SU1796842A1

SU1796842A1 - Method and device for determining ice thickness on pond

Info

Publication number: SU1796842A1
Application number: SU904909140A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr I Brun; Igor M Bekirov; Mikhail G Denisov; Venedikt S Konkin; Feliks V Mukhamedov; Viktor V Ochinskij
Original assignee: Tyumenskij Inzh Str Ini Pk I K
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1990-12-21
Publication date: 1993-02-23

Description

Изобретение относится к области льдотехники.а именно к способам определения толщины льда при возведении ледяных переправ. островов, платформ, причалов и других ледяных инженерных сооружений.The invention relates to the field of ice technology. Namely, to methods for determining the thickness of ice during the construction of ice crossings. islands, platforms, moorings and other ice engineering structures.

Известен способ определения толщины льда, включающий образование во льду скважины на всю толщину слоя льда, установку в скважину мерной рейки с неподвижными и подвижными упорами и последующий визуальный отсчет по шкале измерительной райки толщины слоя льда.A known method of determining the thickness of the ice, including the formation in ice of the well to the entire thickness of the ice layer, the installation in the well of a measuring rod with fixed and movable stops and subsequent visual counting on a scale of the measuring ray of the thickness of the ice layer.

Недостатком известного способа определения толщины льда является необходимость образования скважины при каждом замере, что при малых толщинах льда потребует применения специальных устройств, типа настилов или помостов, с которых будут выполняться операции по определению толщины льда. Кроме того, способ позволя ет определить толщину льда ступенчато с образованием при каждом замере толщины новой скважины, т.к. в противном случае неизбежны большие погрешности в результатах измерений.A disadvantage of the known method for determining the ice thickness is the need for a well to be formed during each measurement, which, for small ice thicknesses, will require the use of special devices, such as decks or platforms, from which operations will be performed to determine the ice thickness. In addition, the method allows to determine the thickness of the ice stepwise with the formation with each measurement of the thickness of a new well, because otherwise, large errors in the measurement results are inevitable.

.Целью изобретения является повышение точности определения толщины льда и удобства при проведении работ.. The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the thickness of the ice and ease of work.

Поставленная цель достигается тем. что согласно способу определения толщины льда, отверстия в ледяном покрове формируют путем размещения в водоеме перед льдообразованием рабочего органа, фиксирующего образование и изменение толщины льда, а в период льдообразования измеряют давление, оказываемое на рабочий орган образовавшимся льдом, и по изменению давления с помощью тарировочного графика определяют толщину льда.The goal is achieved by that. that according to the method for determining the ice thickness, holes in the ice cover are formed by placing in the pond before ice formation a working body that fixes the formation and change of ice thickness, and during ice formation, the pressure exerted on the working body by the formed ice is measured and the pressure changes using a calibration graph determine the thickness of the ice.

1796842 А11796842 A1

Устройство для определения толщины льда на водоеме, содержащее измерительный прибор, выполнено с рабочим органом, фиксирующим давление образующегося льда, включающим цилиндрическую оболочку с крышкой в виде Поплавка и балластом на днище. При этом оболочка выполнена из эластичного материала, ее длина превышает предполагаемую максимальную толщину льда, а крышка выполнена из материала с низким коэффициентом теплопроводности и имеет запорный клапан для заполнения полости оболочки рабочей средой с давлением выше атмосферного, причем в качестве измерительного прибора использован манометр, сообщенный с полостью оболочки.A device for determining the thickness of ice in a pond, containing a measuring device, is made with a working body, fixing the pressure of the formed ice, including a cylindrical shell with a cover in the form of a float and ballast on the bottom. In this case, the shell is made of elastic material, its length exceeds the expected maximum thickness of the ice, and the cover is made of material with a low coefficient of thermal conductivity and has a shut-off valve to fill the cavity of the shell with a working medium with a pressure above atmospheric, and a manometer connected with cavity cavity.

В результате анализа известных технических решений выявлено, что признаки, отличающие предложенные технические решения, неизвестны.As a result of the analysis of known technical solutions, it was revealed that the features that distinguish the proposed technical solutions are unknown.

Способ позволяет проводить замеры толщины ледяного покрова с самого начала льдообразования, причем непрерывно и с большой точностью. При этом отпадает необходимость бурения во льду скважин, как это требуется при замерах толщины льда в известных способах. Кроме этого, способ позволяет исключить необходимость нахождения людей на льду, что либо невозможно, либо затруднено в начальный период льдообразования при малой толщине слоя льда.The method allows measurements of the thickness of the ice cover from the very beginning of ice formation, and continuously and with great accuracy. This eliminates the need for drilling in ice wells, as is required when measuring the thickness of the ice in the known methods. In addition, the method eliminates the need for people to be on ice, which is either impossible or difficult in the initial period of ice formation with a small thickness of the ice layer.

На фиг. 1 изображено устройство для определения толщины льда, общий вид: на фиг. 2.3 - то же, в период льдообразования; на фиг. 4 - тарировочный график.In FIG. 1 shows a device for determining the thickness of ice, General view: in FIG. 2.3 - the same during ice formation; in FIG. 4 - calibration schedule.

Устройство для измерения толщины льда включает полую, герметичную, цилиндрическую оболочку 1, полость которой соединена с манометром 2. Оболочка 1 снабжена крышкой в виде поплавка 3, балластом на днище 4 и запорным клапаном 5 для заполнения полости оболочки рабочей средой, давление которой в исходном состоянии pi выше атмосферного ро. Крышка 3 выполнена из малотеплопроводного материала, например, пенопласта, что обеспечивает изоляцию полости оболочки от колебаний температуры наружного воздуха. Поверхность крышки 3, соприкасающаяся с водой (льдом), покрыта слоем 6, выполненным из материала, исключающего возможность примерзания поллавка ко льду 7. В качестве этого слоя может быть принята, например, полиэтиленовая пленка, которая ' при извлечении оболочки 1 из скважины мо жет быть оставлена во льду или извлечена вместе с крышкой 3.A device for measuring the thickness of ice includes a hollow, sealed, cylindrical shell 1, the cavity of which is connected to a pressure gauge 2. The shell 1 is provided with a cover in the form of a float 3, ballast on the bottom 4 and a shutoff valve 5 to fill the cavity of the shell with a working medium, the pressure of which is in the initial state pi above atmospheric ro. The cover 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 lid 3 in contact with water (ice) is covered with a layer 6 made of a material that excludes the possibility of freezing of the melt to ice 7. For example, a plastic film can be taken as this layer, which can be removed when the shell 1 is removed from the well be left in ice or removed with cover 3.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Оболочку 1, заполненную рабочей средой с давлением выше атмосферного, размещают в водоеме до начала льдообразования и фиксируют величину давления pi в ее полости. При этом обьем полости оболочки будет больше объема при атмосферном давлении. Для обеспечения возможности плавания служит крышка в виде поплавка 3. а для удержания оболочки в заданном вертикальном положении служит балластный груз 4. В период льдообразования происходит обжатие части эластичной оболочки 1 за счет изменения объема при переходе воды из жидкой фракции в твердую. Вследствие этсго давление рабочей среды в полости оболочки 1 увеличивается, принимая последовательно значения рг, рз и т.д.The shell 1, filled with a working medium with a pressure above atmospheric, is placed in a pond before ice formation and the pressure pi in its cavity is fixed. In this case, the volume of the shell cavity will be more than the volume at atmospheric pressure. To ensure the possibility of swimming, a cover in the form of a float 3 is used. And to hold the shell in a predetermined vertical position, a ballast weight 4 is used. During ice formation, a part of the elastic shell 1 is compressed due to a change in volume during the transition of water from the liquid fraction to the solid. Due to this, the pressure of the working medium in the cavity of the shell 1 increases, taking successively the values of pg, p3, etc.

Изменение давления рабочей среды в полости оболочки 1 фиксируется по шкале манометра 2. С помощью тарировочного графика каждому значению давления р) рабочей среды в полости оболочки 1 приводится в соответствие толщина hi слоя льда 6. При необходимости можно извлечь оболочку 1 из слоя льда после окончания замеров или в других случаях рабочая среда из полости оболочки удаляется через запорный клапан 5. Давление в полости оболочки 1 при этом снижается до атмосферного, вследствие чего она принимает исходное состояние. при этом размер поперечного сечения (диаметр) оболочки становится меньше диаметра скважины и поверхность оболочки отходит от соприкасающейся с ней поверхности льда, что обеспечивает возможность беспрепятственного извлечения оболочки 1 из льда 6. При необходимости с помощью вакуум-насоса (не показан) давление рабочей среды в полости оболочки 1 может быть уменьшено до давления много ниже атмосферного, что обеспечит гарантированный отрыв оболочки от льда. Наличие слоя 6 позволит также беспрепятственно отделить поплавок 3 (вместе с оболочкой) от льда.The change in the pressure of the working medium in the cavity of the casing 1 is fixed on the scale of the pressure gauge 2. Using the calibration graph, the pressure hi of the ice layer 6 is adjusted to each pressure value p) of the working medium in the cavity of the casing 1. If necessary, the casing 1 can be removed from the ice after the measurements or in other cases, the working medium from the cavity of the shell is removed through the shut-off valve 5. The pressure in the cavity of the shell 1 in this case decreases to atmospheric, as a result of which it assumes the initial state. the cross-sectional size (diameter) of the shell becomes smaller than the diameter of the well and the surface of the shell moves away from the ice surface in contact with it, which makes it possible to freely remove shell 1 from ice 6. If necessary, using a vacuum pump (not shown), the pressure of the working medium in the cavity of the shell 1 can be reduced to a pressure much lower than atmospheric, which will ensure a guaranteed separation of the shell from ice. The presence of layer 6 will also allow you to freely separate the float 3 (together with the shell) from the ice.

Использование изобретения позволяет производить замеры толщины льда без устройства скважин во льду, производить замеры с большой точностью практически при любой толщине слоя льда без использования каких-либо специальных приспособлений.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 with almost any thickness of the ice layer without the use of any special devices.

Claims

Claim

1. The method of determining the thickness of the ice in the pond, providing for the formation of holes in the body of ice and measuring physical quantities, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the thickness of the ice and ease of work, the holes are formed by placing in the pond before ice formation of the working body, fixing the formation and change of ice thickness, the pressure exerted on the working body by the formed ice is measured as a physical quantity, and the ice thickness is determined by the calibration graph ku

2. A device for determining the thickness of ice in a pond, containing a measuring device with a graduated scale, characterized in that the device is equipped with a working body, fixing the formation and measurement of ice thickness, including a cylindrical shell with a cover in the form of a float and ballast on the bottom, while the shell made of elastic material, its length exceeds the expected maximum ice thickness, and the cover is made of material with a low coefficient of thermal conductivity and has a shut-off valve to fill the cavity about bolts with a working medium with a pressure above atmospheric, moreover, a pressure gauge connected to the shell cavity is used as a measuring device,

FIG. 1

Fig