RU2422736C1 - Procedure for evaluation of ice thickness and device for its implementation - Google Patents

Procedure for evaluation of ice thickness and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2422736C1
RU2422736C1 RU2010106747/21A RU2010106747A RU2422736C1 RU 2422736 C1 RU2422736 C1 RU 2422736C1 RU 2010106747/21 A RU2010106747/21 A RU 2010106747/21A RU 2010106747 A RU2010106747 A RU 2010106747A RU 2422736 C1 RU2422736 C1 RU 2422736C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
thickness
cavity
shell
pressure
Prior art date
Application number
RU2010106747/21A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Всеволодович Очинский (RU)
Виктор Всеволодович Очинский
Александр Александрович Кожухов (RU)
Александр Александрович Кожухов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority to RU2010106747/21A priority Critical patent/RU2422736C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2422736C1 publication Critical patent/RU2422736C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine building. ^ SUBSTANCE: hollow sealed elastic element, for example, in form of floating cylinder casing, is located in basin before ice formation. A cavity of the casing is connected to a pressure gauge and is filled with non-freezing working substance under pressure above atmospheric. Height of the casing exceeds estimated thickness of ice layer. During formation of ice, there is measured pressure in the cavity of the element, on base of which there is determined thickness of ice by means of a calibration table. ^ EFFECT: high accuracy measurement of ice thickness at any ice thickness without bores in ice. ^ 2 cl, 4 dwg

Description

Область, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к способам и устройствам для определения толщины льда в интересах естественных наук, льдотехники, рыбоводства и рыбаков при зимнем лове рыбы со льда.The invention relates to methods and devices for determining the thickness of ice in the interests of the natural sciences, ice engineering, fish farming and fishermen during winter fishing from ice.

Уровень техникиState of the art

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.A known method for determining the thickness of the ice, including the formation of ice in the borehole for the entire thickness of the ice layer, the installation of a measuring rod in the well with fixed and movable stops and subsequent visual readout on the scale of the measuring rail of the thickness of the ice layer, see, for example, the book Nikolsky P.M. From lure to predatory fish. M .: Military Publishing House, 1963, p. 13, Fig. 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.The disadvantage of this method of determining the thickness of the ice is the need to form a well with each measurement. With small ice thicknesses, this operation becomes impossible or requires the use of special devices such as decks, platforms, etc. In addition, the known method allows to determine the thickness of the ice only stepwise, with the formation with each measurement of the thickness of the ice of a new well.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

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.The method for determining the thickness of the ice involves installing a hollow, sealed, elastic element in the pond before ice formation with the possibility of swimming, and during the ice formation period, the pressure in the cavity of the element is measured and the thickness of the ice is determined using a calibration curve.

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.The device for determining the ice thickness is made in the form of a hollow sealed cylindrical shell of elastic material, the cavity of which is connected to a manometer and filled with a non-freezing working medium under atmospheric pressure, and the height of the shell is greater than the expected ice thickness.

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.The method and device for its implementation allow measurements of the thickness of the ice cover from the very beginning of ice formation, and continuously with great accuracy. At the same time, there is no need to find people on ice, which is either impossible or difficult in the initial period of ice formation with a small thickness of the ice layer.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 представлено устройство для измерения толщины льда на плаву.Figure 1 presents a device for measuring the thickness of ice afloat.

На фиг.2 и 3 представлены схемы деформации эластичной цилиндрической оболочки в зависимости от толщины льда.Figure 2 and 3 presents a diagram of the deformation of the elastic cylindrical shell depending on the thickness of the ice.

На фиг.4 приведена схема тарировочного графика для определения толщины льда по показанию манометра.Figure 4 shows a diagram of the calibration graph for determining the thickness of the ice according to the pressure gauge.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

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.The method for determining the thickness of the ice involves installing a hollow, sealed, elastic element in the pond before ice formation with the possibility of swimming, and during the ice formation period, the pressure in the cavity of the element is measured and the thickness of the ice is determined using a calibration curve.

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.A device for measuring the thickness of ice includes a hollow, sealed, elastic cylindrical shell 1 made, for example, of frost-resistant reinforced rubber, the cavity of which is connected to a pressure gauge 2. The shell 1 is equipped with a float 3, a ballast weight 4 and a shut-off valve 5 for filling the shell with a non-freezing working medium for example, methyl alcohol or air, the pressure in which in the initial state P 1 is higher than atmospheric P 0 . The float 3 is made of a low-heat-conducting material, for example, foam, which provides isolation of the shell cavity from fluctuations in the temperature of the outside air. The surface of the float 3 in contact with water (ice) is covered with a waterproofing layer 6 made of a material that excludes the possibility of freezing of the float 3 to ice 7. As a waterproofing 6, a polyethylene coating can be used.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

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 Pi в полости оболочки 1 соответствует толщина hi 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.The shell 1, filled with a working medium with a pressure above atmospheric, is installed in a reservoir before ice formation and the pressure value P 1 in its cavity is fixed. In this case, the volume of the shell cavity will be greater than the volume at atmospheric pressure. To ensure the possibility of swimming, a float 3 is used, and to hold the shell in an upright position, a ballast weight 4 is used (Fig. 1). During the period of ice formation, compression of a part of the elastic cylindrical shell 1 occurs during the transition of water from the liquid phase to the solid, moreover, the greater the thickness of the ice, the larger the compression area. As a result, the pressure of the working medium in the cavity of the shell 1 increases, taking successively the values of P 2 , P 3 , etc. The change in the pressure of the working medium in the cavity of the shell 1 is fixed on the scale of the pressure gauge 2. According to the calibration schedule (Fig. 4), each pressure value P i in the cavity of the shell 1 corresponds to the thickness h i of the ice layer 6. If necessary, remove the shell from the ice layer after completion of measurements or in other cases, the working medium is removed from the shell cavity through the shutoff valve 5, while the pressure in the shell cavity decreases to atmospheric, as a result of which the cross-sectional dimensions (shell diameter) become smaller than the initial one, which allows to freely remove the shell from the ice.

Использование изобретения позволяет производить замеры толщины льда без устройства скважин во льду, производить замеры с большой точностью при любой толщине льда.The use of the invention allows to measure the thickness of the ice without the installation of wells in the ice, to measure with high accuracy at any thickness of the ice.

Claims (2)

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.1. The method of determining the thickness of the ice, characterized in that in the pond before ice formation, a hollow sealed elastic element equipped with a pressure gauge is installed with the possibility of swimming, and during the period of ice formation, the pressure in the cavity of the element is measured, by which the thickness of the ice is determined using a calibration curve. 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. 2. Device for determining the thickness of ice, characterized in that it is made in the form of a hollow sealed cylindrical shell of elastic material, the cavity of which is connected to a manometer and filled with a non-freezing working medium under atmospheric pressure, and the height of the shell is greater than the thickness of the ice layer.
RU2010106747/21A 2010-02-24 2010-02-24 Procedure for evaluation of ice thickness and device for its implementation RU2422736C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010106747/21A RU2422736C1 (en) 2010-02-24 2010-02-24 Procedure for evaluation of ice thickness and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010106747/21A RU2422736C1 (en) 2010-02-24 2010-02-24 Procedure for evaluation of ice thickness and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2422736C1 true RU2422736C1 (en) 2011-06-27

Family

ID=44739299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010106747/21A RU2422736C1 (en) 2010-02-24 2010-02-24 Procedure for evaluation of ice thickness and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2422736C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495369C1 (en) * 2012-04-26 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Ice thickness determining device
CN103512484A (en) * 2013-09-29 2014-01-15 华北水利水电大学 Drill-type instrument for automatically measuring depth of ice layer and measuring method thereof
RU2551398C1 (en) * 2014-01-10 2015-05-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Ice thickness determination method
RU2567449C1 (en) * 2014-08-11 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Device for measurement of ice depth minor magnitudes

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495369C1 (en) * 2012-04-26 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Ice thickness determining device
CN103512484A (en) * 2013-09-29 2014-01-15 华北水利水电大学 Drill-type instrument for automatically measuring depth of ice layer and measuring method thereof
CN103512484B (en) * 2013-09-29 2016-08-17 华北水利水电大学 Brill formula ice layer thickness automatic measuring instrument and measuring method thereof
RU2551398C1 (en) * 2014-01-10 2015-05-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Ice thickness determination method
RU2567449C1 (en) * 2014-08-11 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Device for measurement of ice depth minor magnitudes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2422736C1 (en) Procedure for evaluation of ice thickness and device for its implementation
Langer et al. The surface energy balance of a polygonal tundra site in northern Siberia–Part 1: Spring to fall
US5791187A (en) Level measurement method using measurements of water column pressure therefor
Zuo et al. Observational study on complementary relationship between pan evaporation and actual evapotranspiration and its variation with pan type
CN104007135B (en) Earth working material change in volume method of testing
Roy‐Leveillee et al. Near‐shore talik development beneath shallow water in expanding thermokarst lakes, Old Crow Flats, Yukon
Oveisy et al. Three‐dimensional simulation of lake and ice dynamics during winter
CN103913557B (en) A kind of rock free swelling rate and Water ratio determination apparatus and using method thereof
RU2473080C1 (en) Device for determining deformations and frost heaving force of soil
Zhang et al. Evaporation from seasonally frozen bare and vegetated ground at various groundwater table depths in the Ordos Basin, Northwest China
CN110146687B (en) Device and method for detecting early deformation of concrete at various environmental temperatures
Huang et al. Ice processes and surface ablation in a shallow thermokarst lake in the central Qinghai–Tibetan Plateau
US7162923B1 (en) Adjustable floating open-water evaporation pan
Stander Ice stresses in reservoirs: Effect of water level fluctuations
Rafat et al. An analysis of ice growth and temperature dynamics in two Canadian subarctic lakes
CN106525695B (en) Soil capillary porosity measuring device and measuring method thereof
Bardsley et al. A new method for measuring near-surface moisture budgets in hydrological systems
Shi et al. Thermal diffusivity of thermokarst lake ice in the Beiluhe basin of the Qinghai–Tibetan Plateau
McNeil et al. A gas tension device with response times of minutes
CN102721449B (en) Method for measuring slope rill soil erosion amount
CN201408005Y (en) Automatic pressure-retaining pump station of sectional buoy
RU2548749C1 (en) Device for measuring ground distortion in seasonal freezing and thawing
RU153787U1 (en) AUTONOMOUS DEVICE FOR MEASURING TEMPERATURE PROFILE IN BOTTOM LAYERS OF WATER AND SOIL
RU2551398C1 (en) Ice thickness determination method
Johnston A comparison of physical properties and strength of decaying first-year ice in the Arctic and sub-Arctic

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120225