RU2597339C1 - Method of measuring soil temperature - Google Patents

Method of measuring soil temperature Download PDF

Info

Publication number
RU2597339C1
RU2597339C1 RU2015112893/03A RU2015112893A RU2597339C1 RU 2597339 C1 RU2597339 C1 RU 2597339C1 RU 2015112893/03 A RU2015112893/03 A RU 2015112893/03A RU 2015112893 A RU2015112893 A RU 2015112893A RU 2597339 C1 RU2597339 C1 RU 2597339C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring
temperature
well
thermometric well
thermometric
Prior art date
Application number
RU2015112893/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Петрович Сигачев
Евгений Владимирович Непомнящих
Яков Владимирович Клочков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority to RU2015112893/03A priority Critical patent/RU2597339C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2597339C1 publication Critical patent/RU2597339C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

FIELD: thermometry.
SUBSTANCE: invention relates to thermometry, namely to a field determination of soils temperatures, where it is required to obtain specific data on the temperature of frozen, freezing and melting soils. Method of measuring soil temperature with the help of a measuring string lowered into the thermometric well. Herewith the casing pipe of the thermometric well represents a tube made from a material with relatively low heat conductivity coefficient (for example, polypropylene) with parts from a material with relatively high heat conductivity coefficient (for example, steel bushings), while the measuring string represents a tube having an outer diameter equal to the inner diameter of the casing pipe and similar in design, in which to metal parts thermocouples are attached for measuring temperature.
EFFECT: technical result is higher accuracy of measurements, elimination of air convection in the thermometric well during the measurement.
1 cl, 2 dwg

Description

Способ относится к термометрии, а именно к полевому определению температуры грунтов, где требуется получить конкретные данные о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов.The method relates to thermometry, namely to field determination of soil temperature, where it is required to obtain specific data on the temperature of frozen, freezing and thawing soils.

Известен способ в виде устройства для исследования скважин градиент-термометром (Позин Л.З. Исследование скважин градиент-термометром. Разведочная и промысловая геофизика. - М., Гостоптехиздат, 1969). Устройство содержит два одинаковых последовательно соединенных и размещенных вдоль оси скважины на заданном расстоянии термочувствительных резистора, первый и второй.A known method in the form of a device for researching wells with a gradient thermometer (Pozin LZ Well research with a gradient thermometer. Exploration and field geophysics. - M., Gostoptekhizdat, 1969). The device contains two identical series-connected and placed along the axis of the well at a given distance thermosensitive resistors, the first and second.

Недостатком такого способа является наличие балансировочных резисторов, нарушающих баланс при значительных изменениях температуры, и регистрация лишь одной составляющей поля температуры - вдоль оси скважины.The disadvantage of this method is the presence of balancing resistors that upset the balance with significant changes in temperature, and registration of only one component of the temperature field - along the axis of the well.

Известен способ в виде устройства для теплового каротажа скважин, содержащее три одинаковых размещенных вдоль оси скважины на заданном расстоянии термочувствительных датчика для измерения второй разности температуры, первый, второй и третий (Патент №2314416 «Устройство для теплового каротажа скважин»).There is a method in the form of a device for thermal logging of wells, containing three identical heat-sensitive sensors located along the axis of the well at a given distance to measure the second temperature difference, the first, second and third (Patent No. 2314416 "Device for thermal logging of wells").

Недостатками данного способа является узкая область применения, низкая точность измерения, избыточность оборудования, использование косвенных методов измерения одной зависимости от другой.The disadvantages of this method is the narrow scope, low measurement accuracy, redundancy of equipment, the use of indirect methods of measuring one dependence on another.

Известен способ в виде устройства для мониторинга температур в протяженном объекте, содержащее термоподвеску, состоящую из последовательно расположенных датчиков температуры, размещенных в защитном кожухе небольшого диаметра, управляющий микроконтроллер, преобразователь сигналов, энергонезависимое запоминающее устройство, часы реального времени, решающее устройство, блок задания начальных параметров, встроенный источник питания, и интерфейс передачи данных, а также снабженное уплотнением, предназначенным для исключения попадания окружающего воздуха в скважину во время проведения измерений. Кожух выполнен в виде съемной полимерной толстостенной оболочки самонесущего кабеля (Патент №75692 «Устройство для мониторинга температур в протяженном объекте»).A known method in the form of a device for monitoring temperatures in an extended object, containing a thermal suspension consisting of temperature sensors in series located in a protective casing of a small diameter, a control microcontroller, a signal converter, non-volatile memory, a real-time clock, a solver, a block for setting initial parameters , built-in power supply, and data transmission interface, as well as equipped with a seal designed to prevent ingress ambient air into the well during the measurement. The casing is made in the form of a removable thick-walled polymer sheath of a self-supporting cable (Patent No. 75692 "Device for monitoring temperatures in an extended object").

Недостатком данного способа является большое время термической реакции из-за наличия полимерной толстостенной оболочки, в которой расположена термоподвеска, а также низкая герметичность термоподвески при отсутствии полимерной толстостенной оболочки, которая приводит к отказу устройства в условиях повышенной пыли и влаги.The disadvantage of this method is the long time of the thermal reaction due to the presence of a thick thick-walled polymer shell in which the thermal suspension is located, as well as the low tightness of the thermal suspension in the absence of a thick-walled polymer shell, which leads to a failure of the device in conditions of increased dust and moisture.

Наиболее близким техническим решением является способ в виде измерения температуры с помощью термокосы, которая опускается в термометрическую скважину и содержит последовательно расположенные датчики температуры, соединенные между собой гибким кабелем, обеспечивающим электрическое соединение датчиков температуры, разъем для подключения к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных, при этом каждый датчик температуры заключен в защитный корпус (Патент №2448335 «Термокоса»).The closest technical solution is a method in the form of temperature measurement using a thermocut, which is lowered into a thermometric well and contains temperature sensors in series, interconnected by a flexible cable that provides electrical connection to temperature sensors, a connector for connecting to a reader, storage, processing and display device data, with each temperature sensor is enclosed in a protective housing (Patent No. 2448335 "Thermocosa").

Недостатком данного способа является наличие конвекции в скважине при проведении измерений.The disadvantage of this method is the presence of convection in the well during measurements.

Кроме того, вышеуказанные способы позволяют измерять температуру воздуха в скважине, а не температуру грунта, что влияет на точность измерений.In addition, the above methods allow you to measure the temperature of the air in the well, and not the temperature of the soil, which affects the accuracy of the measurements.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерений, так как позволяет измерять температуру грунта, устраняет влияние конвекции в скважине на измерения и позволяет измерять температуру по всей длине термометрической скважины.The proposed method allows to increase the accuracy of measurements, as it allows you to measure the temperature of the soil, eliminates the effect of convection in the well on the measurement and allows you to measure the temperature along the entire length of the thermometer wells.

Сущность способа заключается в измерении температуры грунта с помощью измерительной гирлянды, опускаемой в термометрическую скважину, обсадная труба термометрической скважины представляет собой трубу, изготовленную из материала с относительно низким коэффициентом теплопроводности (например, полипропилен), с частями из материала с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (например, втулки из стали), а измерительная гирлянда представляет собой трубу, имеющую наружный диаметр, равный внутреннему диаметру обсадной трубы и аналогичную по конструкции, у которой к металлическим частям прикреплены термопары для измерения температуры.The essence of the method consists in measuring the temperature of the soil using a measuring string lowered into a thermometric well, the casing of a thermometric well is a pipe made of a material with a relatively low coefficient of thermal conductivity (for example, polypropylene), with parts of a material with a relatively high coefficient of thermal conductivity (for example , bushings made of steel), and the measuring string is a pipe having an outer diameter equal to the inner diameter of the casing and illogical in design, in which the metal parts attached thermocouple for temperature measurement.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение точности измерений, устранение конвекции воздуха в термометрической скважине при производстве измерений. В зависимости от поставленной задачи данное техническое решение позволит осуществлять оперативный, автономный или непрерывный мониторинг температуры грунта под основаниями зданий и сооружений, вдоль земляного полотна железных дорог.The technical result provided by the given set of features is to increase the accuracy of measurements, the elimination of air convection in a thermometric well during measurements. Depending on the task, this technical solution will allow for operational, autonomous or continuous monitoring of soil temperature under the bases of buildings and structures, along the subgrade of railways.

Сущность данного способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема устройства термометрической скважины для измерения температуры грунтов, на фиг. 2 - схема устройства измерительной гирлянды.The essence of this method is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a thermometric well device for measuring soil temperature; FIG. 2 is a diagram of the device of the measuring garland.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

В обсадную трубу термометрической скважины, представляющую собой трубу, изготовленную из материала с относительно низким коэффициентом теплопроводности (например, полипропилен) 1, с частями из материала с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (например, втулки из стали) 2 погружается измерительная гирлянда, представляющая собой трубу, имеющую наружный диаметр, равный внутреннему диаметру обсадной трубы, изготовленную из материала с относительно низким коэффициентом теплопроводности (например, полипропилен) 3, с частями из материала с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (например, втулки из стали) 4. К металлическим частям трубы измерительной гирлянды прикреплены термопары 5 для измерения температуры. Измерительная гирлянда погружается в обсадную трубу до совмещения ее металлических частей с металлическими частями обсадной трубы. При необходимости измерения температурного в грунте измерительная гирлянда смазывается тонким слоем теплопроводящего вещества, например солидолом, для обеспечения плотного безвоздушного контакта с обсадной трубой. Таким образом, обеспечивается высокая точность измерений.In the casing of a thermometric well, which is a pipe made of a material with a relatively low coefficient of thermal conductivity (for example, polypropylene) 1, with parts of a material with a relatively high coefficient of thermal conductivity (for example, steel sleeves) 2, a measuring string, which is a pipe, is immersed, having an outer diameter equal to the inner diameter of the casing, made of a material with a relatively low coefficient of thermal conductivity (for example, polypropylene) 3, with parts and of material with a relatively high coefficient of thermal conductivity (for example, steel sleeves) 4. Thermocouples 5 are attached to the metal parts of the tube of the measuring string to measure the temperature. The measuring string is immersed in the casing until its metal parts are aligned with the metal parts of the casing. If it is necessary to measure the temperature in the soil, the measuring garland is lubricated with a thin layer of heat-conducting substance, such as solid oil, to ensure tight airless contact with the casing. Thus, high measurement accuracy is ensured.

Claims (1)

Способ измерения температуры грунта с помощью измерительной гирлянды, опускаемой в термометрическую скважину, отличающийся тем, что обсадная труба термометрической скважины представляет собой трубу, изготовленную из материала с относительно низким коэффициентом теплопроводности (например, полипропилен), с частями из материала с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (например, втулки из стали), а измерительная гирлянда представляет собой трубу, имеющую наружный диаметр, равный внутреннему диаметру обсадной трубы, и аналогичную по конструкции, у которой к металлическим частям прикреплены термопары для измерения температуры. A method of measuring soil temperature using a measuring string lowered into a thermometric well, characterized in that the casing of the thermometric well is a pipe made of a material with a relatively low coefficient of thermal conductivity (e.g. polypropylene), with parts of a material with a relatively high coefficient of thermal conductivity ( for example, steel sleeves), and the measuring string is a pipe having an outer diameter equal to the inner diameter of the casing, and ogichnuyu in design, in which the metal parts attached thermocouple for temperature measurement.
RU2015112893/03A 2015-04-08 2015-04-08 Method of measuring soil temperature RU2597339C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112893/03A RU2597339C1 (en) 2015-04-08 2015-04-08 Method of measuring soil temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112893/03A RU2597339C1 (en) 2015-04-08 2015-04-08 Method of measuring soil temperature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2597339C1 true RU2597339C1 (en) 2016-09-10

Family

ID=56892577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015112893/03A RU2597339C1 (en) 2015-04-08 2015-04-08 Method of measuring soil temperature

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2597339C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109668497A (en) * 2019-02-12 2019-04-23 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 Telescopic drill rod pricker spy, ever-frozen ground active layer thickness measuring system and method
RU2774176C1 (en) * 2021-07-13 2022-06-15 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") Aufeis ice monitoring device with radio logger

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1982000705A1 (en) * 1980-08-22 1982-03-04 A Hampe Device for driving in the ground heat exchange elements
SU976042A1 (en) * 1981-06-30 1982-11-23 Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта Apparatus for measuring soil temperature in a well
JP2003014554A (en) * 2001-07-02 2003-01-15 Mitsubishi Cable Ind Ltd Temperature measurement system
RU75692U1 (en) * 2008-04-11 2008-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Геолинк" DEVICE FOR MONITORING TEMPERATURES IN AN EXTENDED OBJECT
RU2448335C2 (en) * 2010-05-19 2012-04-20 ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-производственное предприятие "Эталон" Thermistor chain

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1982000705A1 (en) * 1980-08-22 1982-03-04 A Hampe Device for driving in the ground heat exchange elements
SU976042A1 (en) * 1981-06-30 1982-11-23 Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта Apparatus for measuring soil temperature in a well
JP2003014554A (en) * 2001-07-02 2003-01-15 Mitsubishi Cable Ind Ltd Temperature measurement system
RU75692U1 (en) * 2008-04-11 2008-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Геолинк" DEVICE FOR MONITORING TEMPERATURES IN AN EXTENDED OBJECT
RU2448335C2 (en) * 2010-05-19 2012-04-20 ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-производственное предприятие "Эталон" Thermistor chain

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109668497A (en) * 2019-02-12 2019-04-23 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 Telescopic drill rod pricker spy, ever-frozen ground active layer thickness measuring system and method
RU2774176C1 (en) * 2021-07-13 2022-06-15 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") Aufeis ice monitoring device with radio logger
RU224461U1 (en) * 2023-11-03 2024-03-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" SOIL TEMPERATURE MEASURING TOOL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3142176C (en) Apparatus, systems, and methods for non-invasive thermal interrogation
He et al. Distributed temperature sensing for soil physical measurements and its similarity to heat pulse method
RU2448335C2 (en) Thermistor chain
JP6781341B2 (en) Heat flux sensor
US8630816B2 (en) High spatial resolution fiber optic temperature sensor
RU2757064C1 (en) Heat flow sensor with increased heat exchange
US11221257B2 (en) Temperature probe
ITUB20150948A1 (en) FIXING ELEMENT, USE OF AN INTEGRATED SENSOR IN THE FIXING ELEMENT AND METHOD TO DETECT A THERMAL FLOW INSIDE MECHANICAL PARTS
US20230258506A1 (en) Thermometer having a diagnostic function
EP3586097B1 (en) Thermocouple temperature sensor with cold junction compensation
RU2660753C1 (en) Thermometrical chain (thermic chain)
RU2597339C1 (en) Method of measuring soil temperature
US1818221A (en) Means for measuring temperature in boreholes
RU101181U1 (en) THERMOCOSA
RU97524U1 (en) THERMOSOUND FOR MEASURING THE ENVIRONMENT TEMPERATURE PROFILE
RU224461U1 (en) SOIL TEMPERATURE MEASURING TOOL
RU174324U1 (en) JUMPER HEATED CUP
Culik et al. Construction of soil thermocouples for the novice
BR112015016803B1 (en) temperature sensor device, method of doing the same and method of detecting temperature
RU2305172C1 (en) Automatic self-regulating heater for fluid heating inside well
Schoeneich et al. DTS ground temperature measurements in mountain permafrost–the 2Alpes-3065 borehole (French Alps)
US5815064A (en) Snow temperature and depth probe
RU186971U1 (en) THERMOPHARE WITH HEATING
RU2606346C1 (en) Glaciers melting automatic recorder by kurakov
RU139913U1 (en) INSTALLATION FOR DETERMINING NON-FROZEN WATER IN FROZEN SOILS

Legal Events

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

Effective date: 20180409