Способ определения толщины льда и устройство для его осуществления

Способ определения толщины льда и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способам и устройствам для определения толщины льда в интересах естественных наук, льдотехники, рыбоводства и рыбаков при зимнем лове рыбы со льда.

Уровень техники

Известен способ определения толщины льда, включающий образование во льду скважины на всю толщину слоя льда, установку в скважину измерительной рейки с неподвижным и подвижными упорами и последующий визуальный отсчет по шкале измерительной рейки толщины слоя льда, см., например, книгу Никольский П.М. С блесной на хищных рыб. М.: Воениздат, 1963, стр. 13, рис.6.

Недостатком известного способа определения толщины льда является необходимость образования скважины при каждом замере. При малых толщинах льда эта операция становится невозможной или требует применения специальных устройств типа настилов, помостов и т.п. Кроме того, известный способ позволяет определять толщину льда только ступенчато, с образованием при каждом замере толщины льда новой скважины.

Раскрытие изобретения

Способ определения толщины льда предполагает установку в водоем перед льдообразованием с возможностью плавания полый, герметичный, эластичный элемент, а в период льдообразования измеряют давление в полости элемента и по изменению давления с помощью тарировочного графика определяют толщину льда.

Устройство для определения толщины льда выполнено в виде полой герметичной цилиндрической оболочки из эластичного материала, полость которой соединена с манометром и заполнена незамерзающей рабочей средой под давлением выше атмосферного, причем высота оболочки больше ожидаемой толщины льда.

Способ и устройство для его осуществления позволяют производить замеры толщины ледяного покрова с самого начала льдообразования, причем непрерывно с большой точностью. При этом отпадает необходимость нахождения людей на льду, что либо невозможно, либо затруднено в начальный период льдообразования при малой толщине слоя льда.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлено устройство для измерения толщины льда на плаву.

На фиг.2 и 3 представлены схемы деформации эластичной цилиндрической оболочки в зависимости от толщины льда.

На фиг.4 приведена схема тарировочного графика для определения толщины льда по показанию манометра.

Осуществление изобретения

Способ определения толщины льда предполагает установку в водоем перед льдообразованием с возможностью плавания полый, герметичный, эластичный элемент, а в период льдообразования измеряют давление в полости элемента и по изменению давления с помощью тарировочного графика определяют толщину льда.

Устройство для измерения толщины льда включает полую, герметичную, эластичную цилиндрическую оболочку 1, выполненную, например, из морозостойкой армированной резины, полость которой соединена с манометром 2. Оболочка 1 снабжена поплавком 3, балластным грузом 4 и запорным клапаном 5 для заполнения оболочки незамерзающей рабочей средой, например, метиловым спиртом или воздухом, давление в которой в исходном состоянии P₁ выше атмосферного P₀. Поплавок 3 выполнен из малотеплопроводного материала, например пенопласта, что обеспечивает изоляцию полости оболочки от колебаний температуры наружного воздуха. Поверхность поплавка 3, соприкасающаяся с водой (льдом), покрыта гидроизоляционным слоем 6, выполненным из материала, исключающего возможность примерзания поплавка 3 ко льду 7. В качестве гидроизоляции 6 может быть использовано полиэтиленовое покрытие.

Способ осуществляется следующим образом.

Оболочку 1, заполненную рабочей средой с давлением выше атмосферного, устанавливают в водоем до начала льдообразования и фиксируют величину давления P₁ в ее полости. При этом объем полости оболочки будет больше объема при атмосферном давлении. Для обеспечения возможности плавания служит поплавок 3, а для удержания оболочки в вертикальном положении служит балластный груз 4 (фиг.1). В период льдообразования происходит обжатие части эластичной цилиндрической оболочки 1 при переходе воды из жидкой фазы в твердую, причем чем больше толщина льда, тем больше область обжатия. Вследствие этого давление рабочей среды в полости оболочки 1 увеличивается, принимая последовательно значения Р₂, P₃ и т.д. Изменение давления рабочей среды в полости оболочки 1 фиксируется на шкале манометра 2. Согласно тарировочному графику (фиг.4) каждому значению давления P_i в полости оболочки 1 соответствует толщина h_i слоя льда 6. При необходимости извлечь оболочку из слоя льда после окончания замеров или в других случаях рабочая среда из полости оболочки удаляется через запорный клапан 5, при этом давление в полости оболочки снижается до атмосферного, вследствие чего размеры поперечного сечения (диаметр оболочки) становятся меньше исходного, что позволяет беспрепятственно извлечь оболочку из льда.

Использование изобретения позволяет производить замеры толщины льда без устройства скважин во льду, производить замеры с большой точностью при любой толщине льда.

1. Способ определения толщины льда, отличающийся тем, что в водоеме перед льдообразованием устанавливают с возможностью плавания полый герметичный эластичный элемент, снабженный манометром, а в период льдообразования измеряют давление в полости элемента, по которому с помощью тарировочного графика определяют толщину льда.

2. Устройство для определения толщины льда, отличающееся тем, что оно выполнено в виде полой герметичной цилиндрической оболочки из эластичного материала, полость которой соединена с манометром и заполнена незамерзающей рабочей средой под давлением выше атмосферного, причем высота оболочки больше толщины слоя льда.