Способ определения влажности снега

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ КАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,7 (088.8) аа делам изооретеиий и открытийДата опубликования описания 15,10.81(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ СНЕГА Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения влажности снега.Известен механический способ определения влажности снега, Он основан на разделении при5 помощи цен-рифуги воды и снега в жидкости (например диэтиленанилине), плотность которой выше плотности снега, но ниже плотности воды, При вращении пробирки с пробой в центрифуге вода опускается на дно, а кристаллы льда всплывают. Количество воды опреде. ляют по мерным делениям пробирки. Затем определяют общий вес образца путем растапливания снега и аналогичного измерения обьема. Влажность вычисляют как отношение первого отсчета объема воды ко второму Я.Этот способ является трудоемким, занимает много времени и имеет невысокую точность определения влажности снега.Известен также способ определения параметров диэлектрических веществ, основанный иа различии диэлектрической проницаемости снега и воды, Для определения влажности диэлектрический датчик (конденсатор) вводят в снежный покров, при этом происходит изменение частотырезонансной измерительной системы с которойон связан. Затем производят перестройку управляемого реактивного элемента (переменногоконденсатора) до тех пор, пока частота резо.нансной системы не восстановится. По емкости1 теременного конденсатора с помощью градуировочной кривой определяют влажность сне.га 2.Этот способ определения влажности снегапрост, занимает мало времени, позволяет про.изводить дистанционные измерения влажности,однако не обеспечивает требуемой точности,так как диэлектрическая проницаемость снегазависит от его плотности, температуры и структуры, что необходимо учитывать при тариров.ке измерительных приборов и измерениях. Кро.ме того данный способ позволяет определитьтолько абсолютную влажность - водосодержаииеснежного покрова, тогда как для прогноза лавинной опасности необходимо знать величинуотносительной влажности снега,Наиболее близким по технической сущности .к предлагаемому способу является калоримет.Щ %-РЧ Йс ), 00 о,удоемк ости Подставляя в (4) численные значения с а и 1, получим 100 7,30 гаемыи нения термостан снижает его ловиях. емперату за вреретой нит нег,нитьсца насекунд м хема устройения влаж. На чертеже а, реализую о сп пред полке 1 в шурфе 2 резанная из снежного 3, на свободный кон рамка 4, состоящая ей 5, нижние концы оромрасноской 6, а ми натянута металлич помощью гибких пров крепле. консольно покрова с ец которо на вь балка легкая стер жн изоля концаС нежнаяй надетао конесущихоединены торых между вер ская нить одников 8 тель 9 к и нить 7сточни подсое ку ток динена через прерыв10.измерения вена снежной балке мкость воды; ная теплоемкостьличины перемещения 3 укреплена рейка 11 3 87319рический способ определения влажности снега,заключающийся в отборе образца снега, измерении его температуры, плавлении снега и определении влажности расчетным путем 3Однако данный способ является сложными трудоемким, так как он связан с многократным взвешиванием и многократным измерением,.температуры. Кроме того, определение необходимых параметров для вычисления влажностизанимает много времени, в течение которогодолжно обеспечиваться хорошее термостатиро.ванне исследуемой пробы.Цель изобретенияснижение тропределения влажности,Поставленная цель достигается тем, что вспособе определения влажности снега, включаю.щем отбор образца снега, измерение его темпе.ратуры, плавление снега и определение влажности расчетным путем, измеряют плотность образ.ца, затем выполняют плавление снега по сечению образца нагретой нитью, при этом измеряют время плавления и объем расплавленногоснега, а влажность находят по формуле% -У(80+0,) ,.,УМ 0,51 -80)25где 9мощность источника тока;Т . время плавления;У - плотность снега;ч - объем расплавленного снега;т - температура снега,Предлагаемый способ определения относительной влажности снега заключается в том,что вырезают образец снега, измеряют его температуру т и плотность я, затем с помощьюзакрепленной в рамке металлической нити,:нагретой электрическим током и перемещаю; щейся при нагревании вместе с рамкой под, действием собственной тяжести, расплавляютснег по сечению образца. При этом измеряютвремя плавления , . Объем расплавленногоснега определяется размерами нити (длиной,диаметром) и высотой образца.Уравнение теплового баланса для одногоакта измерения имеет вид91;= с 03 т + с п 3 т + Ось+ сияиф (1)у45где 9 - мощность источника тока,фт.;- время плавления снега нагретой нитью,сек,;с 0,5 ка 4 г град - удельная теплоемкость сухого снега;вс г ч - е ь- масса сухого снега;5ч - масса расплавленного влажного снега;а. масса жидкой воды, содержащейсяв объеме снега;1 80 каМ - удельная скрытая теплота плав.ления льда;с1 кал/ град. удельная теплоес е, - соответственно удельи масса нити. 1Если высота образца Ьд (диаметра нити),то последним членом в уравнении можно пренебречь, тогда9 Г = со (ч - вЕ) т + сетвт + (уч -- тц) , (2)относительная влажность снегаФ = -100%,уч(3)Определяя из (2) ти подставляя ее значение в (3), находим Уч Я 51 -80)Для удобства ширина образца снега взята рав.ной длине нити 1,Прн измеренным величинам р - плотностьснега и Г . времени плавления объема чснега вычисляют величину относительной влажности снега Е по формуле (5),Измерение основных параметров у и Св предлагаемом способе вместо определениямассы жидкой воды в образца а и общей.4 ассы влажного снега т р в способе . известном позволяет исключить операции многократного взвешивания и измерения температуры и,тем самым, значительно упростить способ опре.деления влажности снега и снизить его трудоемкость, Измерение плотности может быть выполнено любым известным способом, а время плавления снега может быть измерено секундомером пособ осуществляется без приме.та, что также упрошарт способтрудоемкость особенно в полеФункцию термостата выполняетра которого не успевает изме.мя Г . время перерезания образ.ью, так как оно исчисляетсяпредставлена блдк-с873191 где 5с делениями, указатель 12 который укреплен на одном из токонесущих стержней 5.Определение влажности снежного образца производт следующим образом.Обычными стандартными приборами измеояют плотность Я и температуру 1 снежной балки 3, Затем замыкают прерыватель 9, при этом нить 7, нагреваясь проходящим по ней электрическим током от источника 10, начи. пает оплавлять лежащий под ней снег, застав ляя рамку 4 под действием собственной тя. жести перемещаться вниз, перерезая снежную балку 3. Как только рамка 4 переместится на определенное визуально с помощью рейки 11 и указателя 12 расстояние Ь, прерыватель 9 отключает и секундомером измеряют время с перерезания образцаОбъем раснлавлениого нитью снега при этом ч=игде 20Ь - высота ооразца при его полном перерезании;длина нити;с - диаметр нити;чч - влажность снега. Снежная балка шириной Ь = 30 мм и высо.той Ь = 10 см перерезается нихромовой нитьюдиаметром д = 1,8 см, длиной 1 = Ь = 30 смс целью определения влажности. При этом изме.ря ются3плотность снега Р = 0,28 г/смотемпература снега т = - 3 С;объем расплавленного снега ч = Ь.д == 5,4 см;время плавления снега.= 53 сек,6При мощности источника тока д 7,71 Втотносительная влажность снега, вычисленная поформуле (6), составляетФ, 12%+ +%,Предлагаемый способ является дешевым,так как его осуществление не связано с боль.,шими энергетическими затратами, что в усло.виях автономного питания играет большое значение. Формула изобретения Способ определения влажи . снега, заключающийся в отборе образца снега, измерении его температуры, плавлении сне.а и определении влажности расчетным путем, о т л и ч а ю. щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости, измеряют плотность образца, затем выполняют плавление снега по сечению образца нагретой нитью, при этом измеряют время плавления и объем расплавленного снега, а влажность находят по форм.ле 100 Ъ,Уч (о,м-вод мощность источника тока;С - время плавления;р - плотность снега;ч - объем расплавленного снега;т - температура снега.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Руководство по снеголавинный работам.Гидрометиоизда-, Л, 1965, с. 102.2. Авторское свидетельство СССР У 421968,кл, 6 01 Ф 1/11, 1974.3: Руководство по снеголавинным работам,Гидрометеоиздат, Л., 1965, с. 97 (прототип).873191 Составитель А, ПлатоваТехрвд СМигунова Редакто Волов рек тел 5 ПодпиССР нного комитет ретений и открытий 5, Раушская наб.,4"Патент", г. Ужг Заказ 9043 74 Тираж 73 ВНИИПИ Государс ио делам изоб 13035, Москва, Ж ул. Проектная