Научная статья на тему 'Портативная установка для исследования физических параметров водоёмов'

Портативная установка для исследования физических параметров водоёмов Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»

176
11
Поделиться

Аннотация научной статьи по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук, автор научной работы — Чернов М. Н.

In this article there is considered the portable apparatus for a research of water areas' physical parameters worked out by me. This measuring complex involves in temperature, saltiness, pressure and sound speed measurers. There is considered the possibility of composition of water area's ecological condition thorough picture on the base of enumerated parameters' measuring.

Текст научной работы на тему «Портативная установка для исследования физических параметров водоёмов»

вибратора, реализованного на D-триггере. Мультивибратор вырабатывает импульс длительностью 2 сек., который отключает выход формирователя.

Для защиты УМ от режима холостого хода, который связан с обрывом нагрузки, первичная обмотка согласующего трансформатора зашунтирована резистором, сопротивление которого много больше сопротивления первичной обмотки.

Напряжение питания УМ подается не через среднюю точку согласующего трансформатора, а через среднюю точку симметричного дросселя, включенного параллельно первичной обмотке трансформатора. Это приводит к устранению эффекта насыщения сердечника трансформатора. Индуктивность дросселя питания должна быть не менее, чем на один порядок больше индуктивности первичной обмотки трансформатора.

Зависимость электрической мощности, отдаваемой УМ в активную нагрузку для различных значений напряжения питания в диапазоне изменения нагрузки 10-50 Ом показала, что выходной трансформатор обеспечивает оптимальное согласование оконечного каскада УМ с нагрузкой 20 Ом. Была исследована зависимость выходной мощности УМ от величины нагрузки и частоты сигнала для двух различных типов выходных трансформаторов - на тороидальном и трубчатом сердечниках [2]. Выходной трансформатор в обоих случаях обеспечивал оптимальное согласование с нагрузкой 20 Ом с центральной частотой 190 кГц в диапазоне symbol 177 \f "Times New Roman" \s 12±30 кГц относительно центральной частоты.

ЛИТЕРАТУРА

1. Титце У, Шенк К. Полупроводниковая схемотехника.: Пер. с нем./ Под ред. А. Г. Алексеенко. М.: Мир, 1982.

2. Хоровиц II, Хиля У. Искусство схемотехники: В 2-х т. Т. 1./ Пер. с англ./ Под ред. М. В. Гальперина М.: Мир, 1983.

ПОРТАТИВНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОДОЁМОВ

М.Н. Чернов (ТРТУ, г. Таганрог)

In this article there is considered the portable apparatus for a research of water areas’ physical parameters worked out by me. This measuring complex involves in temperature, saltiness, pressure and sound speed measurers. There is considered the possibility of composition of water area’s ecological condition thorough picture on the base of enumerated parameters’ measuring.

Возможность экологических исследований напрямую зависит от имеющихся сведений о состоянии изучаемого объекта. Для исследования па*

103

раметров водной среды Азовского моря мною была разработана портативная установка для анализа экологического состояния водных масс. Она позволяет производить измерения таких параметров как: температура, солёность, давление, скорость звука и нелинейность среды. Все эти параметры были выбраны на основе анализа необходимости снимаемых параметров, а их ком-плексирование позволяет давать точную и полную оценку о состоянии водной среды.

Рассмогрим детально данный измерительный комплекс.

Измеритель температуры, реализованный на терморезистивных датчиках, позволяет производить съём температуры с точностью до 0,01°С. Необходимость съёма этого параметра обусловлена потребностью внесения температурных поправок (коэффициентов) при измерении солёности и скорости звука, а также для сопоставления и анализа распределения температурных полей и загрязнений.

Измеритель солёности, основанный на кондуктометрическом методе, позволяет определять солёность с точностью до сотых долей промилле ка-лий-натриевого эквивалента и судить о солевом распределении в водной среде. В качестве датчика солёности были выбраны две катушки индуктивности, нагрузкой которых являлась водная среда.

Измеритель давления в условиях мелкого Азовского моря вносит слабые коррективы в описываемые измерения и повышает их точность. В условиях глубоких морей ввиду неравномерности распределения давлений его присутствие просто необходимо.

Измеритель скорости звука представляет собой уникальный измерительный прибор, позволяющий заменять собой практически любое из перечисленных устройств, вследствие известных зависимостей скорости распространения звука в среде от температуры, солёности, давления и нелинейных параметров среды. Прибор основан на импульсно-циклическом (кольцевом) методе, а его точность составляет порядка 10 м/с. Размер акустической базы должен быть минимален для уменьшения погрешности, вызванной температурным расширением, а длина пути проходимого импульсом в среде, для этой же цели должна быть максимальна, для чего применён V-образный тип базы. Счётчик импульсов фиксирует частоту повторения периодических сигналов Р. Скорость звука определяется из выражения

П

с=\ -/Ч/0-/эг

где Ь-расстояние, проходимое звуком в исследуемой среде; т„т,- акустическая и электрические задержки, связанные с прохождением звуком промежуточных слоев между преобразователем и средой и временем срабатывания элементов электронной схемы. Измеритель скорости звука является самобалансирующейся электронно-акустической системой. Непрерывное измерение скорости звука позволяет отслеживать состояние водной среды, а также судить о изменениях солености, вызванных наличием слабо чувствительных для измерителя солёности видов солей.

104

Таким образом, в результате комапексирования и обработки перечисленных измерений появляется возможность составления полной картины состояния водной среды.

Аппаратный комплекс может быть широко использован для мониторинга водоёмов, контроля за несанкционированными выбросами и качеством питьевой воды.

МЕТОД БЫСТРОГО АНАЛИЗА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Н.Н. Чернов, П.А. Степанов (ТРТУ, г. Таганрог)

In this article there is concerned the problem of atmospheric air pollution. The optico-acoustical method of gas mixture composition determining is considered as a quick, exact, convenient and necessary way of atmospheric air condition ecological control. The structure scheme of technical realization of the method is represented. The principle which optico-acoustical method is based on and the process of acoustical waves’ excitation are briefly described.

Загрязнения атмосферного воздуха различными газами, отрицательно воздействуют на состояние окружающей среды и организм человека вызывая ряд серьезных заболеваний.

Для эффективного контроля и быстрого анализа качества атмосферного воздуха, защиты его от различных загрязнителей требуется создание высокочувствительных быстродействующих газоанализаторов, способных контролировать содержание основных газовых загрязнителей.

Существуют различные методы определения состава газовых смесей, основанные на регистрации величины поглощения или рассеяния оптического излучения, акустического излучения, а также основанные на эффектах фо-тотер моакустики.

Последние являются наиболее точными и быстродействующими. Фо-тотермоакустический эффект - один из видов взаимодействия света с веществом. Взаимодействие света с веществом возможно при наличии поглощения света, являющегося первичным процессом. В веществе, в котором имеет место данный эффект, могут распространяться три вида волн: световые, температурные и акустические и наблюдаются два вида преобразования: модулированного света в температурные модуляции с возникновением температурных волн и температурных модуляций в модуляции давления с возникновением акустических волн.

Для превращения света в тепло должны реализоваться некоторые механизмы. Один из них имеет место при поглощении в среде света , модулированного по интенсивности во времени, как правило, при сравнительно ма-

105