SU1693362A1 - Method for controlling thickness of ice - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  дл  измерени  толщины льда в естественных и лабораторных услови х с повышенной производительностью за счет исключени  необходимости проведени  дополнительных измерений, св занных с контролем величины диэлектрической проницаемости льда. Способ основан на измерении электрической емкости конденсатора, диэлектриком которого  вл етс  контролируемый участок льда 1, а обкладками - размещенный с возможностью перемещений над поверхностью льда 1 плоский электрод 2 и подледна  вода 4, котора  контактирует с вспомогательным электродом 5. Измерени  электрической емкости провод т с помощью соответствующего блока 6 на частоте, превышающей 10 Гц, при которой диэлектрическа  проницаемость льда  вл етс  посто нной величиной, не завис щей ни от частоты питающего напр жени , ни от температуры льда. 1 ил. w &The invention relates to a measurement technique and can be used to measure ice thickness in natural and laboratory conditions with increased performance by eliminating the need for additional measurements related to controlling the dielectric constant of ice. The method is based on measuring the electric capacitance of a capacitor, the dielectric of which is a controlled area of ice 1, and the plates are placed with the possibility of moving above the surface of ice 1 a flat electrode 2 and under-ice water 4, which is in contact with an auxiliary electrode 5. of the corresponding block 6 at a frequency greater than 10 Hz, at which the dielectric constant of ice is a constant value that does not depend on the frequency of the supply voltage or on m ice temperatures. 1 il. w &

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  толщины льда в естественных и лабораторных услови х.The invention relates to a measurement technique and can be used to control the thickness of ice in natural and laboratory conditions.

Цель изобретени  - расширение диапазона измерений и повышение производительности способа за счет осуществлени  измерений на частоте, при которой диэлектрическа  проницаемость льда посто нна.The purpose of the invention is to expand the measurement range and increase the productivity of the method by measuring at a frequency at which the dielectric constant of ice is constant.

На чертеже представлена установка дл  осуществлени  способа.The drawing shows an apparatus for carrying out the method.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

На поверхность льда 1 устанавливают с возможностью перемещени  плоский электрод 2 измерительного конденсатора. Дл  поддержани  посто нного зазора д между поверхностью льда 1 и электродом 2 измерительного конденсатора последний устанавливаетс  на катки 3 одинакового диаметра. Использование катков 3 облегчает также перемещение электрода 2 по поверхности льда 1 и при переходе к контролю новых участков последнего. Дл  обеспечени  контакта с подледной водой 4, используемой в качестве электрода измерительного конденсатора, СЛУЖИТ вспомогательный электрод 5. Электрод 2 и вспомогательный электрод Ъ подключен к блоку 6, предназначенному дл  измерени  электрической емкости измерительного конденсатора, диэлектриком которого  вл етс  лед 1, и воздушный зазор д, а обкладками - электрод 2 и подледна  вода 4. К выходу блока 6 подключен регистратор 7. Измерение электрической емкости производитс  на частоте f 108 Гц, при которой диэлектрическа  проницаемость льда не зависит ни от частоты питающего напр жени , ни от температуры окружающей среды,The flat electrode 2 of the measuring capacitor is mounted on the surface of the ice 1 so that it can move. In order to maintain a constant gap d between the surface of the ice 1 and the electrode 2 of the measuring capacitor, the latter is placed on the rollers 3 of the same diameter. The use of rollers 3 also facilitates the movement of electrode 2 along the surface of ice 1 and during the transition to the control of new sections of the latter. To ensure contact with the subglacial water 4 used as the electrode of the measuring capacitor, SERVE auxiliary electrode 5. Electrode 2 and auxiliary electrode b are connected to unit 6, designed to measure the capacitance of the measuring capacitor, the dielectric of which is ice 1, and air gap and plates - electrode 2 and under-ice water 4. Recorder 7 is connected to the output of block 6. The capacitance is measured at a frequency of f 108 Hz, at which the dielectric constant of ice does not depend on the frequency of the supply voltage, nor on the ambient temperature,

т.е.  вл етс  посто нной величиной, не требующей дополнительного контрол . Расчет толщины а льда при этом производитс  по формулеthose. is a constant value that does not require additional control. The calculation of the thickness a of ice in this case is made by the formula

Ј1 Е2 S бЈ1 E2 S b

00

5five

00

5five

00

5five

00

с д - Јi Swith d - Јi S

где Јi - диэлектрическа  проницаемость воздуха;where Јi is the dielectric constant of the air;

Ј2 - диэлектрическа  проницаемость льда, равна  3, 2 и посто нна  по величине при частоте питани  f 108 Гц;Ј2 is the dielectric constant of ice, equal to 3, 2 and constant in magnitude at a feed frequency of f 108 Hz;

S - площадь подвижного электрода;S is the area of the moving electrode;

с - измеренна  емкость;c is the measured capacitance;

5 - величина воздушного зазора между электродом и поверхностью льда.5 - the size of the air gap between the electrode and the surface of the ice.

Таким образом, контролируема  электрическа  емкость измерительного конденсатора однозначно зависит от толщины диэлектрика, которым  вл етс  лед.Thus, the controlled electrical capacitance of the measuring capacitor unambiguously depends on the thickness of the dielectric, which is ice.

Исключение необходимости проводить дополнительные замеры дл  исключени  вли ни  изменени  диэлектрической проницаемости льда существенно повышает производительность и расшир ет диапазон измерений.Eliminating the need to make additional measurements to eliminate the effect of changes in the dielectric constant of ice significantly increases productivity and extends the measurement range.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ контрол  толщины льда, заключающийс  втом, что измер ют емкость конденсатора , который образуют установленным над поверхностью льда электродом и наход щейс  под его поверхностью водой, по величине которой определ ют толщину льда, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерений и повышени  производительности контрол , измерение электрической емкости конденсатора производ т на частоте f 108 Гц.The method of controlling the thickness of the ice, which means that the capacitance of the capacitor is measured, which is formed by an electrode installed above the ice surface and water below the surface, the value of which determines the thickness of the ice, which is different in that The control, measuring the capacitance of the capacitor, is made at a frequency of f 108 Hz.