Способ определения температуры ледника

СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 647286 А К 11 УО д ьфя Я 51)5 ИЗОБ ИСА ЕТЕНИЯ универси- Институт Чугу озз, р.43 1 ргоЬе беер зтабоп 1 аг 1- се соге бг 1 пд. ЬгазМа, 1 псои,азмеры верхней от интенсивно- вычислитьтемопределения ерны установлеика 5: один - в д нагревателем), ющем термобур ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Казанский государственныйтет им, В.И.Ульянова-Ленина игеографии АН СССР(56) Совдбр 1,чч,. Наозеп ВЛ ТЬЯЬе 0 рго)ест, - Ясепсе, ч.203. М 4434,РЬ 1 ЬегтЬ К. ТЬе йеггп бгпд ве 1 йод Ьу едд и 19 озер, Септга Огесп 1 эпб. в . Ргос, о 1 а зоглрОп 1 ч. о 1 че 1976, р. 117-131. Изобретение относится к технике термометрии и может найти применение в геофизике и гляциологии,Целью изобретения является повышение производительности при одновременном увеличении информативности.На чертеже представлена схема термобура.Основными элементами термобура являются конический нагреватель 1, штепсельный разьем 2, корпус 3, термоизолятор 4, кабель 5 и ультразвуковые антенны б и 7.Термобур находится внутри каверны твой воды, ограниченной поверхностью фазового перехода Х;В результате проплавления термобуром ледяного массива в нем формируется каверна талой воды, которая движется вниз с той же скоростью, что и термобур. Причем в нижней(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛЕДНИКА(57) Изобретение относится к технике термометрии и позволяет ускорить процесс определения температуры ледников, Термобур с постоянной скоростью движется в толщеледника, Ультразвуковыми датчиками измеряется размер каверны около бура, заполненной талой водой, и температураледника определяется по приведенной расчетной формуле, . ил,верны (на забое) прода, а в ее верхней часнамерзания, При движенния термобувытянутость верхней тенсивность намерзаратуры окружающего м теплее лед, тем, очена талой воды. части поверхности ка исходит плавление ль ти идет процесс постоянной скорости ра, а значит и каверны части каверны (т,е. ин ния) зависит от темепе ледяного массива, Че видно, длиннее кавер Таким образом, зная р части каверны, зависящие сти намерзания льда, можно пературу ледника. Для размеров верхней части кав ны два ультразвуковых датч верхней части термобура (на другой - на кабеле соединя с пультом.Расположение ультразвуковых антеннсоответствует точкам 2 о и 21 на чертеже.Для вывода уравнения, позволяющегопроизводить расчет температуры ледника,рассматривалась краевая задача о температурном поле вокруг подвижного источникатепла.Измерения скорости намерзания льда,проведенные акустическим методом, показали, что скорость намерзания лежит в диапазоне 0,5-3 мм/ч. Это позволило прирешении сформулированной краевой задачи выделить малый параметр е, физическипредставляющий собой отношение толщины замерзающего слоя к размеру каверны, 15например (21-20). В результате с точностьюдо членов порядка 0(е), с учетом условиятеплового баланса иа поверхности Х условие Стефана) получена простая формула дляопределения тоо, 20Способ определения температуры вледовой толще осуществляют следующим образом,Термобур типа термоиглы 2 углубляетсяв ледяной массив с постоянной скоростью 3и/ч. Потребляемая мощность 2 кВт, напряжение питания 150 В, диаметр коронки тер,мобура 40 мм, длина снаряда 52 см, вес 1,2кг, Постоянство скорости обеспечиваетсчпри помощи соответствующего натяжениякабеля, сОединяющего нагревательный элемент с пультом управления, который располагается на поверхности ледника,Термобуровое устройство оснащено двумяультразвуковыми антеннами, изготовленными из дисков титаната бария диаметром20 мм,Ультразвуковые датчики, измеряющиеразмеры каверны, расположены на расстоянии 1,5 м друг от друга: один - в корпусе 40термобура, другой - на кабеле.Данные измерений по сигнальному кабелю передаются на. поверхность ледника,где обрабатываются по расчетной формуле45тоо - +тф;2 ГаС К 5 - 2 о де Ч - скорость термобура;а - коэффициент температуропро ности льда;+тф,ГаС А 5 вижения термобура; нт температуропроводно где Ч - скорость д а- коэффицие сти льда; С - его теплое тф темпердту лед - жидкость;- скрытая те Е 1,7 о - коорди мобура, в которых вые датчики, на к снаряде соответст го,г 1 - радиу датчиками, устав но в точках Ео и Е 1м ость;,ра фазового перехода плота фазового перехода; наты точек вдоль оси терразмещены. ультраэвукоабеле и иа термобуровом венно;сы каверны, измеряемые Овленными соответственС -теплоемкость льда;. - скрытая теплота фазового перехода; тф - температура фазового перехода лед-жидкость;тсс- невозмущенная температура ледяного массива;21,20 - координаты точек вдоль оси термобура, в которых размещены ультраэвуко. вые датчики, на кабеле и на термобуровом снаряде соответственно;го,г - радиусы каверны, измеряемые датчиками, установленными соответственно в точках Ео и Ь.Предлагаемый способ обеспечивает высокую скорость измерений, а также непрерывность измерений по всей глубине ледникаФормула изобретения Способ определения температуры ледника, включающий перемещение термобура по толщине ледяного массива, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности при одиовоеменном увеличении информативности, перемещение термобура ведут с постоянной скоростью, непрерывно измеряя радиусы каверны талой воды вокруг термобура в ее верхней цэсти в двух точках по высоте на расстоянии, соответствующем характерному размеру каверны, а температуру ледника определяют по формуле1647286 едактор Л.Гратилло агарина, 10 изводственно-издательский комбинатПатент", г. Ужго аз 1390ВНИИПИ Г Составитель Ю.Андрианов ехред М.Моргентал Корректор О,Тираж 3 И Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 475