[发明专利]一种实地测量海冰密度的实验装置及方法

说明书

本发明属于检测技术及冰力学特性实验研究领域，具体涉及一种实地测量海冰密度的实验装置及方法。本发明结构简单，利用同一装置分别测量海冰在空气和煤油中的质量，避免测量不规则海冰体积带来的误差，直接得出海冰密度。本发明利用样品在空气和煤油中的比重，不通过测量不规则海冰的体积，可得到精确的密度，其相关公式简单易得。本发明实验装置系统化，操作方便。另外，在装置下方特别设置了滚轮，可随科研人员和设备在采冰地实地测量，使数据更加精准。

技术领域

本发明属于检测技术及冰力学特性实验研究领域，具体涉及一种实地测量海冰密度的实验装置及方法。

背景技术

海冰的力学特性研究涉及到船舶、平台和海洋生产设备的开发领域。为研究海冰的力学特性，需对海冰的属性进行研究，其中海冰密度是十分重要的内容。海冰采集后在运输至实验室途中，会附上污染物，造成密度测量误差。且海冰样品形状不规则易融化，若采用称量样品质量和体积从而得出密度的方法容易造成较大的误差，故有必要研发一种可在采集地点即可测量密度又不通过体积的检测方法。

现已有的海冰密度测量装置以实时测量为主，以申请号CN104535538A的一种基于高光谱技术的滑冰密度原位测量方法为例，其主要是通过测量海冰表面反射光谱来测量海冰实时密度，该方法的局限在于前期需在野外测量选定海冰样品的表面反射光谱作为后续测量海冰密度的检测标准，该标准值的准确性有待考量，且不同海域的反射光谱的误差有待确认；同样的，申请号CN104390884A的一种极地海冰密度测量装置，利用声波在滑冰中的传播特性测量滑冰密度，需要通过大量试验建立数据库。这几种实时测量方法均有其缺陷，而传统的密度测量装置对于海冰密度测量而言也有不足。目前尚未有一种实地测量海冰密度的实验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实地测量海冰密度的实验装置。

本发明的目的通过如下技术方案实现：包括总体框架；所述的总体框架顶部设有秤，总体框架内部下方设有煤油箱；所述的称含有顶面测量端和底面测量端；所述的顶面测量端为秤的顶面；所述的底面测量端包括样品架、伸缩杆和支柱；所述的样品架设置在总体框架内部煤油箱上方；所述的伸缩杆上端与秤的底面连接，伸缩杆下端穿过总体框架顶面并与支柱上端连接；所述的支柱下端连接在样品架的上端。

本发明还可以包括：

所述的总体框架两侧设有收放式移动滑轮；所述的收放式移动滑轮包括支撑板和滑轮；所述的支撑板安装在总体框架两侧；所述的滑轮安装在支撑板的底面。

本发明的目的还在于提供一种实地测量海冰密度的方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：包括以下步骤：

步骤1：组装实验装置，所述的实验装置包括总体框架；所述的总体框架顶部设有秤，总体框架内部下方设有煤油箱；所述的称含有顶面测量端和底面测量端；所述的顶面测量端为秤的顶面；所述的底面测量端包括样品架、伸缩杆和支柱；所述的样品架设置在总体框架内部煤油箱上方；所述的伸缩杆上端与秤的底面连接，伸缩杆下端穿过总体框架顶面并与支柱上端连接；所述的支柱下端连接在样品架的上端；

步骤2：将实验装置固定放置在水平表面上，调整总体框架顶部的秤，使其读数置零；

步骤3：把样品海冰放置在称的顶面测量端上，待秤的读数稳定后读取秤的数据，记录得到的空气中样品海冰的质量为M_air；

步骤4：将样品海冰从秤的顶面取下，重新调整秤，使其读数置零；

步骤5：将该样品海冰放置在称底面测量端的样品架上；

步骤6：操纵伸缩杆，将样品海冰完全浸没在煤油箱的煤油中，待秤的读数稳定后读取秤的数据，记录得到的样品海冰在煤油中的质量为M_k；