详情

原文传递一种实验室冰塞冰坝雷达测量试验装置和方法

专利名称：	一种实验室冰塞冰坝雷达测量试验装置和方法
摘要：	本发明涉及一种实验室冰塞冰坝雷达测量试验装置和方法，包括：非金属的水槽，水槽顶部跨放有桁架，桁架通过升降机构与水面平行的雷达平板连接，雷达平板上放置测量雷达，雷达平板下方设有浸泡在水中的透水测量桶，透水测量桶的桶底为能够升降的透水板，透水测量桶中放置模型冰块；桁架上设有能够将桁架上下左右晃动的握柄。本发明通过在透水测量桶中建立模拟的冰塞冰坝，对冰塞冰坝的形成和特性进行试验，能够针对冰塞冰坝和冰下水深雷达测量中雷达回波图像和介电常数等难点开展系统研究，以提高相应设备的测量精度，并推动相关学科的进一步发展。整套装置构造简单，成本低廉，试验方式简单有效。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国水利水电科学研究院
发明人：	付辉;郭新蕾;王涛;郭永鑫;李甲振;路锦枝
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910534915.3
公开号：	CN110187076A
代理机构：	北京国林贸知识产权代理有限公司
代理人：	李富华;李桂玲
分类号：	G01N33/18(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	100038 北京市海淀区玉渊潭南路1号D座4层401
主权项：	1.一种实验室冰塞冰坝雷达测量试验装置，包括：非金属的水槽，所述的水槽顶部跨放有桁架，其特征在于，所述的桁架通过升降机构与水面平行的雷达平板连接，所述的雷达平板上放置测量雷达，所述的雷达平板下方设有浸泡在水中的透水测量桶，所述透水测量桶的桶底为能够升降的透水板，所述的透水测量桶中放置模型冰块；所述的桁架上设有能够将桁架上下左右晃动的握柄。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的水槽的水平投影为矩形，一侧壁上设有水深标尺。 3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的桁架为井字形桁架，所述的井字形桁架的八个端部分别设有滑轮，所述的滑轮搭在导轨上。 4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的升降机构是螺杆和螺母。 5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的雷达平台和透水测量桶的水平投影为矩形，桶壁由四块孔板构成，桶底由一块孔板构成，孔板上开孔的直径应小于模型冰平均粒径的0.5倍。 6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的构成桶壁的四块孔板通过四根竖直的支撑梁连接，支撑梁上设有距离标尺。 7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的支撑梁设有沿长方向延并伸能够插入孔板边缘的卡槽。 8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的桶底孔板的边缘设有能够牵引桶底孔板升降的牵引绳。 9.根据权利要求1-8所述的装置，其特征在于，所述的模型冰块为聚乙烯块。 10.一种使用权利要求9所述装置的实验室冰塞冰坝雷达测量试验方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：步骤1，制作模型冰块：使用密度与天然冰块近似的聚乙烯制备体型大小不同的多种模型冰块；步骤2，水槽底部设置介质：根据实验方案在水槽底部者铺设卵石、泥沙，或者卵石和泥沙的混合物，如果实验方案无需在槽底铺设任何介质，则跳过本步骤；步骤3，设置水深和模型冰块：根据实验需要依据水深标尺在水槽中注水或调整水深，将一种或几种按一定配比混合的模型冰块放入透水测量桶中，拉起牵引绳使桶底达到目标位置附近；模型冰块放入透水测量桶之前，通过称重和密度换算计算透水测量桶内的模型冰块的总体积V1；步骤4安放设备：将桁架、升降机构、雷达平板、透水测量桶、模型冰块放入水槽中；步骤5，调整模型冰块空隙度：通过导轨将试验平台的前后、左右、上下等三个维度方向的反复震动使得模型冰块在孔板内能够均匀堆积，然后通过牵引绳微调桶底，使漂浮的模型冰块模拟的冰塞冰坝模型的底部均匀，并记录此时冰塞冰坝模型的厚度、测量桶内的总体积V2和冰下水深，并计算当前冰塞冰坝模型的孔隙率V1/V2；步骤6，雷达测量：将雷达放入雷达平板，通过升降机构调整雷达平板，使雷达平板尽量靠近水面，开启雷达进行测量，并记录测量结果，对比分析雷达测量值与实测值之间的误差，进一步分析雷达回波图像和介电常数的变化特性；步骤7，调整实验条件或结束：或者回到步骤2，使用不同的孔隙率、不同尺寸的冰块和冰下水深开展系统的重复和比较试验，或者结束实验。
所属类别：	发明专利