Способ автоматического определения в условиях океана параметров состояния морской воды — SU 1259158 (original) (raw)

СООЭ ССЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 158 21/4 51 4 С КОМИТЕТ СССРТЕНИИ И ОТКРОЮ ОС АРС ТВЕННО ЛАМ ИЗОБРЕ ОПИ АВТОР Е РЕТЕН(57) Изобретение ти гидрофизическ следований и мож но в океанически тносит измерен быть ис ловиях Комаров,повышени нительно Трошко метрами м меряют тр идетельство ССС 1 Я 21/41,98 тельство СССР 1 й 21/41, 98 электропр раметр оп трехмерно ный паованиемонное полинома. Синхр спольэование трех нных обесгр ешнос-. ечнва ей на самокомпенсюдений и исх цию по дной и точнос формаь изме ции и(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ОКЕАНА ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ МОРСКОЙ ВОДЫ к обласй и исользова С целью й допол- паранно иэ точности измерени двумя измеряемыми рской воды синхро тий параметр, напр водность, а исход еделяют с использ12Изобретение относится к области гидрофизических измерений, обеспечивает высокоточные измерения средних и пульсационных значений температуры, солености, плотности, электропроводности и других параметров морской воды может быть использованоГв океанических условиях и является усовершенствованием способа по авт. св. В 717633.Цель изобретения - повышение точ-, ности за счет частичной самокомпенсации ошибок.Повышение точности в способе связано с компенсационными эффектами для составляющих ошибок, вносимых прямыми измерениями и исходными данными.Анализ весовых коэффициентов, определяющих вклад каждого из непосредственно измеряемых параметров в формировании ошибки определяемого параметра, показывает, что компенсационные эффекты являются результатом несовпадения знаков весовых коэффи 59158 2циентов, а также наличия отрицательной корреляции измеряемых величин.На чертеже показаны зависимостивесовых коэффициентовс , Д ,) длявф еф вскорости звука Ч, показателя йреьвломления и, и электропроводности 6соответственно от средних значенийтемпературы и солености для случаяопределения температуры 0 1 О По оси абсцисс отложена температура, по оси ординат - значения весовых коэффициентов Ы , , , В длядиапазона солености 30 с 8 ( 407,Весовые коэффициенты ( , Р и 1"вО 15 имеют одинаковый порядок, но разныезнаки кроме того, ( и р , а такжеУО 0Ы и у изменяются с ростом темпераР втуры с противоположными тенденциями,т,е. измеряемые величины отрицатель но коррелированы, Указанное обстоятельство приводит к частичной компенсации ошибок, Например, среднеквадратическая ошибка определениятемпературы дд за счет прямых изме рений может быть определена:=с плотЯгде д 7 , дп , о 6 - соответственноф оптазначения дисперсий ошибок прямых измерений звука Ч р, оптического показателя преломления и,: и элек- тропроводности 6В формуле (1) ковариационные составляющие 24 1 01( йб, 2 в 3 вдп -дБ имеют отрицательные знаки и обеспечивают компенсацию ошибок.Таким образом, для автоматического определения параметров морской среды (температуры, солености, плотности) синхронно измеряют значения скорости звука, оптического показателя преломления, электропроводности, по значениям которых находят искомую величину из соотношения:171 ич Г 1 ч-- зб "(11Й . - заранее определяемые пофэкизвестным табличным даннымпостоянные коэффициенты;6 - значение электропроводностисинхронно измеренное со значениями скорости звука 7и оптического показателяпреломления и .При этом пространственное разрешение составляет порядка сантиметра- дециметра, а ограничения по быстродействию отсутствуют.Для реализации данного способамогут быть использованы измерители оптического показателя преломления (наприер, рефрактометрического или интерферометрнческого типа), скорости звука (например, импульсно-циклические) и электропроводности (например, кондуктометрического 5 О типа), выходы которых подключенык входу микропроцессорного устройства, реализующего вычисление требуемого параметра по формуле (2) .Выход микропроцессора подключен к входу устройства регистрации. Микропроцессорное устройство может быть выполнено на основе микроВВМ, а также автономных мнкролроцессор 12 з 915820 25 30 35 ных устройств специального назначения.П р и м е р. Разработан аппроксимирующий полином второй степениотносительно измеряемых величин иопределены значения его коэффициентов д для определения основных01 кпараметров состояния - температу,ры, солености, плотности.При ш=2 соответственно достигается точность определения темпера-з,туры 2,9 1 О С, солености 2,4 10 7 об 3и плотности 2,7 10 г см , чтоудовлетворяет практические потребности океанологических измерений.Дальнейшее увеличение точности может быть достигнуто за счет увеличения степени аппроксимирующего полинома, сокращения диапазона измерений и уточнения исходных данных,используемых для нахождения коэффициентов д ;Использование изобретения позволяет достичь повышения точности при уменьшении количества вычислительных операций. Например, при ш=3 согласно предлагаемому способу обеспечивается точность определения темЗопературы 9,9 10 С, солености 1,8 1 О 70, плотности - 6 10 г смй -6 -3 нри 29 операциях умножения, 9 операциях сложения, Еля ш2 обеспечивается, увеличение точности при определении температуры в 3,4 раза, по солености в 7,5 раз и по плотности в 2,2 раза, при этом количество вычислительных операций умен ьняется(24 операции умножения и 9 сложения). Формула изобретения Способ автоматического определения в условиях океана параметров состояния морской воды по авт. св. У 717633, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет частичной самокомпенсации ошибок, вносимых исходными данными и прямыми измерениями, дополнительно синхронно измеряют электропроводность морской воды, после чего искомую величину вычисляют по формуле3 =дЕ 1 К/л Б=О 3=0 к=Огде 1 - определяемый параметр (1=1 - температура; 12соленостью 1 = 3 - плотность),Ч, - скорость звука в морскойводе,и - оптический показатель пре-ломления,Ь - электропроводность;заранее определяемые по из-.113 квестным табличным данным овзаимосвязи параметров состояния постоянные коэффициенты;ш - порядок учета нелинейныхсвязей в аппроксимирующихполиномах.1259158 Чьставитель СТупица Техред И.Хода лубев Корректор М.йарощи Производственно-полиграфическое предприятие, г. Узгород, ул. ПроектнРедактор Н Заказ 51 1,4 3 Тираа 178 КИПИ Государственног по делан изобретениЯ 035, Москва, Ж"35, Р Подписноекомитета СССРи открытийущская наб., д, 4

Смотреть

Способ автоматического определения в условиях океана параметров состояния морской воды