Прибор для измерения толщины льда в водоемах Советский патент 1937 года по МПК E02B15/02 G01B5/06 G01B3/30 

Применяющиеся обычно приборы для измерения толщины льда требуют перед каждым измерением вырубки новой или расчистки старой проруби. При частых измерениях толщины льда на вырубку прорубей тратится много труда и времени, а расчистка старых (постоянных) прорубей, хотя и требует меньше труда и времени, приводит к нарушению естественных условий льдообразования в месте измерений, так как возле проруби постепенно накопляется куча выкинутого из нее льда и снега.

Предлагаемый, согласно настояш,ему изобретению, прибор позволяет определять толщину льда сколько угодно раз в течение всего периода льдообразования и некоторое время после начала весеннего таяния льда, вырубив прорубь лишь два раза-для установки прибора в. начале периода льдообразования и для того, чтобы убрать прибор весной.

На чертеже фиг. 1 изображает предлагаемый прибор в вертикальном разрезе, в положении при определении толщины льда, а фиг. 2-прибор в плане.

Прибор состоит из рамы /, к которой прикреплена измерительная

рейка 2, пропущенная через трубу 3, служащую для заливки керосина, с целью предупреждения замерзания воды вокруг рейки 2.

На нижний конец рейки 2 прикреплен перпендикулярно к ней в середине брус 6 рамы 7, на концах которого укреплены вертикальные стойки 7 с горизонтальными площадками 8 наверху. Рейка 2 проходит внутри вертикально стоящей трубы 3, верхняя часть которой заключена в четырехугольную трубу . Труба скреплена с трубой 3 при помощи муфты /2. Часть одной из досок, образующих трубу 4, сделана открывающейся и к ней привинчены кронштейны 9. Вниз) труба 4 оканчивается фланцем 5. К средине рамы подвешен груз //.

Установка прибора может быть произведена, как только лед начнет выдерживать тяжесть человека. Вольду вырубается прорубь в форме буквы Г. Часть проруби, соответствующая горизонтальной черте буквы Г, делается шириной 20-25 см и длиной 120 см и через нее погружается в воду рама / и труба 3 по фланцу 5; другая часть проруби, соответствующая вертикальной черте

буквы г, делается ишриной 6-8 см и длиной 110 cjw и в ней, отодвинув прибор от широкой части проруби на 1 л« так, чтобы рама оказалась под льдом, окончательно устанавлиBarot прибор. Прибор ставят, опирая его на края проруби фланцем 5. Трубе 5 придают совершенно вертикальное положение. После этого делают первые отсчеты по прибору, для чего приподнимают вверх рейку 2, пока плош,адки 8 не прижмутся к нижней поверхности льда; на верх трубы 5 ставится линейка Ю по линейке отсчитывается деление, 11риходяш.ееся против метки, сделанной на рейке 2 возле ручки. Для контроля следует измерение повторить, причем можно, поворачивая раму с рейкой, измерять лед в любом направлении вокруг трубы 5, записывая отсчет по рейке и толщину льда, определяемую измерением монолита, выпиленного из льда, или измерением рейкой с укосиной. Сейчас же, после первых отсчетов, в трубу 3 наливают керосин. Керосин не замерзает, а также не замерзает и находящаяся под ним в трубе 3 вода, если последняя находится не выше нижней поверхности окружающего трубу 3 льда. Имея в трубе 3 всегда столько керосина, что он вытесняет из нее воду до или ниже нижней поверхности льда, окружающего трубу 3, можно всегда свободно приподнимать и опускать рейку 2-в трубе льда не будет. Попавший под лед керосин может исказить естественный ход льдообразования. Прибор сконструирован так, что керосин из совершенно открытой снизу трубы 5 под лед не попадет, если соблюдать следующие правила:

1. Керосин в трубу 3 на.- ивать в нужном количестве не сразу, чтобы не допустить образования в трубе льда в продолжение всего периода определений толщины льда при помощи прибора, а в несколько приеMOB, по мере увеличения толщины льда с тем, чтобы низ керосинового столба в трубе опускался не более чем на 20 см под нижнюю поверхность окружающего трубу 3 льда, пока не будет в 30 см от нижнего конца трубы, после чего должен

опускаться не более, чем на 10 см.

2.Опускать рейку во время и после измерений так, чтобы над трубой 3 всегда находился конец рейки длиной не менее 20 см. пока нижняя поверхность окружающего трубу 5 льда не будет в 30 см от низа трубы 3, после чего можно опустить рейку еще на 10 ог,а затем, когда лед будет в 20 см от низа трубы 3, рейку можно опустить до ручки.

3.Не приливать больше керосина, если низ керосинового столба находится в 10 см от нижнего конца .трубы; 10 см-запас, чтобы керосин не вылился из трубы.

Определение количества керосина, которое нужно налить в трубу 3, производится по формуле:

(f,-f,),

где fi - площадь поперечного сечения трубы 3, /2 - площадь поперечного сечения рейки 2, h-высота столба воды, который должен быть вытеснен керосином, k-коэфициент пропорциональности удельных весов керосина и воды, равный 1,25.

Прибор с керосином в трубе 3 оставляется на месте первых отсчетов. Рейка вешается за ручку на кронштейн, а труба 4 закрывается и запирается. Прорубь постепенно замерзает, крепко охватывая льдом наружные стенки трубы 3.

При последующих определениях толщины кристаллического льда производят отсчеты по прибору, как и в первый раз. Толщину наледи определяют измерениями расстояния от верха трубы 4 до льда. При увеличении толщины кристаллического льда и наледи будут уменьшаться расстояния от верха трубы 3 до метки на рейке 2 и от верха трубы 4 до поверхности льда. Разность отсчетов по прибору в данный день и в какойлибо предыдущий день указывает, насколько изменилась толщина льда за период от предыдущего отсчета до данного дня. Прибавляя величину изменения толщины льда с момента установки прибора к толщине льда бывшей при установке прибора (как указывалось ранее, толщина льда при

установке прибора измерена рейкой с укосиной или измерением монолита), получаем толщину льда в данный день. Складывая толщину кристаллического льда и толщину наледи, получаем общую толщину льда.

Прибор рассчитан на определение толщины кристаллического льда от 5 см до 70 см., и наледи-от нуля до 30 СМ; таким образом, общая толщина льда, определяемая прибором, может доходить до 1 ж.

Если на месте установки прибора толщина кристаллического льда бывает больше 70 см, а толщина наледи больше 30 см, то прибор надо изготовить ббльшего размера. При определении размеров деталей прибора надо иметь в виду следующее:

1.Длина нижней части трубы 3 (часть ее, находящаяся ниже трубы 4) должна быть не менее предполагаемой максимальной толщины кристаллического льда плюс 10 см запаса, а длина верхней части трубы 3 (часть ее, находящаяся в трубе б) должна быть не менее 0,25 высоты предполагаемого максимального столба воды, который будет вытеснен керосином, плюс предполагаемая максимальная толщина наледи.

2.Высота рамы 7 должна быть не менее длины нижней части трубы 3

минус толщина льда при установке прибора.

3.Длина рейки 2 должна быть равной сумме длин трубы 3 и высоты рамы 7 плюс 5 см.,

4.Труба 4 должна быть выше верха трубы 5 не менее, чем на 30 см.

5.Вес груза 8 должен несколько превышать в воде пловучесть рамы.

Прибор значительно облегчает наблюдения над ледовым режимом, избавляя от рубки и расчистки прорубей, сохраняет естественные условия льдообразования в месте измерений толщины льда и позволяет совершенно точно разграничить кристаллический лед и наледь.

Предмет изобретения.

1.Прибор для измерения толщины льда в водоемах, отличающийся тем, что он состоит из укрепленной на раме 7 измерительной рейки 2, пропущенной через трубу 3, служащую для заливки керосина, с целью предупреждения замерзания воды вокруг рейки 2.

2.Форма выполнения прибора по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя часть трубы 3 заключена в наружную четырехгранную трубу 4, оканчивающуюся фланцем 5.

к авторскому свидете.11ьству В. Р. Вютриха

№ 52131

Фиг

« #