RU2803567C1 - Мерзлотомер - Google Patents

Мерзлотомер Download PDF

Info

Publication number
RU2803567C1
RU2803567C1 RU2023100717A RU2023100717A RU2803567C1 RU 2803567 C1 RU2803567 C1 RU 2803567C1 RU 2023100717 A RU2023100717 A RU 2023100717A RU 2023100717 A RU2023100717 A RU 2023100717A RU 2803567 C1 RU2803567 C1 RU 2803567C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
center
depth
soil
meter
handle
Prior art date
Application number
RU2023100717A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Алексеевич Вытовтов
Юлия Олеговна Рубаник
Игорь Вячеславович Подлесных
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Курский федеральный аграрный научный центр"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Курский федеральный аграрный научный центр" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Курский федеральный аграрный научный центр"
Application granted granted Critical
Publication of RU2803567C1 publication Critical patent/RU2803567C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к метрологическим инструментам и предназначено для измерения глубины промерзания и оттаивания грунта. Предлагаемый мерзлотомер состоит из горизонтальной рукоятки, на которой сверху в центре жестко закреплен цилиндр с крышкой, окном и ударным бойком. С одной стороны на рукоятке подвижно относительно горизонтальной оси на кронштейне установлен двуплечий рычаг с вилкой, а с другой - рулетка на держателе с контрольной пластиной. Снизу по центру под рукояткой дополнительно прикреплена металлическая трубка со спицей и коническим наконечником. При этом в цилиндре под крышкой подвижно установлен ползун с цилиндрической пружиной и вилкой, закрепленной на внутреннем конце двуплечего рычага. В центре ползуна изготовлено резьбовое отверстие, в котором закреплен верхний конец спицы. Рулетка в центре держателя надломлена, что позволяет ей при необходимости перемещаться и удерживаться от свободных перемещений. Предлагаемое устройство позволяет в неподготовленном месте, раскопав снег, кувалдой забить мерзлотомер и по движению свободного конца двуплечего рычага в точке перехода почвы из замерзшего состояния в талое визуально по положению рулетки определять реальную глубину расположения этой точки и регистрировать ее. Это особенно удобно при измерении небольших глубин промерзания, что в условиях потепления климата часто происходит в большинстве регионов нашей страны. Технический результат - создание прибора для измерения глубины промерзания и оттаивания грунта без предварительного бурения и создания в точках измерений внутренних полостей, влияющих на точность измерений. 3 ил.

Description

Изобретение относится к метрологическим приборам и предназначено для измерения глубины промерзания почвы и грунта.
Известен мерзлотомер [1], получивший наибольшее практическое применение. Он состоит из обсадной трубки с герметичным закрытым нижним концом и открытым верхним. Внутри обсадной трубки, соосно с ней в воздушной среде располагается заполненный дистиллированной водой резиновый шланг с герметично закрытыми концами. Извлекая через определенные промежутки времени шланг из обсадной трубки и пальпируя его, устанавливают границу раздела льда и воды, измеряют глубину промерзания. Условно принимают, что эта граница соответствует глубине промерзания окружающей мерзлотомер почвы.
В известном мерзлотомере наличие воздуха внутри обсадной трубы способствует перемещениям более тяжелого воздуха вниз, а теплого - вверх, что приводит к нарушению теплопередачи от грунта к шлангу-индикатору и искажает качество измерений. А периодические извлечения шланга из обсадной трубки в холодную погоду еще больше нарушают стабильность теплового режима внутри нее, что приводит к увеличению погрешности измерений.
Известен мерзлотомер [2], состоящий из обсадной трубки с закрытым днищем, в которой с зазором, заполненным водой, помещен прозрачный гибкий шланг с закрытым нижним концом, заполненный подкрашенной незамерзающей жидкостью. В верхней части обсадной трубки дополнительно выполнены смотровое окно со шкалой, эластичной пробкой и дренажным отверстием. Сверху обсадная трубка закрыта крышкой с центральным болтом, зафиксированным гайкой, на резьбовом конце которого закреплен прозрачный гибкий шланг. В обсадной трубе известного мерзлотометра присутствует вода, которая также может перемешиваться, и вносить погрешности в измеряемую глубину промерзания.
Известен мерзлотомер [3], содержащий обсадную трубку с закрытым днищем, в которой с зазором, заполненным водой, соосно помещен эластичный шланг с незамерзающей жидкостью и жестким щупом с плоским расширением на нижнем конце. Известный мерзлотомер, как и все вышеперечисленные, нуждается в предварительном бурении скважин и установке в них обсадных трубок. В нем также присутствует температурная циркуляция воды, влияющая на качество получаемой информации.
Цель изобретения - повышение качества измерений глубин промерзания и оттаивания грунтов с одновременным сокращением количества подготовительных работ.
Для достижения поставленной цели предлагается мерзлотомер, состоящий из горизонтальной рукоятки, на которой сверху в центре жестко закреплен цилиндр с крышкой, окном и ударным бойком. С одной стороны на рукоятке подвижно относительно горизонтальной оси на кронштейне установлен двуплечий рычаг с вилкой, а с другой - рулетка на держателе с контрольной пластиной. Снизу по центру к рукоятке жестко прикреплена металлическая трубка со спицей и коническим наконечником. При этом в цилиндре под крышкой подвижно установлен ползун с цилиндрической пружиной и вилкой, закрепленной на внутреннем конце двуплечего рычага. В центре ползуна выполнено резьбовое отверстие, в котором закреплен верхний конец спицы. Рулетка в центре держателя надломлена, что позволяет ей при необходимости перемещаться и удерживаться от свободных перемещений.
На фиг. 1 показан предлагаемый мерзлотомер - вид спереди, на фиг. 2 - увеличенное вертикальное сечение А-А, а на фиг. 3 - увеличенное горизонтальное сечение В-В.
Мерзлотомер (фиг. 1) состоит из горизонтальной рукоятки 1, на которой в центре жестко закреплен цилиндр 2 с крышкой 3, ударным бойком 4 и окном 5. При этом с одной стороны на ней установлен двуплечий рычаг 6 с кронштейном 7 и осью 8, а с другой - рулетка 9 с держателем 10. Снизу по центру к рукоятке 1 жестко, соосно цилиндру 2, прикреплена металлическая трубка 11 со спицей 12 внутри и коническим наконечником 13. Держатель 10 (фиг. 2) жестко прикреплен к горизонтальной рукоятке 1. При этом в верхней его части выполнена контрольная пластина 14.
Внутри цилиндра 2 (фиг. 3) на внутреннем конце двуплечего рычага 6 подвижно установлены вилка 15 и ползун 16 с цилиндрической пружиной 17. В центре на ползуне 16 на резьбовом соединении закреплена спица 12.
Устройство работает следующим образом.
Перед работой берут мерзлотомер и одной рукой прижимают к рукоятке 1 (фиг. 1) свободный конец двуплечего рычага 6, который проворачивается относительно оси 8, установленной на кронштейне 7, и вилкой 15 (фиг. 3), закрепленной на его втором конце, перемещает вверх вдоль окна 5 внутри цилиндра 2 ползун 16. Поднимаясь вверх, ползун 16 сжимает цилиндрическую пружину 17 и поднимает спицу 12 (фиг. 1) с коническим наконечником 13 до касания его металлической трубки 11. Рулетку 9 также устанавливают в исходное положение до совпадения ее нулевого значения с контрольной пластиной 14 (фиг. 2) на держателе 10. На предполагаемом месте определения глубины промерзания расчищают снег и ставят вертикально мерзлотомер. Конец рулетки 9 (фиг. 1) при этом с нажатым положением двуплечего рычага 6 также должен коснуться поверхности поля.
Затем второй рукой берут кувалду и ударяют ею по ударному бойку 4, закрепленному на крышке 3. При этом металлическая трубка 11 вместе со спицей 12 и коническим наконечником 13 начинает погружаться в мерзлый грунт. После прохождения небольшого расстояния в мерзлом грунте конец двуплечего рычага 6 отпускают, и он остается в нажатом положении из-за большого сопротивления со стороны мерзлого грунта, оказываемого на конический наконечник 13. Далее продолжают забивать кувалдой мерзлотомер до тех пор, пока конический наконечник 13 не достигнет незамерзшего грунта. При этом сопротивление его продвижению уменьшается и цилиндрическая пружина 17 (фиг. 3), выпрямляясь, через ползун 16 выталкивает вниз спицу 12, а вместе с ней и конический наконечник 13 (фиг. 1) в незамерзший грунт. Ползун 16 (фиг. 3) опускаясь, проворачивает относительно оси 8 (фиг. 1) двуплечий рычаг 6 и поднимает вверх его свободный конец, что чувствует рука исследователя, находящаяся на рукоятке 1, и он перестает работать кувалдой. При этом сверху хорошо видны показания рулетки 9 (фиг. 2), перемещенной почвой мимо контрольной пластины 14, соответствующей глубине заглубления мерзлотомера, а значит, и глубине промерзания почвы.
Далее берутся двумя руками за рукоятку 1 (фиг. 1) и с проворачиванием извлекают металлическую трубку 11 вместе с коническим наконечником 13 наружу. На новых точках рулетку 9 возвращают в исходное положение и все повторяют в той же последовательности. Предлагаемый мерзлотомер изготовлен и был испытан зимой 2022 года. Испытания показали, что он особенно эффективен при работе на мерзлых почвах с небольшими глубинами промерзания в пределах 15-20 см, что и наблюдалось в период испытаний.
ЛИТЕРАТУРА
1. Труды НИИ гидрометприборостроения. вып. 1. 1950. №14.
2. Вытовтов В.А., Долгополова Н.В., Архипов А.С. Мерзлотомер / Патент на изобретение RU 2780705; МПК G01K 5/02; заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова"; заявка №2021118980 от 28.06.2021; Бюллетень изобретений №28; 29.09.2022.
3. Авторское свидетельство 1144071 СССР МПК G01W 1/00 Мерзлотомер / Соколов В.М., Соколов А.С.; заявитель и патентообладатель Ленинградский сельскохозяйственный институт и Ленинградский инженерно-строительный институт - №3387472/24-10 заявл. 29.01.1982, опубл. 07.03.1985, бюл. №9.

Claims (1)

  1. Мерзлотомер, включающий вертикальную трубку и спицу с наконечником, отличающийся тем, что к металлической трубке прикреплена горизонтальная рукоятка, на которой сверху с одной стороны на горизонтальной оси на кронштейне установлен двуплечий рычаг с вилкой, в центре соосно с вертикальной трубкой прикреплен цилиндр с крышкой, окном и ударным бойком, а с другой - рулетка на держателе с контрольной пластиной, надломленная по центру держателя, причем в цилиндре под закручивающейся крышкой подвижно установлен ползун с цилиндрической пружиной и вилкой, закрепленной на внутреннем конце двуплечего рычага, а в центре ползуна выполнено резьбовое отверстие, в котором закреплен верхний конец спицы, на нижнем конце которой выполнен конический наконечник.
RU2023100717A 2023-01-11 Мерзлотомер RU2803567C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2803567C1 true RU2803567C1 (ru) 2023-09-15

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU213384A1 (ru) * А. И. Данилин , М. М. Комаров УСТРОЙСТВО дл РЕГИСТРАЦИИ ГЛУБИНЫ ПРОМЕРЗАНИЯ И ОТТАИВАНИЯ ГРУНТОВ
SU1144071A1 (ru) * 1982-01-29 1985-03-07 Ленинградский сельскохозяйственный институт Мерзлотомер
RU80025U1 (ru) * 2008-07-11 2009-01-20 Леонид Минаевич Суменков Мерзлотомер

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU213384A1 (ru) * А. И. Данилин , М. М. Комаров УСТРОЙСТВО дл РЕГИСТРАЦИИ ГЛУБИНЫ ПРОМЕРЗАНИЯ И ОТТАИВАНИЯ ГРУНТОВ
SU1144071A1 (ru) * 1982-01-29 1985-03-07 Ленинградский сельскохозяйственный институт Мерзлотомер
RU80025U1 (ru) * 2008-07-11 2009-01-20 Леонид Минаевич Суменков Мерзлотомер
RU2780705C1 (ru) * 2021-06-28 2022-09-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова" Мерзлотомер

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 24847-81. "Грунты. Методы определения глубины сезонного промерзания", п.2.1. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109100300A (zh) 一种模拟风化泥岩边坡侵蚀的试验装置及方法
CN104360042B (zh) 一种压实土内部冻胀量的测试装置及测试方法
CN107024499A (zh) 一维土柱冻胀变形测定仪
KR100847096B1 (ko) 타격관입콘 시험장치 및 이를 이용한 지반 조사방법과강도특성 산정방법
CN206847519U (zh) 一种简易地质裂缝测量装置
Obleitner et al. The mass and energy balance of ice within the Eisriesenwelt cave, Austria
CN109668497A (zh) 伸缩式钢钎钎探、多年冻土活动层厚度测量系统及方法
Sun et al. Determining in-situ soil freeze–thaw cycle dynamics using an access tube-based dielectric sensor
RU2803567C1 (ru) Мерзлотомер
Mackay Probing for the bottom of the active layer
CN103255757A (zh) 一种可测量深部土体温度的能源环境静力触探探头
CN205561715U (zh) 一种混凝土层厚度测量工具
CN110849930B (zh) 测量冻土与埋地管道相互作用的实验装置及制备方法
CN203361119U (zh) 一种可测量深部土体温度的能源环境静力触探探头
CN204302141U (zh) 土壤凝结水测定装置
Hayhoe et al. Measurement of soil water contents and frozen soil depth during a thaw using time‐domain reflectometry
CN206928274U (zh) 一种浅地表冻土多参数快速检测装置
CN106124553A (zh) 一种新型多功能冻胀试验仪
CN203479333U (zh) 便携式沥青混合料松铺厚度、温度测定仪
CN106645596B (zh) 检测预应力构件孔道压浆质量的装置及基于其的检测方法
RU2780705C1 (ru) Мерзлотомер
JP3671301B2 (ja) 地盤凍結法による地下水の流向、流速の簡易判定方法
CN205561732U (zh) 同时测量土壤深度与地形坡度的简易装置
US3992927A (en) Soil movement detection apparatus
CN110567428B (zh) 一种冻胀土体位移检测装置及其安装方法