Машина для измерения глубины Кельвита представляла собой небольшую моторную или ручную лебедку , установленную на палубе корабля. Она использовалась для развертывания и извлечения проволочного зондирующего троса для определения глубины воды, в которой находилось судно. Она была изобретена Уильямом Томсоном, 1-м бароном Кельвином , в 1872 году.
Аппарат состоял из стальной рамы длиной 39 дюймов (980 мм), установленной на верхней палубе корабля, близко к борту, несущей вертикально установленный барабан. На барабан наматывалось триста саженей (1800 футов; 550 м) тонкой стальной проволоки. Горизонтальный циферблат в верхней части устройства, градуированный в саженях, указывал длину вытравленной проволоки. Барабан приводился в действие вручную с помощью ручек, установленных на шпинделе барабана, или с помощью вертикально установленного электродвигателя в основании. К концу лески крепилось «грузило» из свинца весом около 24 фунтов (11 кг). Для развертывания грузила над водой выдвигалась деревянная стрела , прикрепленная к палубе с помощью гуська и несущая шкив для проволоки. Леска отпускалась, и когда грузило достигало дна, барабан удерживался на месте с помощью защелки. Затем глубина считывалась с циферблата. Были предоставлены печатные таблицы для расчета глубины воды, когда судно находилось в движении; они показали изменения для разных скоростей движения, чтобы учесть отклонение провода от прямого направления вверх и вниз. [1] [2] [3]
В июле 1857 года Томсон отплыл на борту HMS Agamemnon в качестве советника по первому предприятию по трансатлантическому телеграфному кабелю . 2 августа, примерно в 1250 милях (2010 км) к западу от береговой станции на острове Валентия , кабель оборвался и затонул на дне океана. Чтобы поднять сломанный конец, были спущены грейферы , но это не увенчалось успехом. Томсон отметил, что на судне не было глубинного зондирующего аппарата, который мог бы помочь в операции. [4] В 1872 году на борту своей парусной яхты Lalla Rookh и кабелеукладочного судна CS Hooper Томсон провел испытания зондирующей машины, причем основным улучшением по сравнению с существующей практикой было использование рояльной проволоки вместо пеньковой веревки для зондирующей линии. В апреле 1874 года он представил свои результаты Обществу инженеров-телеграфистов в Лондоне. [5] 1 сентября 1876 года он получил патент на свое устройство «глубоководного зондирования с помощью струны фортепиано-форте». [6] Томсон инвестировал в компанию White & Barr из Глазго , которая уже была поставщиком научной аппаратуры, изготовленной по его проектам, для производства и продажи машины. Томсон стал директором компании, переименованной в Kelvin & James White Ltd., в 1900 году. [7]
В ранних версиях машины не было циферблата, показывающего длину вытянутой проволоки; движение подпружиненного плунжера (соответствующего давлению воды) в трубке, установленной на грузиле, оставляло отметку, которую можно было прочитать, если поднять ее на поверхность. [8] В усовершенствовании, которое считалось более точным, чем циферблат, Томсон использовал небольшую латунную трубку, содержащую тонкую сменную стеклянную трубку, закрытую на верхнем конце, которая была прикреплена прямо над грузилом. [9] Внутренняя часть трубки была покрыта химикатом (первоначально ферроруссиятом , позже хроматом серебра [a] ), который менял цвет при намокании. [6] [11] Это изменение цвета указывало на расстояние, на которое вода проникла в трубку. [8] [10] Когда грузил возвращался на палубу, стеклянную трубку снимали, и положение отметки на химикате измерялось по шкале из самшита , на которой были нанесены непосредственно сажени, чтобы определить глубину. [12] [13]
Компания Kelvin & James White Ltd., расположенная в Хиллингтоне , Глазго, [7] была хорошо расположена для поставок в процветающую судостроительную промышленность Клайдсайда , и многие суда по всему миру несли машину Кельвита. К 1902 году было продано 7500 машин. [14] [15] После того, как Британское Адмиралтейство провело испытания в 1904 году, была разработана модель Mark IV с возможностью установки дополнительного электродвигателя для намотки лески. Она была принята на вооружение Королевским флотом и ВМС США . [1] [3] Усовершенствования были запатентованы в ноябре 1907 года. [16]
Машина Кельвина широко использовалась в течение многих лет, а ее производство продолжалось до 1960-х годов. [12] [17]