CN109668806A - 雪层密度测量系统及用法 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的问题是简便、高精度地测量雪层密度。雪层密度测量系统,包括雪筒,封尾端,推平端,称重仪,雪筒横截面是矩形,封尾端位于雪筒底端,封尾端包括封尾布、拉绳,封尾布位于雪筒底端一侧,封尾布与拉绳相连,拉绳穿过雪筒底面,沿着雪筒上与封尾布相对的另一侧延伸至雪筒顶端,封尾端使用时,拉紧位于雪筒顶端的拉绳,封尾布受力后,水平插入雪筒底部,分割雪筒内部积雪与地面;推平端使用时,推入雪筒底部,将内部积雪往上推;称重仪用于称量内部积雪的重量;雪筒的材料是透明的,雪筒外表面或/和内表面设置有刻度,用于测量积雪深度和推平端所在雪筒内的位置。该系统量取不同深度的积雪,不必挖坑和铲开积雪,操作十分简便。
Description
技术领域
本发明涉及积雪科学研究领域,尤其是积雪科学数据采集中的不同深度雪层密度测量。
背景技术
雪层密度是积雪水文模型、积雪定量遥感中的重要参数,因此,雪层密度测量在积雪科学研究中非常重要。目前,雪层密度测量装置主要有两种,分别是Snow Fork雪特性分析仪和楔形量雪器。
Snow Fork可测量共振频率、衰减度和3分贝带宽等电学参数,并利用这些测量值来精确地计算介电常数,然后通过半经验等式计算雪层密度。存在至少两个问题:1. 雪层密度通过多种电学参数转化而来,测量结果传递误差大;2.当积雪湿度较大、温度较低时,测得的电学参数误差较大,导致计算得到的雪层密度不准确;3.仪器成本高,且不便于高寒山区野外携带。
楔形量雪器,使用时在积雪竖直剖面上,每隔一定积雪深度挖取楔形量雪器容积大小的积雪,然后称重并计算雪层密度。存在至少两个问题:1.积雪挖取时不一定紧贴楔形量雪器,两者之间有空隙,导致挖取的积雪体积与楔形量雪器容积有一定误差;2. 积雪挖取时受压,积雪密度发生变化,导致计算得到的雪层密度不准确。
另外,上述两种雪层密度测量装置,使用时均需要挖坑和竖直剖面,测量过程耗时耗力误差大,急需简便、高精度的雪层密度测量装置。
发明内容
本发明所要解决的问题是简便、高精度地测量雪层密度。
雪层密度测量系统,包括雪筒,封尾端,推平端,称重仪,雪筒横截面是矩形,封尾端位于雪筒底端,封尾端包括封尾布、拉绳,封尾布位于雪筒底端一侧,封尾布与拉绳相连,拉绳穿过雪筒底面,沿着雪筒上与封尾布相对的另一侧延伸至雪筒顶端,
封尾端使用时,拉紧位于雪筒顶端的拉绳,封尾布受力后,水平插入雪筒底部,分割雪筒内部积雪与地面;推平端使用时,推入雪筒底部,将内部积雪往上推;称重仪用于称量内部积雪的重量;雪筒的材料是透明的,雪筒外表面或/和内表面设置有刻度,用于测量积雪深度和推平端所在雪筒内的位置。
优选地,雪筒底端有导槽,封尾布沿着导槽移动,穿过雪筒底面的拉绳藏于导槽内。
优选地,保护壳将封尾布包围在雪筒侧面,导槽一边与保护壳相连,另一边与雪筒底端相连。
优选地,封尾布通过弹性部件与雪筒底端一侧相连,雪筒顶端的拉绳与拉杆相连,拉绳与拉杆位于导轨内。
优选地,封尾布移动端有刀片,封尾布通过刀片与拉绳相连。
优选地,雪筒横截面积20-100平方厘米,雪筒高度10-150厘米。
优选地,推平端上端横截面与雪筒相同,推平端下端为把手。
该系统使用方法如下:
a.将雪筒竖直插入积雪底部时,拉紧位于雪筒顶端的拉绳,封尾布受力后,水平插入雪筒底部,分割雪筒内部积雪与地面,将雪筒和内部积雪一起取出,接着清除雪筒外部粘连的积雪;
b.用推平端从下往上推积雪,使积雪上端与雪筒上端重合,并保持推平端的位置不变,读取积雪深度;
c.每次等量地用推平端从下往上2-5厘米推积雪,使积雪冒出雪筒,刮平雪筒上端,收集冒出的积雪并在称重仪上称量其重量;
d.每次称量的积雪重量与推出的雪筒容积的比值,即为该积雪所在深度的雪层密度。
该系统通过拉紧拉绳即可量取不同深度的积雪,不必挖坑和铲开积雪,操作十分简便;由于雪筒内积雪受压较小,其体积和密度基本保持不变,雪层密度测量精度较高;推平端上端为直径等于或略小于雪筒内径,能够保证推平端与雪筒内壁紧密接触,将雪筒内全部积雪往上推,减少测量误差;导槽保证封尾布与雪筒底端紧密贴合,减少积雪体积不准确带来的误差。
附图说明
图1是雪层密度测量系统整体结构示意图;
图2是封尾端去掉保护壳后的结构示意图;
图3是保护壳结构示意图;
图4是封尾端加上保护壳后的结构示意图;
图5是雪筒顶端结构示意图;
图6是该系统用法示意图;
图7是推平端结构示意图。
图中:1.雪筒,2.封尾端,3.推平端,4.封尾布,5.拉绳,6.积雪,7.刻度,8.导槽,9.保护壳,10.弹性部件,11.拉杆,12导轨,13.刀片。
具体实施方式
实施例1
如图1-5所示,本发明所要解决的问题是简便、高精度地测量雪层密度。
雪层密度测量系统,包括雪筒,封尾端,推平端,称重仪,雪筒横截面是矩形,封尾端位于雪筒底端,封尾端包括封尾布、拉绳,封尾布位于雪筒底端一侧,封尾布与拉绳相连,拉绳穿过雪筒底面,沿着雪筒上与封尾布相对的另一侧延伸至雪筒顶端,
封尾端使用时,拉紧位于雪筒顶端的拉绳,封尾布受力后,水平插入雪筒底部,分割雪筒内部积雪与地面;推平端使用时,推入雪筒底部,将内部积雪往上推;称重仪用于称量内部积雪的重量;雪筒的材料是透明的,雪筒外表面或/和内表面设置有刻度,用于测量积雪深度和推平端所在雪筒内的位置。
雪筒底端有导槽,封尾布沿着导槽移动,穿过雪筒底面的拉绳藏于导槽内。
保护壳将封尾布包围在雪筒侧面,导槽一边与保护壳相连,另一边与雪筒底端相连。
封尾布通过弹性部件与雪筒底端一侧相连,雪筒顶端的拉绳与拉杆相连,拉绳与拉杆位于导轨内。
封尾布移动端有刀片,封尾布通过刀片与拉绳相连。
雪筒横截面积20-100平方厘米,雪筒高度10-150厘米。
推平端上端横截面与雪筒相同,推平端下端为把手。
如图6、7所示,该系统使用方法如下:
a.将雪筒竖直插入积雪底部时,拉紧位于雪筒顶端的拉绳,封尾布受力后,水平插入雪筒底部,分割雪筒内部积雪与地面,将雪筒和内部积雪一起取出,接着清除雪筒外部粘连的积雪;
b.用推平端从下往上推积雪,使积雪上端与雪筒上端重合,并保持推平端的位置不变,读取积雪深度;
c.每次等量地用推平端从下往上2-5厘米推积雪,使积雪冒出雪筒,刮平雪筒上端,收集冒出的积雪并在称重仪上称量其重量;
d.每次称量的积雪重量与推出的雪筒容积的比值,即为该积雪所在深度的雪层密度。
Claims (8)
1.雪层密度测量系统,其特征为包括雪筒,封尾端,推平端,称重仪,雪筒横截面是矩形,封尾端位于雪筒底端,封尾端包括封尾布、拉绳,封尾布位于雪筒底端一侧,封尾布与拉绳相连,拉绳穿过雪筒底面,沿着雪筒上与封尾布相对的另一侧延伸至雪筒顶端,
封尾端使用时,拉紧位于雪筒顶端的拉绳,封尾布受力后,水平插入雪筒底部,分割雪筒内部积雪与地面;推平端使用时,推入雪筒底部,将内部积雪往上推;称重仪用于称量内部积雪的重量;雪筒的材料是透明的,雪筒外表面或/和内表面设置有刻度,用于测量积雪深度和推平端所在雪筒内的位置。
2.根据权利要求1所述的雪层密度测量系统,其特征为雪筒底端有导槽,封尾布沿着导槽移动,穿过雪筒底面的拉绳藏于导槽内。
3.根据权利要求1所述的雪层密度测量系统,其特征为保护壳将封尾布包围在雪筒侧面,导槽一边与保护壳相连,另一边与雪筒底端相连。
4.根据权利要求1所述的雪层密度测量系统,其特征为封尾布通过弹性部件与雪筒底端一侧相连,雪筒顶端的拉绳与拉杆相连,拉绳与拉杆位于导轨内。
5.根据权利要求1所述的雪层密度测量系统,其特征为封尾布移动端有刀片,封尾布通过刀片与拉绳相连。
6.根据权利要求1所述的雪层密度测量系统,其特征为雪筒横截面积20-100平方厘米,雪筒高度10-150厘米。
7.根据权利要求1所述的雪层密度测量系统,其特征为推平端上端横截面与雪筒相同,推平端下端为把手。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的雪层密度测量系统,其特征为该系统使用方法如下:
a.将雪筒竖直插入积雪底部时,拉紧位于雪筒顶端的拉绳,封尾布受力后,水平插入雪筒底部,分割雪筒内部积雪与地面,将雪筒和内部积雪一起取出,接着清除雪筒外部粘连的积雪;
b.用推平端从下往上推积雪,使积雪上端与雪筒上端重合,并保持推平端的位置不变,读取积雪深度;
c.每次等量地用推平端从下往上2-5厘米推积雪,使积雪冒出雪筒,刮平雪筒上端,收集冒出的积雪并在称重仪上称量其重量;
d.每次称量的积雪重量与推出的雪筒容积的比值,即为该积雪所在深度的雪层密度。
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