RU153787U1 - Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта - Google Patents
Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта Download PDFInfo
- Publication number
- RU153787U1 RU153787U1 RU2014146400/28U RU2014146400U RU153787U1 RU 153787 U1 RU153787 U1 RU 153787U1 RU 2014146400/28 U RU2014146400/28 U RU 2014146400/28U RU 2014146400 U RU2014146400 U RU 2014146400U RU 153787 U1 RU153787 U1 RU 153787U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- sensors
- water
- loggers
- soil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
1. Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта, включающее основание в виде равностороннего треугольника, соединенное с буем, и датчики температуры с логгерами, размещенные со сдвигом по вертикали относительно основания, отличающееся тем, что углы основания соединены тросами с буем через шарнирное соединение, к которому шарнирно прикреплен металлический стержень с резьбой, в нижней части которого на уровне основания закреплен с возможностью перемещения по вертикали измерительный блок, состоящий из металлической пластины, на которой размещены гнезда, выполненные из материала с низкой теплопроводностью, в которых вертикально установлены датчики температуры с логгерами, жестко закрепленные за середину корпуса.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчики температуры с логгерами совмещены с датчиками давления.
Description
Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта.
Полезная модель относится к области гидрологических измерений, в частности к автономным устройствам для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта мелких водоемов.
Известен зонд для измерения профиля температуры донных отложений, состоящий из несущего стержня, в верхней части которого установлен герметичный контейнер, содержащий электронный измерительный блок и устройство заглубления, при этом несущий стержень выполнен из материала, теплопроводность которого ниже теплопроводности измеряемых отложений, и снабжен температурными датчиками. Температурные датчики установлены в желобе, выфрезированном по направлению стержня вдоль всей его длины (патент РФ 70995, МПК G01N 33/18, опубл. 20.02.2008).
Недостатком зонда является отсутствие контроля вертикальности заглубления несущего стержня, что приводит к искажению получаемых данных о профиле температуры в донных отложениях.
Известно устройство для измерения профиля температуры придонного слоя воды и верхнего слоя донных отложений, состоящее из основания в виде треугольной рамы, соединенного с вертикальным стрежнем, по которому свободно перемещается с помощью штатива измерительный зонд длиной 21 см, внутри корпуса которого равномерно распределены 16 температурных датчиков. К раме прикреплена видеокамера для контроля заглубления зонда (Bernhardt J., Kirillin G., Hupfer M. Periodic convection within littoral lake sediments on the background of seiche-driven oxygen fluctuations // Limnology and Oceanography: Fluids and Environments. 2014. 4:1-17 DOI 10.1215/21573689).
Недостатком устройства является то, что зона измерений температуры ограничена длиной зонда, что снижает информативность получаемых сведений о профиле температуры в придонных слоях воды и верхнем слое донных отложений.
Наиболее близким по совокупности признаков, принятым за прототип, является автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта, включающее основание для установки на грунт в виде равностороннего треугольника, выполненное из пластин L-образной формы длиной 1.25 м и шириной 0.25 2
м, изготовленных из поливинилхлорида, соединенное с тросом, подвешенным на буе. Вогнутые стороны L-образных пластин направлены внутрь и формируют дно основания. Наружные стороны L-образных пластин формируют стенки основания. На наружных боковых поверхностях основания укреплены шесть датчиков температуры, оснащенных логгерами. Датчики закреплены перпендикулярно дну основания и распределены со сдвигом по вертикали 2-4 см. Два нижних датчика расположены на 4 и 8 см ниже дна основания, что обеспечивает их попадание в донные отложения. На наружных сторонах основания дополнительно наклеены полосы двухсторонней клейкой пленки для определения глубины погружения основания в донные отложения (Kirillin G., Engelhardt С, Golosov S., Hintze Т. Basin-scale internal waves in the bottom boundary layer of ice-covered Lake Muggelsee, Germany // Aquat. Ecol., 2009. 43:641-651 DOI 10.1007/s10452-009-9274-3).
Недостатком известного устройства является невозможность точного расположения его по горизонтали и вертикали относительно границы вода-дно, что приводит к искажению получаемых данных о профиле температуры, а, следовательно, к снижению точности измерений.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание простого в изготовлении устройства, позволяющего эффективно использовать его для длительных измерений (в течение нескольких месяцев) профиля температуры в придонных слоях воды и грунта мелких водоемов.
Технический результат полезной модели заключается в повышении точности измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта.
Технический результат достигается тем, что в известном автономном устройстве для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта, включающем основание в виде равностороннего треугольника, соединенное с буем и датчики температуры с логгерами, размещенные со сдвигом по вертикали относительно основания, согласно полезной модели, углы основания соединены тросами с буем через шарнирное соединение, к которому шарнирно прикреплен металлический стержень с резьбой, в нижней части которого на уровне основания закреплен с возможностью перемещения по вертикали измерительный блок, состоящий из металлической пластины, на которой размещены гнезда, выполненные из материала с низкой теплопроводностью, в которых вертикально установлены датчики температуры с логгерами, жестко 3
закрепленные за середину корпуса. Кроме того, датчики температуры совмещены с датчиками давления.
Шарнирно прикрепленный к тросу несущий стержень под действием силы тяжести принимает вертикальное положение даже при существенных перекосах основания. Датчики сгруппированы в измерительном блоке в центре измерительного устройства вплотную друг к другу и закреплены за середину корпуса, что сводит к минимуму их взаимное смещение в процессе длительных измерений и обеспечивает повышение точности измерений.
На фиг. 1 представлена схема заявляемого устройства, вид сбоку; на фиг. 2 - вид снизу.
Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта включает основание в виде равностороннего треугольника 1. Углы основания соединены тросами 2 с буем 3 через шарнирное соединение 4, к которому шарнирно прикреплен металлический стержень с резьбой 5. В нижней части металлического стержня на уровне основания 1 установлено крепление 6 измерительного блока, позволяющее перемещать его по вертикали. Измерительный блок состоит из металлической пластины 7, на которой размещены гнезда 8, выполненные из материала с низкой теплопроводностью, с вертикально установленными в них датчиками 9 температуры и давления с логгерами.
Устройство работает следующим образом.
При подготовке к измерениям датчики 9 температуры и давления калибруют. Затем их устанавливают на металлическую пластину 7 в гнезда 8 и жестко закрепляют. Подбирают высоту расположения измерительного блока относительно основания 1 с помощью крепления 6. Измерительный блок устанавливают таким образом, чтобы часть датчиков 9 находилась ниже уровня основания 1, что обеспечит при установке устройства на грунт водоема их попадание в верхний слой донных отложений. Возможность перемещения измерительного блока по вертикали по несущему стержню 5 позволяет контролировать попадание датчиков 9 на заданную глубину в донные отложения. Установку устройства осуществляют на мелководных водоемах с глубинами порядка 10-20 м. Осуществляют промер глубин в районе станции измерений на момент установки устройства, например, с помощью эхолота. С борта лодки устройство опускают на тросе 4
до касания основанием 1 грунта. Длину троса 2, соединенного с буем 3, подбирают таким образом, чтобы при установке измерительного устройства на грунт буй 3 располагался в 2.5 м под поверхностью воды. Основание 1 играет роль якоря и ограничителя заглубления металлического стрежня 5. Шарнирное соединение 4 углов основания 1 и стержня 5, на котором установлен измерительный блок, с буем 3 позволяет обеспечить вертикальность стержня 5 и датчиков 9 измерительного блока в течение всего периода измерений. После завершения измерений устройство извлекают из озера, датчики 9 снимают, соединяют с компьютером и перемещают данные по давлению и температуре. По показаниям датчиков давления находят разности глубин между соседними датчиками 9, что позволяет установить их смещение по вертикали в течение периода измерений, и, следовательно, повысить точность измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта. Зона измерений может быть расширена путем увеличения длины измерительного блока, количества датчиков 9 и сдвига между ними по вертикали.
Большой запас элементов питания логгеров позволяет проводить автономные измерения в течение длительного времени порядка нескольких месяцев, что дает возможность исследовать динамику температуры придонного слоя воды и верхнего слоя донных отложений в период ледостава, включая малоизученные этапы замерзания озер и разрушения льда.
Испытания устройства были проведены на озере Вендюрском (средняя глубина 5.3, максимальная 13.4 м), расположенном на юге Карелии в период с 19 июня по 26 октября 2011 г., с 27 октября 2011 г. по 13 июня 2012 г., с 14 июня по 18 октября 2012 г., с 20 октября 2012 г. по 16 июня 2013 г., то есть в течение двух периодов открытой воды и двух периодов ледостава. Дискретность измерений составляла одну минуту, использовалось 10 датчиков температуры и давления, размещенных со сдвигом по вертикали 2 см, таким образом, зона измерений по вертикали составляла 18 см. Количество датчиков, попавших в ил, изменялось от 3 до 8 в разные периоды измерений. По показаниям датчиков давления было установлено, что изменение расстояния между крайними датчиками не превышало 10 мм за весь период измерений, что составляет не более 5% от расстояния между ними по вертикали (18 см). Следовательно, использование шарнирного соединения углов основания и стержня, на котором был установлен измерительный блок, с буем позволило обеспечить вертикальность положения стержня и датчиков измерительного блока в течение всего периода измерений. Время погружения устройства составляло 1-2 ч.
Следовательно, использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет повысить точность измерений за счет возможности контроля его 5
положения относительно границы вода-грунт и обеспечения стабильной вертикальности несущего стержня и датчиков в процессе измерений, что исключает искажения получаемых данных о профиле температуры в придонных слоях воды и грунта мелких озер.
Кроме того, заявляемое устройство можно использовать для измерения профиля растворенного кислорода в придонных слоях водоемов, если температурные датчики заменить на датчики растворенного кислорода.
Claims (2)
1. Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта, включающее основание в виде равностороннего треугольника, соединенное с буем, и датчики температуры с логгерами, размещенные со сдвигом по вертикали относительно основания, отличающееся тем, что углы основания соединены тросами с буем через шарнирное соединение, к которому шарнирно прикреплен металлический стержень с резьбой, в нижней части которого на уровне основания закреплен с возможностью перемещения по вертикали измерительный блок, состоящий из металлической пластины, на которой размещены гнезда, выполненные из материала с низкой теплопроводностью, в которых вертикально установлены датчики температуры с логгерами, жестко закрепленные за середину корпуса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014146400/28U RU153787U1 (ru) | 2014-11-18 | 2014-11-18 | Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014146400/28U RU153787U1 (ru) | 2014-11-18 | 2014-11-18 | Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU153787U1 true RU153787U1 (ru) | 2015-07-27 |
Family
ID=53763066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014146400/28U RU153787U1 (ru) | 2014-11-18 | 2014-11-18 | Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU153787U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178428U1 (ru) * | 2017-05-11 | 2018-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учереждение науки Федеральный исследовательский центр "Карельский научный центр Российской академии наук" (КарНЦ РАН), RU | Почвенный термозонд |
-
2014
- 2014-11-18 RU RU2014146400/28U patent/RU153787U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178428U1 (ru) * | 2017-05-11 | 2018-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учереждение науки Федеральный исследовательский центр "Карельский научный центр Российской академии наук" (КарНЦ РАН), RU | Почвенный термозонд |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Masselink et al. | Suspended sediment transport in the swash zone of a dissipative beach | |
CN203287337U (zh) | 土体冻融过程可视化试验装置 | |
Marko et al. | Sonar detection and measurements of ice in a freezing river I: Methods and data characteristics | |
Sasagawa et al. | A self-calibrating pressure recorder for detecting seafloor height change | |
CN113503941A (zh) | 一种地下水位监测装置及地下水位监测方法 | |
CN108318382A (zh) | 近海海底沉积物抗液化能力原位测量方法 | |
RU153787U1 (ru) | Автономное устройство для измерения профиля температуры в придонных слоях воды и грунта | |
CN103925963B (zh) | 水位和水深测量装置 | |
RU139660U1 (ru) | Устройство для измерения профиля температуры | |
Yuan et al. | The precision and accuracy of measuring micro-scale erosion on shore platforms | |
CN110824191A (zh) | 一种分层测速流速仪 | |
CN114455004A (zh) | 一种联合压力加速度传感器的波浪浮标及精度改进方法 | |
BRPI0600797B1 (pt) | Sistema de monitoração e registro de ondas e marés | |
CN207051510U (zh) | 一种重力加速度测试装置 | |
CN201083513Y (zh) | 深水位高精度传感器装置 | |
KR20070090521A (ko) | 3차원 온도 모니터링 장치 | |
CN209689787U (zh) | 一种高精度水体皮温测量装置 | |
CN108254293B (zh) | 近海海底沉积物抗液化能力原位测量装置 | |
CN209420658U (zh) | 鱼类温度偏好测试实验装置 | |
CN206132767U (zh) | 一种混凝土膨胀率测定仪 | |
CN104596617A (zh) | 一种用于测量油罐内部液面的方法 | |
CN207662760U (zh) | 近海海底沉积物抗液化能力原位测量装置 | |
McArthur et al. | Photometric analysis of the effect of substrates and obstacles on unconfined turbidity current flow propagation | |
CN207763644U (zh) | Gnss参考站位移检校装置 | |
CN111442904A (zh) | 一种模拟岛礁坪台波浪消能水动力实验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC92 | Official registration of non-contracted transfer of exclusive right of a utility model |
Effective date: 20180727 |