбираются материалы с постоянным а в достаточно широком диапазоне температур. Из наиболее распространенных термопар можно отметить медькопелевую термопару, изготовляемую из медной проволоки диаметром 0,2-0,5 мм и сплава копель.

Для увеличения чувствительности в малом диапазоне температур соединяют несколько термопар и получают термобатарею. Ток, регистрируемый при этом измерительным прибором, будет: I=nα(Т-Т₀)/(R_П+nR_ТП+r), где n- число термопар; R_П,nR_ТП,r- сопротивление прибора, термопары и подводящих проводов соответственно. ТЭДС батареи равна сумме ТЭДС пар, но ее постоянная времени больше, чем у отдельной термопары.

Возможности измерения солёности морской воды.

Прямые методы измерения солености (по массе сухого остатка или по сумме масс отдельных ионов) практически неприменимы в океанологической практике. Информация о солености морской воды при гидрофизических исследованиях, как правило, получается косвенным путем. Определение солености можно производить, учитывая, что практически все свойства морской воды (при постоянных давлении и температуре) зависят от ее солевого состава. Поэтому на практике обычно пользуются определением какого-либо одного физико-химического параметра воды, связанного с ее соленостью известной теоретической или эмпирической зависимостью. Практические способы определения солености приближенно могут быть разделены на химические, физические и биологические. В разное время были предложены многочисленные способы определения солености: ареометрический- по плотности морской воды; аргентометрический - по концентрации хлора, находящегося в определенном соотношении с соленостью; криостатический - по зависимости точки замерзания воды от ее солености; рефрактометрический- по показателю преломления света; магнито-индукционный - по магнитной восприимчивости; импедансный - по емкости двойного электрического слоя; по осмотическому давлению (этот метод мало изучен); электрический (электрометрический) - по электропроводимости и др. В любом случае при определении солености in situ необходимо параллельное измерение температуры воды и гидростатического давления на тех же горизонтах.

1) гигантские ледяные поля, любой относительно плоский кусок морского льда, имеющий горизонтальные размеры 10 км и более;

2) обширные ледяные поля, горизонтальные размеры- 2-10 км;

3) большие ледяные поля, горизонтальные размеры- 0,5-2 км;

4) обломки ледяных полей, горизонтальные размеры- 100-500м.

5) крупнобитый лед, горизонтальные размеры- 20-100м.

6) мелкобитый лед, горизонтальные размеры- 2-20м.

7) ледяная каша – измельченный и стертый лед, являющийся конечной стадией дробления льда.

8) блинчатый лед - характерное ледовое образование в виде пластин льда преимущественно круглой формы с приподнятыми краями диаметром 0,3-3м, толщиной 10-15 см

9) тертый лед – битый лед от 0,5 до 2 м в поперечнике;

10) сморозь - смерзшиеся в ледяное поле куски льда различных размеров и возраста. Иногда употребляется термин - поля сморози.

11) несяк - торос или группа торосов, находящихся на плаву, высотой над уровнем моря до 5 м.

12) айсберг - массивное ледяное образование, отколовшееся от берегового ледника, высотой более 5 м над уровнем моря. Различают столообразные, куполообразные, пирамидальные и другие виды айсбергов. Особой разновидностью является обломок айсберга; его высота над уровнем моря от 1 до 5 м, а площадь- 100-300 м².

Термометры сопротивления используют эффект зависимости электрического сопротивления различных веществ, металлов и их полупроводников от их температуры. Эта зависимость характеризуется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), определяемым как относительное приращение электрического сопротивления вещества при изменении его температуры на единицу: α=(1/R)(dR/dT), где R- сопротивление вещества при температуре Т.

Термосопротивления используют в качестве как образцовых, так и рабочих приборов самого различного назначения. В качестве материалов для термосопротивлений пригодны только те, физические и химические свойства которых не изменяются с течением времени в исследуемом диапазоне температур. Сопротивление такого материала должно хорошо воспроизводиться и с изменением температуры монотонно и линейно возрастать или уменьшаться. Кроме того, внешние воздействия (давление, влажность, деформация, коррозия) не должны оказывать влияния па сопротивление термометра. Для получения хорошей временной стабильности отношения входного и выходного сигналов термосопротивления должны быть хорошо стабилизированы (искусственно состарены). ТКС, так же как и удельное сопротивление датчика, должны быть, по возможности, больше, чтобы сам термопроводник занимал как можно меньший объем.

В океанологической практике широкое применение нашли проволочные и пленочные (ПТС) и полупроводниковые (ППТС) термометры сопротивления. Простота конструкций датчиков,и их измерительных схем, высокие точность и разрешающая способность, возможность уменьшения постоянной времени- все эти качества способствовали широкому внедрению термосопротивлений в океанологическую технику.

Конструктивно ПТС, как правило, представляют собой бифилярную спираль, намотанную на жесткое основание или отрезок проволоки, которые помещают в защитный корпус, чаще всего в виде трубки. В качестве термометрического элемента используются платина, медь, а в последнее время никель и вольфрам.

Температурный коэффициент сопротивления для большинства металлов в принципе постоянен в большом диапазоне температур: R=R₀^αΔ^T, где ΔТ=Т-Т₀- интервал изменения температур. Если разложить показательную функцию в ряд и ограничиться двумя первыми членами разложения, то для ряда металлов, например платины и меди, в диапазоне изменчивости температуры -4...38 °С с достаточной степенью точности можно записать: R=R₀(1+αT), где R₀- сопротивление при температуре 0 °С.

Прочный корпус датчиков температуры изготовляют из стали, а для уменьшения тепловой инерции иногда используют золото. В целях увеличения теплопроводности внутреннее пространство между самим датчиком и его корпусом заполняют трансформаторным или силиконовым маслом или специальной пастой с высокой теплопроводностью.

Самой распространенной автономной измерительной системой у нас в стране является автономный измеритель течения, температуры., электропроводимости и глубины погружения (АЦИТ), предназначенный для работы на глубинах до 6000 м. Корпус прибора цилиндрической формы диаметром 220 мм и высотой 2000 мм, выполнен из немагнитного титанового сплава, обладающего большой прочностью и стойкостью к воздействию морской воды (рис. 15.8). На верхней крышке цилиндра расположены датчики температуры, УЭП морской воды и гидростатического давления со специальным ограждением от механических воздействий. Двухкомпонентный датчик скорости течений с решетчатым ограждением расположен под нижней крышкой цилиндра. Двухкомпонентный принцип измерения скорости течения не требует ориентации прибора по потоку, поэтому корпус не снабжен рулевым оперением. Прибор крепится к тросу с помощью специального кронштейна с раздвижным нижним основанием — для регулировки угла подвески прибора, что обеспечивает приблизительно вертикальное положение корпуса прибора.

Двухкомпонентный датчик скорости течений относится к пропеллерному типу два лопастных винта в обтекателях с взаимно перпендикулярными горизонтальными осями вращения. Через редукторы и магнитные муфты вращение пропеллеров передается внутрь корпуса на потенциометрические преобразователи. В случае отклонения оси прибора от вертикали в показания датчика скорости вводится поправка, которая корректируется показаниями датчика утла наклона корпуса прибора от вертикали в плоскости наклона троса. Допустимый угол наклона 30°.

Преобразование числа оборотов пропеллеров в электрическое напряжение осуществляется с помощью двух проволочных круговых потенциометров. Среднее значение угловой скорости каждого пропеллера измеряется числом их оборотов за период осреднения, равный интервалу между циклами измерений. Использование пропеллеров реверсивного типа позволяет отфильтровывать знакопеременные волновые составляющие течения и устранять влияние раскачивания несущего троса.

Датчик угла наклона прибора от вертикали представляет собой тороидальное кольцо с внутренней полостью, до половины заполненной электропроводной жидкостью, в которой расположены питающие и токосъемные электроды. Электропроводная жидкость и система электродов образуют потенциометрическую схему. Выходное напряжение датчика формируется разностью уровней жидкости в двух половинах кольца за счет изменения переходного сопротивления жидкость — кольцо. Протекание жидкости из одной половины в другую при наклоне прибора демпфируется капиллярным отверстием, через которое сообщаются полости. Датчик угла наклона конструктивно объединен в один узел с магнитным компасом.

Двухкомпонентный способ измерения скорости течения предполагает, что угловая ориентация корпуса прибора относительно стран света известна. Угловое положение прибора измеряется магнитным компасом, обладающим интегрирующими свойствами. Кратковременная стабилизация прибора по направлению достигается способом его подвески на кронштейне к несущему буйрепу. При такой подвеске прибор стабилизируется в плоскости наклона троса за счет свисания на кронштейне. Магнитный компас с потенциометрическим электролитическим преобразователем угла разворота компасной картушки в электрический сигнал состоит из котелка с водно-спиртовым раствором солей для обеспечения электропроводимости и плавающей в нем компасной картушки. Жидкостный преобразователь угла поворота картушки в напряжение переменного тока является линейным потенциометром. При изменении угла ориентации производится его осреднение за счет заданной и согласованной с дискретностью измерений инерционности специального миниатюрного магнитного компаса объемом 2 см3. Второй компас является как бы магнитным демпфером и выполняет функцию интегратора измеряемого угла, Внутренняя полость его заполнена маслом определенной вязкости.

Диапазон измерения скорости 0,03—2,0 м/с, чувствительность 0,01 м/с, погрешность измерения ±(O,O2±O,5V), время осреднения скорости 5—60 мин, погрешность канала измерения направления ±10°, чувствительность 1°, время осреднения показаний 3—60 мин.

Датчик температуры — платиновый ПТС с сопротивлением 500 Ом при 0 °С — помещен в медный герметично1 закрытый цилиндр. Диапазон измерения температуры -2...38 °С с предельной погрешностью ±0,07 °С и чувствительностью 0,01 °С, постоянная времени 3 с, а с использованием дополнительного кожуха, надеваемого на оболочку датчика, 180 с;

Датчик УЭП индуктивного типа представляет собой конструкцию из двух тороидальных трансформаторов с ферритовыми сердечниками, заключенными в общую изоляционную оболочку с центральным отверстием, калиброванным с помощью стеклянной трубки со строго определенными геометрическими размерами. В приборе используется компенсационный метод измерения электропроводимости, при котором напряжение на втором трансформаторе сводится к нулю путем пропускания по дополнительной обмотке встречного тока, равного току в витке воды, но противоположного направления. Диапазон измерения УЭП 0—7 См/м с предельной погрешностью +0,005 См/м и чувствительностью 0,002 См/м.

Датчик глубины погружения представляет собой манометр пружинного типа с индуктивным преобразователем перемещения чувствительного Элемента в электрический сигнал. В качестве пружинного элемента используется манометрическая трубка Бурдона. Индуктивный преобразователь выполнен на ферритовом сердечнике чашечного типа с переменным зазором для образования регулируемой индуктивности. Датчик обеспечивает высокую разрешающую способность на поверхности (около 0,2 м) с плавным уменьшением до 9 м на предельной глубине. Погрешность измерений составляет +(1 м + 1 % Я).

Сигналы с датчиков поочередно подключаются коммутатором каналов к нуль-органу 12-разрядного преобразователя поразрядного уравновешивания с трансформаторным компенсатором напряжения. Погрешность цифрового преобразователя не более ±0,01. %. Запись измеряемых величин осуществляется на магнитную ленту в виде последовательного двоичного кода.

Задаваемая дискретность измерений 2, £0, 300, 900, 1800 и 3600 с. Длительность цикла измерений 25 с. Питание прибора постоянным напряжением 9 В обеспечивается 12 элементами типа 373. Запас магнитной ленты и источников питания обеспечивает 10 000 циклов измерений всех параметров, что при дискретности 1 ч соответствует 1 году автономной работы. Масса прибора 36 кг. Обработка получаемой информации осуществляется на борту судна, где она распечатывается на телетайпной ленте или вводится в ЭВМ с помощью устройства обработки данных.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

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