WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 38 |

«МОРСКАЯ Д ено М н ст ст м вы его опущ и и ер во сш и среднего специального образования СССР в ка ест учебника для стд н о ч ве у е тв вузов, обучаю ихся п сп и льн и щ о ...»

-- [ Страница 13 ] --

А кустические методы исследования океана вследствие их боль­ ших возможностей внедрились практически во все главны е направления океанологических исследований. Возникло новое направление в океанологии — акусти ка океана. Сю да относятся вопросы распространения акустических волн в океане, изучение акустических шумовых полей биологического происхождения, ди­ намических шумов океана, шумов, созданных техническими сред­ ствами в результате деятельности человека, исследование рас­ пределения скорости звука в пространстве и во времени и пр.

Информация о скорости звука в море и ее изменении необхо­ дима не только для создания так и х приборов, ка к гидролокаторы, шумопеленгаторы, станции гидроакустической связи и телеметрии.

Знание текущ их значений скорости звука требуется такж е для по­ вышения точности работы эхолотов и эхоледомеров, акустических лагов и др угих навигационных систем.

Скорость звука играет важ ную роль в океанологии. Д ело в том, что скорость звука входит в уравнение состояния морской воды, по которому производят определение ее термодинамических х ар а к те­ ристик. И спользуя данные прямых измерений скорости звука в море, можно рассчитать значение ряда гидрофизических пара­ метров: солености, плотности, сжимаемости, гидростатического давления. Информация о пространственно-временной изменчиво­ сти поля скорости звука позволяет обнаруж ивать и изучать верти­ кальную м икроструктуру водных масс, турбулентность и внутрен­ ние волны.

Изучение эти х и других аспектов акустики океана связано прежде всего с представительностью знаний об основных парам ет­ рах в гидроакустике — вертикальном распределении скорости звука ( В Р С З ) в океане и скорости акустических волн в морской воде.

Вертикальное распределение скорости звука обусловливает рефракцию акустических лучей в океане и приводит к образова­ нию глубоководного акустического канала (подводного звукового кан ал а П З К ) — уникального природного явления, способствую ­ щего сверхдальнему распространению звука.

Скорость звука в морской воде — важ нейш ая комплексная ги д­ рофизическая характеристика. Современная техника, предназна­ ченная для определения скорости звука, имеет высокие точности и позволяет исследовать тонкую стр ук тур у воды в горизонтальной и вертикальной плоскости, а значит, и поведение акустических по­ лей. Совмещение в одном измерителе датчика скорости звука и прецизионного датчика температуры позволяет изучать и тонкую стр ук тур у плотности воды.

Совместное исследование гидрооптических характеристи к вод и скорости звука существенно расш ирит возможности в исследо­ вании сложных гидродинамических процессов.

П од скорост ью з в у к а в океане будем понимать скорость рас­ пространения в морской воде гармонических упругих колебаний малой (не конечной.) амплитуды, с длиной волны X, много мень­ шей линейных размеров объема распространения. Скорость р ас­ пространения таки х колебаний в жидкой среде зависит от ее плот­ ности и упругости (в я зк о сти ). Основными гидрофизическими ф ак­ торами, влияющими на значения плотности и вязкости, являю тся тем пература, соленость и гидростатическое давление. Весьм а не­ значительное по сравнению с ними влияние на скорость звука о ка­ зы ваю т так ж е количество и состав растворенных в воде газов, кон­ центрация и размеры газовых пузырьков, различных органических и неорганических взвесей.

Наиболее существенное влияние на скорость звука оказывает тем пература.

Скорость звука меняется, как правило, в диапазоне 1450— 1600 м/с. Однако в ряде районов Мирового океана м огут наблю ­ даться и значительные отклонения. Т а к, например, в Красном море на глубинах свыше 2000 м скорость звука может превосхо­ дить 1700 м/с, а в Финском заливе зимой она может уменьшиться до 1406 м/с. В се это говорит о том, что наряду с массовыми ста н ­ 6.2. Классиф икация методов измерения скорости звука дартны ми измерителями широкого диапазона должны сущ ество­ вать и уникальны е измерители, предназначенные для исследова­ ния аномалий скорости звука.

Точность измерителей долж на определяться задачами иссле­ дования. Д л я примера оценим точность измерения скорости звука, используемого при решении задач по распространению звука в море. Д л я определения основных показателей распространения звука (траектории звуковых лучей, ф актора фокусировки, анома­ лии распространения) в исходных данных достаточно иметь р ас­ пределение вертикального градиента скорости звука в море. Э то оз­ начает, что в данном случае постоянная систем атическая погреш­ ность измерения собственно скорости звука принципиального зн а­ чения не имеет, но при этом необходимо обеспечить определенный порог чувствительности измерений. Оценим предельное значение этого порога.

Д л я получения удовлетворительных результатов расчета тр е­ бую тся измерения В Р С З, обеспечивающие надежную регистрацию малых градиентов и их знаков в отдельных стратифицированных слоях океана. Наиболее вероятный на практике случай — слой с постоянной температурой, в котором вертикальный градиент скорости звука обусловлен гидростатическим давлением и равен П о л а гая, что при расчетах имеют значение слои толщиной не менее A z = 1 0 м, находим предельный порог чувствительности из­ мерения скорости звука:

В принципе знание абсолютных значений скорости звука при исследовании ее ф лю ктуаций несущественно. Однако требования к порогу чувствительности м огут быть значительно выше. Н ап р и ­ мер, для изучения мелкомасштабной пространственно-временной изменчивости скорости звука необходима аппаратура, способная регистрировать естественные изменения скорости звука до милли­ метров в секунду.



П ри определении гидрофизических параметров (солености, сж имаемости и пр.) относительная погрешность измерения абсо­ лю тны х значений скорости звука будет зависеть от заданной по­ греш ности определения соответствую щ его параметра и вида ф ун к­ циональной зависимости, связывающей это т параметр со ско­ ростью звука.

6.2. Классиф икация методов измерения скорости звука По хар актер у функциональных зависимостей, сущ ествую щ их меж ду измеряемой величиной и результатом измерений, все ме­ тоды можно подразделить на методы прямых и косвенных измере­ ний. П ри п р я м ы х и з м е р е н и я х искомое значение скорости звука на­ ходят непосредственно из опытных данных, а при к о с в е н н ы х м е ­ тодах оно вычисляется по известным формулам, в которые под­ ставляю тся значения величин, найденных путем прямых измере­ ний и функционально связанных с определяемой скоростью звука.

И з косвенных методов получил распространение только один, а именно: определение скорости звука по тем пературе, солености и гидростатическому давлению.

По способу выражения результатов измерений различаю т аб­ солютные и относительные прямые методы. П ри абсолю т ны х м е ­ тодах измеряется абсолютное значение скорости звука в воде, при относительных значение скорости звука определяется относительна известного значения скорости звука в другой (эталонной) ж ид­ кости.

По взаимодействию измерительных средств с исследуемой ж ид­ кой средой прямые методы делятся на контактны е и неконтактны е (дистанционные и беззондовые). В контактны х методах измери­ тель (или его чувствительная часть — датчик) имеет непосредст­ венный ко нтакт с исследуемым объемом ж идкости, в дистанцион­ ных методах это т ко нтакт отсутствует.

По своей физической сущ ности контактны е методы измерения скорости звука подразделяю тся на три основные группы:

1) методы, основанные на определении времени задерж ки а к у ­ стического сигнала, прошедшего известное расстояние (б а з у );

2) резонансные методы, основанные на использовании ак усти ­ ческих резонаторов (объемного резонатора с ж идкостью либо столба ж идкости, ограниченного параллельными плоскостям и);

3) доплеровские методы, основанные на использовании эф ­ ф екта Доплера.

В первой группе скорость звука находят из зависимости где t — время; d — база. Э т а группа методов по основным спосо­ бам определения времени задерж ки акустического сигнала разде­ ляется на импульсные (прямой импульсный, импульсно-фазовый и импульсно-циклический м етоды ), корреляционные, фазовые и частотные.

И м п у л ь с н ы е методы основаны на определении времени задер­ ж ки акустического сигнала, принятого приемным устройством и прошедшего базу определенной длины. Скорость звука находится из зависимости Типовая стр уктур н ая схема представлена на рис. 6.1. 'Здесь 1 — импульсный генератор, 2 и 3 — акустические излучатель и приемник, 4 — усилитель, 5 — осциллограф, 6 — генератор калиб­ ровочных меток. Время задерж ки определяется по периоди­ ческим калибровочным меткам, подаваемым от специального генератора на вертикальные пластины либо управляющ ий эл ек­ тр од электронно-лучевой трубки ( Э Л Т ). О тносительная погреш­ ность определения времени может быть менее 0,05 %, однак;о процедура счета числа меток затруднительна и может вызвать дополнительные субъективные ошибки.

И м п у л ь с н о -ф а зо в ы е методы основаны на определении удвоен­ ного времени задерж ки 2 4 акустического сигнала посредством одновременного приема импульсов прямого прохождения через исследуемую ж идкость (первичного) и импульсов, отраж енных о т акустических преобразователей (вторичны х), с последующим наблюдением на экране осциллографа точного совпадения по фазе прямых и отраж енны х импульсов. В настоящ ее время наи ­ более распространены два основных варианта: с совмещением импульсов и наложением импульсов.

С тр ук тур н ая схема измерителя с совмещением импульсов пред­ став лен а на рис. 6.2. Здесь 7 — частотомер. Н аблю дая на э к ­ ране осциллографа за процессом прихода на акустический при­ емник первичных и вторичных импульсов, добиваю тся их полного совпадения на экране, изменяя частоту следования излучаемых импульсов.

В а р и а н т измерителя с наложением импульсов представлен на рис. 6.3. Здесь 8 — генератор развертки, 9 — генератор импуль­ сов подсветки. В этом измерителе совмещают на экране осциллоГ л а в а 6. Измерение скорости звука граф а первичный и вторичный импульсы, изменяя частоту раз­ вертки осциллографа. Импульсно-циклический метод иллю стриру­ ется рис. 6.4. М етод основан на измерении периода (частоты ) следования импульса генератора, каждый очередной импульс которого, пройдя через исследуемую среду, служ и т для зап уска (синхронизации) последующего импульса. Простейший из из­ мерителей содержит последовательно соединенные импульсный генератор, акустические антенны, усилитель. При погружении в исследуемую среду в таком измерителе устанавливается непреРис. 6.5. С хем а ф а зо в о го и зм ер и тел я с к о ­ рывное генерирование последовательности импульсов с периодом следования tC n=d/c или частотой следования FC n=c/d. Значение этой частоты измеряется частотомером.

Ф а зо в ы й метод основан на определении времени задерж ки акустического сигнала посредством измерения разности фаз ме­ ж ду излучаемым и принятым сигналам и. М етод иллю стрируется рис. 6.5. Здесь 1 — ге н ер ато р гармонических колебаний; 2 — ак у ­ стический излучатель, 3 — акустический приемник, 4 — усилитель,, 5 — фазометр. В измерителе производится излучение в исследуе­ мую среду непрерывного (в простейшем случае — тонального);

сигнала. Ф аза принятого сигнала относительно излученного оп­ ределяется из выражения щее выражение:

Фазовые методы м огут быть реализованы с постоянной либо переменной масштабной частотой. Кроме того, эти методы раз­ личаю тся по виду модуляции излучаемого сигнала, который мо­ ж ет быть немодулированный (тональны й), амплитудно-модулированный (A M ), модулированный по амплитуде и частоте (A M — Ч М ) и пр.



Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 38 |
 



Похожие работы:

«Год Лемминга Александр Громов 2 Книга Александр Громов. Год Лемминга скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Александр Громов. Год Лемминга скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Александр Громов Год лемминга 4 Книга Александр Громов. Год Лемминга скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 5 Книга Александр Громов. Год Лемминга скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! ГЛАВА 1 Ненормальный...»

«-1Б. Ливехуд О спасении души Совместное действие трех великих вождей человечества В этой книге, но существу своем духовном завещании, Бернард Ливехуд рассматривает судьбу трех великих вождей человечества, Рудольфа Штайнера, Христиана Розенкройца и Ману. Действуя сообща в духовном водительстве развитием человечества, они образуют три духовных потока. Автор исследует проявление этих течений в индивидуальной жизни человека и в возможных событиях ближайшего будущею. На русском языке издастся...»

«18 признаков идеального бизнеса: какой бизнес выбрать и на чем зарабатывать, чтобы это подходило именно вам Дмитрий Животягин О чём и для кого эта книга Люди в 90% случаев не получают истинного удовольствия от того, чем занимаются, а большинство их начинаний приносят больше проблем, чем денег. На работу мы тратим почти всё своё время, поэтому работа — это и есть наша жизнь. И мне далеко не всё равно, как вы, ваши дети или я будем жить дальше. Лично меня беспокоит, что я успею сделать и чего...»

«Система образования ОР АВНЕР 8 класс 2012-2013 | Учебник Еврейская традиция 8 класс Руководитель проекта: И. Дашевская Консультанты: д-р З. Дашевский, д-р З. Копельман Консультант-методист: Т. Фельдблюм Составители: Д. Волкова, д-р З. Дашевский, Н. Каминская, М. Карпова, Ш. Коль-Яков, Г. Левин, Г. Немировская, Э. Островская, А. Позина, М. Раанан, Э. Резник, Х.Ротман, Р. Фельдман Координатор издания: Г. Левин Редакторы: В. Лихт, И. Усвицкая, Э.Элкин Корректор: В. Лихт Дизайн: Г. Блейх, Ю. Верман...»

«не содержится. Она...»

«ББК84.6 Б67 Бухтияров А.В. Как вырваться из замкнутого круга. - Кемерово: ООО АЛЬБАТРОС, 2006. - 60 с. www.world-tiens.com ГЛАВА I. Хотим ли мы что-то изменить?.Этот тайм мы уже отыграли, И одно лишь сумели понять: Чтоб тебя на земле не теряли – Постарайся себя не терять!. (из песни Александра Градского) Сколько раз случалось, КТО мы лежим вечером под телевизором, и смотрим кино, в котором главный герой, победив трудности, сомнения, и неуверенность в собственных силах, добивается невероятных...»

«Джеймс Добсон Непослушный ребенок 1 Практическое руководство для родителей Эту книгу я с нежностью посвящаю своей матери, которую Бог благословил удивительной способностью к пониманию детей. Она интуитивно поняла значение дисциплины и внушила мне многие из тех принципов, которые изложены на последующих страницах. И вдобавок она проделала колоссальную работу по выращиванию меня - такого огромного. И все же меня постоянно мучит вопрос: почему моя отважная мать превратилась в такую...»

«Стервология. Уроки красоты, имиджа и уверенности в себе для стервы Евгения Шацкая 2 Книга Евгения Шацкая. Стервология. Уроки красоты, имиджа и уверенности в себе для стервы скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Евгения Шацкая. Стервология. Уроки красоты, имиджа и уверенности в себе для стервы скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Евгения Шацкая Стервология. Уроки красоты, имиджа и уверенности в себе для стервы 4 Книга Евгения Шацкая....»

«Повышение уровня утилизации попутного нефтяного газа на Восточно-Таркосалинском месторождении ООО НОВАТЭК-ТАРКОСАЛЕНЕФТЕГАЗ, Российская Федерация ПРОЕКТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ (для подачи в составе заявки об утверждении проекта для совместного осуществления в соответствии со статьей 6 Киотского протокола) Исполнитель: ООО СиСиДжиЭс, г. Архангельск г. Тарко-Сале 2012 Повышение уровня утилизации попутного нефтяного газа на Восточно-Таркосалинском месторождении 2 ООО НОВАТЭК-ТАРКОСАЛЕНЕФТЕГАЗ, Российская...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.