Метрологическое обеспечение волномерных буев. Задачи и решения

Д. Г. Грязин

АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Санкт-Петербург, Россия

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (ИТМО), Санкт-Петербург, Россия

e-mail: gdg@mt.IFMO.ru

Аннотация

Работа посвящена метрологическим аспектам измерения морского волнения волномерными буями. Обсуждаются различные методы калибровки и методические вопросы исследования точности измерений волнения волномерными буями. Отмечаются сложности в определении метрологических характеристик таких измерений. Указывается, что первичным преобразователем прибора является непосредственно буй. Отсутствие строгого определения высоты волны, а также значительное число методических погрешностей в измерениях волнения буями делают задачу их метрологического обеспечения нетривиальной. Анализируется зарубежный опыт решения подобной задачи, приводится описание известных стендов калибровки, их достоинств и недостатков. Выполнен анализ составляющих погрешностей, присутствующих в измерениях волнения волномерными буями. Предложено описание волномерного буя «Шторм», созданного в ЦНИИ «Электроприбор», а также методов и средств его калибровки. Обоснована целесообразность выполнения оценки точности измерений статистических характеристик волнения волномерными буями в условиях морских полигонов. Указано, что методика таких испытаний апробирована при выполнении сличений результатов измерений трех волнографов на Черноморском гидрофизическом полигоне РАН. Предложен анализ результатов сличений. Полученный опыт позволяет наметить пути к обеспечению метрологической прослеживаемости при оценке точности измерений волнения волномерными буями.

Ключевые слова

морское волнение, волномерный буй, измерение, метрология

Для цитирования

Грязин Д. Г. Метрологическое обеспечение волномерных буев. Задачи и решения // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 2. С. 156–164. EDN YNHCRN. doi:10.22449/0233-7584-2018-2-156-164

Gryazin, D.G., 2018. Providing Waverider Buoys with Metrological Data. Problems and Solutions. Physical Oceanography, 25(2), pp. 144-152. doi:10.22449/1573-160X-2018-2-144-152

DOI

10.22449/0233-7584-2018-2-156-164

Список литературы

  1. Давидан И. Н., Лопатухин Л. И., Рожков В. А. Ветровое волнение в Мировом океане. Л: Гидрометеоиздат, 1985. 256 с.
  2. Бородай И. К., Нецветаев Ю. А. Качка судов на морском волнении. Л.: Судостроение, 1969. 432 с. URL: https://www.twirpx.com/file/270577/ (дата обращения: 22.11.2017).
  3. Режим, диагноз и прогноз ветрового волнения в океанах и морях / З. К. Абузяров [и др.] / Под ред. Е. С. Нестерова. М.: Росгидромет, 2013. 292 с.
  4. Грязин Д. Г. Расчет и проектирование буев для измерения морского волнения. СПб. : СПбГИТМО(ТУ), 2000. 134 с.
  5. Матвеев В. В., Распопов В. Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем. СПб. : ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2009. 280 c. URL: http://www.studmed.ru/matveev-vvosnovy-postroeniya-besplatformennyh-inercialnyh-sistem_ca758271bb3.html (дата обращения: 22.11.2017).
  6. Gerritzen P. L. The calibration of wave buoys // Calibration of Hydrographic Instrumentation. Special Publication No. 31 of the Hydrographic Society. The Society, 1993. 5p. URL: http://www.datawell.nl/Portals/0/Documents/Publications/datawell_publication_hydrographicinstrumentation-calibrationwavebuoys_oct1993_2004-06-30.pdf (дата обращения: 21.11.2017).
  7. Jianqing Y. U. How we calibrate the Wave Height and Period Measurements from the Gravitational Acceleration Wave Buoys in RMIC/AP [Электронный ресурс]: RMIC for the Asia-Pacific Region National Center of Ocean Standards and Metrology, China, 2014. URL: https://www.wmo.int/pages/prog/amp/mmop/documents/dbcp/Dbcp51-Workshop-2014/presenta-tions/DBCP-30-STW-11-YU-Jianqing-Calib-Waves-China.pdf (дата обращения: 15.11.2017).
  8. Ковчин И. С. Автономные океанографические средства измерений. Л. : Гидрометеоиздат, 1991. 255 с.
  9. Волномерный буй «Шторм» с инерциальным микромеханическим измерительным модулем. Результаты разработки и испытаний / Д. Г. Грязин [и др.] // Океанология. 2017. Т. 57, № 4. С. 667–674. doi:10.7868/S0030157417040165
  10. Применение микромеханического инерциального модуля в задаче измерения параметров морского волнения / Д. Г. Грязин [и др.] // XXIII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам: сб. тр. конф. СПб., 30 мая – 01 июня 2016 г. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2016. С. 62–67.
  11. Распопов В. Я. Микромеханические приборы. М.: Машиностроение, 2007. 399 с. URL: http://www.studmed.ru/raspopov-vya-mikromehanicheskie-pribory-uchebnoe-posobie_8096c0766a3.html (дата обращения: 15.11.2017).
  12. Грязин Д. Г., Величко О. О. Оценка характеристик микромеханических датчиков и модулей при их групповом исполнении. Метод и его техническая реализация // Нано- и микросистемная техника. 2015. № 5(178). С. 37–44. URL: http://www.microsystems.ru/files/full/mc201505.pdf (дата обращения: 15.11.2017).
  13. Патент №2644614 на изобретение Способ определения дисперсии погрешности измерения двухмерного спектра волнения инерциальным измерительным модулем волномерного буя и устройство для его реализации. Авторы Грязин Д. Г., Белова О. О. Опубликовано 13.02.18 бюл. № 5. URL: http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=4062&DocNumber=2644614&TypeFile=html (дата обращения: 15.02.2018).
  14. URL: www.datawel.nl (дата обращения: 15.11.2017).
  15. Лячнев В. В., Сирая Т. Н., Довбета Л. И. Фундаментальные основы метрологии. СПб. : Элмор, 2007. 420 c.

Скачать статью в PDF-формате