[发明专利]一种用于对冰样结构分析的数据的采集装置及采集方法

说明书

本发明涉及冰样数据采集技术领域，具体涉及一种用于对冰样结构分析的数据的采集装置及采集方法，其中采集装置包括支架、电加热玻璃、光栅尺套件、延伸组件、压杆和成像机构，所述支架上表面设置电加热玻璃，所述电加热玻璃的下方设置成像机构；所述支架的侧面至少连接三个光栅尺套件，光栅尺套件连接延伸组件，所述延伸组件连接压杆，所述压杆用于固定冰样；所述光栅尺套件包括光栅尺和弹簧，所述弹簧一端连接支架，另一端连接光栅尺的读数头；所述读数头连接延伸组件。本发明能连续获取冰面图像，同时能确定获取的冰面图像相对于基准位置的倾斜角，在建模时能保证建模的精度。

技术领域

本发明涉及冰样数据采集技术领域，具体涉及一种用于对冰样结构分析的数据的采集装置及采集方法。

背景技术

无论在（极地/高寒地区）冰分析、工程制冰、飞行器结冰等相关科研领域，都会涉及到对冰的结构的分析，在当前的冰内的孔隙大小和分布的研究中，往往通过设定工况的结冰冰形，然后截取冰形上部分块段打磨平整，然后在低温环境使用显微镜进行冰内部微观孔隙结构（透射/反射）图像的拍摄，然后将拍摄的图像信息进行建模。但现有方法局限于对单层冰的局部分析，单层冰分析需设定一个假设：结冰微观结构每个截面含有相近甚至相同的孔隙大小和分布；这个假设便于建模分析，但与实际冰孔隙大小和分布的复杂多样性相差较远，更不能满足混合冰、间歇性防除冰研究等领域的冰分析要求。

如进行多层冰分析，需不断对冰进行切割然后进行图像拍摄，但是在对冰进行多次切割时难以保证切割的冰面平行，就会导致建模分析产生误差。

且目前冰的切割技术包括：锯子、冰刀为代表的机械切割方法；电热丝、热刀为代表的热切割方法；结合机械和热作用的冰样打磨方法等。

这些切割技术，难以避免由于往复运动引起冰样破碎、切割面外形显著变化、在切割表面产生对冰内孔隙的填充和破坏。所以这些切割方法会极大影响结果的可靠性。

综上所述，现有技术中冰样结构分析中数据采集时存在下列缺陷：

（1）现有的切割技术易导致冰破面被破坏，导致采集的图像信息存在缺陷；

（2）在多层冰分析时，冰剖面逐层获取时，冰剖面不平行时难以确认相对于第一次截取的冰剖面冰剖面的倾斜角；在建模分析时未考虑该倾斜角时就会导致分析精度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于对冰样结构分析的数据的采集装置。本发明能连续获取冰面图像，同时能确定获取的冰面图像相对于基准位置的倾斜角，在建模时能保证建模的精度。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于对冰样结构分析的数据的采集装置，包括支架、电加热玻璃、光栅尺套件、延伸组件、压杆和成像机构，所述支架上表面设置电加热玻璃，所述电加热玻璃的下方设置成像机构；所述支架的侧面至少连接三个光栅尺套件，光栅尺套件连接延伸组件，所述延伸组件连接压杆，所述压杆用于固定冰样；

所述光栅尺套件包括光栅尺和弹簧，所述弹簧一端连接支架，另一端连接光栅尺的读数头；所述读数头连接延伸组件。

相对于现有技术中用切割刀具切割形成冰面，本发明在电加热玻璃的作用下冰样融化形成冰面，融化形成的冰面不会出现冰面破坏的情况，使获取的图样信息更加准确。

使用时，将冰样放置在电加热玻璃上，将压杆压在冰样上，此时保证弹簧伸长，且压杆对冰样的平均压强为100~1000Pa；要达到该压强，可通过选择不同的弹簧、确定压杆和冰样的大小确定；在确定了的压杆长度和弹簧，此时就可通过调整冰样大小保证压杆对冰样的平均压强为100~1000Pa。弹簧在伸长状态，在冰逐渐融化的过程中，弹簧逐渐收缩，此时就会带动读数头向下滑动，冰样底面各位置的融化速度不一致时，读数头的位移就会不同。

进一步的，所述压杆的端部连接有定位件，所述定位件用于固定冰样。