Морские информационно-управляющие системы Май 2014, № 4 | Page 76
Рассмотрим пример комплектации автоматизированного модуля гидрологических измерений. В его состав входит следующее основное оборудование:
• подповерхностный заякоренный буй;
• стальной буйреп в пластиковой оболочке, который
служит ходовым тросом для профилирующего носителя, а также служит для передачи сигналов с помощью индуктивной врезки;
• мобильный профилирующий носитель с комплектом
измерительных датчиков, передвигающийся по буйрепу;
• система цифровой подводной связи посредством бесконтактной индуктивной врезки в ходовой трос или
по гидроакустическому каналу;
• комплект гидрологических датчиков;
• гидроакустический размыкатель якорного балласта.
Мобильный профилирующий аппарат (рис. 4) оснащен:
прецизионным измерителем температуры, электропроводности и давления SBE 52MP CTD и измерителем скорости
и направления течений, а также обратного акустического
рассеяния на взвеси Aquadopp.
Датчики обеспечивают возможность измерения следующих параметров:
• направления течения,
• скорости течения,
• температуры воды,
• солености воды,
• амплитуды рассеяния звука на внутриводной взвеси.
Мобильный аппарат совершает вертикальные перемещения по буйрепу между притопленной плавучестью
и донным якорем, поддерживая при этом стабильную
ориентацию относительно направления течения и обеспечивая циклическое профилирование в фиксированной
географической точке от приповерхностного слоя до глубины 1000 м.
Во время перемещения аппарат автоматически проводит гидрологические измерения. Вертикальные профили гидрологических характеристик могут быть получены
с высоким разрешением, поскольку аппарат передвигается
со скоростью около 0,2 м/с, а частота опроса датчиков современных гидрологических измерителей сейчас не хуже 1 Гц.
Оборудование подвижного модуля позволяет проводить
измерения скорости и направления течений с помощью
современных гидроакустических методов. Акустические
доплеровские измерители значительно в меньшей степени
зависят от биообрастания, а, благодаря своему подводному
расположению, их функционирование не зависит от погодных условий.
В программно-технических средствах контроля мобильного аппарата применена микропроцессорная система
управления, которая по показаниям датчиков тока и напряжения контролирует состояние электронной аппаратуры
и обеспечивает следующие основные функции:
• ввод расписания профилирования с персонального
компьютера;
74
Морские информационно-управляющие системы, 2014/ No. 1 (4)
• ввод команд и вывод телеметрической информации
на компьютер;
• включение и выключение измерительных датчиков;
• сбор данных, поступающих с измерительных датчиков,
и их накопление во флэш-памяти.
Контроль за работой двигателя обеспечивается модулем
управления перемещением. Используя данные о давлении и времени, поступающие с программно-технических
средств контроля, модуль управления перемещением
обеспечивает включение и выключение электродвигателя
в заданные моменты времени на заданных горизонтах.
Электрическое оборудование мобильного аппарата,
включая измерительную аппаратуру, питается от блока
батарей, расположенного в том же прочном герметичном
аппаратурном контейнере, что и электроника. Емкость блока батарей зависит от марки элементов питания и может
достигать 3080 Вт/час (при использовании литиевых батареек производства компании Tadiran). Для проведения исследований в умеренных широтах с суммарной дистанцией
профилирования до 100 км рекомендуется использовать
щелочные батареи. Для долговременных исследований или
исследований в полярных регионах – высококачественные
литиевые (Li/SOCl2) батареи. Номинальное напряжение
блока батарей составляет 10,8 В для литиевых батарей
и 13,5 В – для щелочных.
Мобильный профилирующий аппарат рассчитан
на автономную работу в течение длительного
времени с целью получения долговременных рядов
данных. Например, в условиях умеренных течений
(до 0,3 м/с) при постановке на изобате около 500 м,
когда длина пути на один цикл профилирования
составляет 1 км, емкости автономного блока литиевых батарей должно хватить на выполнение
1 цикла профилирования ежедневно в течение 1 года.
Для передачи данных измерений и телеметрической
информации служат индуктивные модемы типа SBE‑44,
установлены на мобильном профилирующем аппарате
и на подповерхностном буе. Таким образом, система подводной связи по запросу оператора обеспечивает бесконтактный двухсторонний обмен информацией, между
движущимся носителем и подповерхностным буем, с целью последующей передачи данных измерений на телеметрический буй физико-химического измерительного
модуля и далее на береговой пост по каналам мобильной
или спутниковой связи.
Кроме того, как уже отмечалось, данные измерений записываются в память самих измерителей или флэш-память
аппарата. После окончания постановки данные измерений полностью считываются с помощью персонального
компьютера.