Зондирующие гидрометеорологические комплексы.

Приборы и устройства, предназначенные для исследования распределения по глубине одного или нескольких гидрофизических и гидрохимических параметров морской воды, обычно называют зондирующими гидрологическими системами.

СТД-системы предназначены для измерения электропроводимости, температуры и давления, измерения электропроводимости морской воды in situ.

Одной из первых в мире СТД-систем, позволяющих выполнять измерения in situ температуры, электропроводимости, гидростатического давления и скорости звука, можно назвать систему ASWEPS, разработанную в США в 1963 г.

Всю аппаратуру подобного типа можно классифицировать по способу использования, а также по принципу построения измерительных схем и способу представления информации.

По способу использования, т.е. по возможности получения вертикальной стратификации океанологических характеристик, СТД-системы подразделяются на привязные, свободнопадающие, квазисвободнопадающие и свободноскользящие.

В последнее время в океанологической практике стали использоваться так называемые СТД-системы многоканальные и «возвращаемые», с малыми массовыми и габаритными параметрами, занимающие промежуточное положение между обрывными и свободнопадающими (ближе к теряемым системам), использующие тонкий и легкий провод связи, разрывного усилия которого достаточно для поднятия устройства после зондирования на борт судна.

По второму типу классификации системы подразделяются на аналоговые и цифровые. В аналоговых измерительных системах сигнал на выходе из блока вторичного преобразования, представленный в виде напряжения, силы или частоты колебаний электрического тока, непрерывно передается на бортовой блок по линиям связи или регистрируется внутри самого измерителя. В цифровых измерительных системах исследуемый параметр преобразуется в зондирующем устройстве в цифровой вид и передается в бортовой блок зонда с определенной, заранее заданной, дискретностью по линии связи в виде последовательных двоичных или двоично-десятичных кодов. Подобные измерители позволяют производить квантование измеряемых характеристик по уровню и по времени.

В зависимости от поставленных задач выдвигаются различные требования к получаемой информации. Использование СТД-систем позволяет в реальном времени при производстве измерений одновременно определять распределение таких обобщенных параметров среды, как частота Вяйсяля-Брента, число Ричардсона, число Кокса, параметры активности турбулентности, предложенные Гибсоном, и др.

Рассмотрим более подробно некоторые наиболее широко используемые СТД-системы. К одной из первых свободнопадающих СТД-систем можно отнести автономный измерительный океанографический зонд SAMO фирмы «Казакрус», Франция, который предназначен для измерения температуры воды и скорости звука в воде до глубины 5000 м.

В Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте (Санкт-Петербург) выполнена разработка телеметрического самолетного гидрозонда, предназначенного для измерения вертикального распределения температуры и УЭС морской воды в режиме свободного падения до глубины 500 м с передачей результатов измерений на борт низколетящего самолета.

В ЦКБ ГМП разработана СТД-система с внутренней памятью «Челнок», предназначенная для работы в составе АБС или при зондировании до 1000 м.

В качестве примера квазисвободнопадающего зонда можно привести созданный в Донецком университете автономный зонд многоразового использования с ненагруженной линией связи с бортом судна. Данная СТД-система предназначена для зондирования на глубинах до 1000 м при исследовании тонкой структуры и мелкомасштабной турбулентности.

В Морском гидрофизическом институте АН Украины была разработана свободноскользящая СТД-система типа МГИ-8101К, предназначенная для измерения температуры, УЭП, пульсаций УЭП морской воды и гидростатического давления с судна, лежащего в дрейфе, при свободном падении зондирующего устройства ПУ-01К вдоль одножильного кабель-троса длиной не более 3000 м на глубину до 2000 м.

СТД-система «Гидрозонд» предназначена для измерения температуры, УЭП морской воды, гидростатического давления как в зондирующем варианте, так и при выдержке на отдельных горизонтах на глубинах до 6000 м, а также обеспечивает отбор проб морской воды на гидрохимический анализ с помощью специальной кассеты батометров.

Прецизионный гидрологический зонд для океанологических исследований, разработанный в ВНИИФТРИ, предназначен для измерения температуры, УЭП морской воды, скорости звука и гидростатического давления до 6000 м. Титановый корпус зондирующего устройства (масса около 50 кг) цилиндрической формы. Связь с бортовым блоком осуществляется с помощью кабель-троса.

Информационно-измерительная система фирмы. «Нейл Браун» (США) предназначена для измерения распределения по глубине температуры и удельной электропроводности морской воды, содержания растворенного кислорода, относительного содержания хлорофилла и отбора проб воды на заданных горизонтах.

СТД-система MARK-ΙΙΙB была разработана еще в 70-е годы и с тех пор считается образцом аппаратуры подобного типа. В настоящее время появились новые образцы таких систем.

СТД-система MK3C/WOGE была разработана еще под руководством Брауна.

Сравнительно новая, но уже завоевавшая признание СТД-система JCTD.

Все эти четыре СТД-системы могут работать с обычными батометрическими кассетами. По своим метрологическим характеристикам они в настоящее время являются своеобразным стандартом для океанологических исследований.

В настоящее время в океанологической практике уделяется значительное внимание малогабаритной аппаратуре, которая не требует для своей установки специальных судовых помещений и которую можно легко использовать на малотоннажных судах. Подобную аппаратуру можно разделить на две категории: автоматизированные устройства, выполненные на базе микропроцессорной техники, и приборы с ручным управлением процессами измерений и регистрации получаемой информации. Рассмотрим устройство некоторых типов малогабаритных СТД-зондов.

В ЦКБ ГМП (группа Н.М. Скурихина) был разработан «Минизонд», предназначенный для измерения температуры, УЭП и гидростатического давления на глубинах до 200 м с борта маломерных судов без использования вспомогательного оборудования.

Миниатюрная гидрохимическая СТД-система «Цикада», разработанная в ИО РАН, предназначена для измерения температуры, УЭП, содержания растворенного кислорода и гидростатического давления до глубины 150 м.

Среди мини-СТД-систем можно отметить MICRO CTD2 (США); в качестве линии связи между зондирующим устройством и бортовым блоком используется кабель-трос, и в нем не предусмотрено подключение дополнительных датчиков. Система MICRO CTD3 снабжена внутренней памятью, имеет несколько большие размеры и приспособления для подключения дополнительных датчиков. Эти системы, а также AQUALINK, Chemitraka и SBE19 (SEASAT) по своим метрологическим характеристикам близки к стандартным системам.

Некоторые мини-СТД-системы имеют интересные конструктивные особенности. Система 301 PROBE может работать с компактным вариантом кассеты батометров. Система СТД/S4, выполненная в сферическом прочном корпусе из стеклопластика, может использоваться и для работы на АБС на глубинах до 1000 м. Система SMP-PROBE снабжена датчиком сероводорода и специальной мешалкой для всех химических датчиков.

Система EMP-200 отличается отсутствием бортового блока ‑ зондирующее устройство напрямую подключается к последовательному порту любого компьютера, работающего в среде MSDOS. Система AQUA-16 имеет большое число встроенных датчиков, наиболее интересным из которых является микроэлектродный датчик растворенного кислорода с постоянной времени около 0,1 с.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

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