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原文传递一种模拟冰挂生消并测量生消速率的方法及装置

专利名称：	一种模拟冰挂生消并测量生消速率的方法及装置
摘要：	本发明公开了一种模拟冰挂生消并测量其生消速率的方法，包括以下步骤：获取实验地点的环境特征、制作环境模型、开始冰挂生成实验、开始冰挂消融实验、计算冰挂长度变化速率和质量变化速率；一种冰挂生成观察装置，包括冰挂生成装置、测量装置、底座、控制装置、驱动装置、相机架，冰挂生成装置、测量装置、控制装置、驱动装置分别与底座连接；相机于相机架上，相机、测量板、冰挂三点一线，冰挂生成装置包括支架、冰挂生成部，冰挂生成部与支架连接；支架与底座连接；测量装置包括测量板，测量板与底座连接、其上有刻度，驱动装置分别与控制装置、支架连接；本方法可在不同条件、地点的模拟冰挂生消；冰挂生成观察装置方便对冰挂进行测量。
专利类型：	发明专利
申请人：	四川大学
发明人：	梁瑞峰;李克锋;赵高磊;冀前锋;浦迅赤;李永;李然;张鹏
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911380452.6
公开号：	CN111060509A
代理机构：	成都时誉知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	何悦
分类号：	G01N21/84;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/84
申请人地址：	610000 四川省成都市一环路南一段24号
主权项：	1.一种模拟冰挂生消并测量其生消速率的方法，其特征在于，采用恒温恒湿实验室模拟待模拟地点的环境特征来模拟冰挂生消过程，包括以下步骤： 1）在待模拟地点选定一个测量点，测量并记录所述测量点24小时内每一个固定时间周期的湿度、温度、降水量、降水温度，查找并计算待模拟地点典型高气温日内温度，所述典型高气温日内温度为待模拟地点的平均日内温度上升至冰挂能够融化温度的历史日期后的一段时期内的平均日内温度变化； 2）在恒温恒湿实验室内，设置冰挂生成处和参照物，所述冰挂生成处的材料与所述测量点的材料一致，所述参照物用于对所述冰挂生成处进行对比观察； 3）选定一个时刻为实验起点，对照步骤1测得的湿度、温度、降水量、降水温度与该时刻相对应的值在恒温恒湿实验室内模拟步骤1所述的测量点的湿度、温度、降水量、降水温度； 4）经过一个固定时间周期，对照步骤1中测得的湿度、温度、降水量、降水温度在对应时刻下的值调整恒温恒湿实验室内的温度、降水量、降水温度； 5）重复步骤4，记录冰挂生成处上开始出现冰挂的初冰时刻，根据所述参照物对比记录所述冰挂的形态，并按所述固定的时间周期记录初冰时刻后每一固定时间周期时间节点的冰挂相比于参照物的形态与时刻值，直至所述初冰时刻经过选定时长后为止； 6）以步骤5结束时刻为实验起点，对照步骤1测得的典型高气温日内温度在该时刻的值在恒温恒湿实验室内模拟步骤1所述的测量点的温度，调整所述测量点的降水温度，保持降水量不变； 7）经过所述步骤4中的固定时间周期，对照步骤1中同时刻的典型高气温日内温度在对应时刻下的值调整恒温恒湿实验室内的温度，保持所述测量点的降水温度、降水量不变； 8）重复步骤7，记录冰挂生成处的冰挂相比于所述参照物的形态，并按步骤7所述的固定时间周期记录每一时间节点的冰挂相比于参照物的形态与时刻值，直至冰挂完全融化； 9）定义所述步骤5停止时刻为末冰时刻，通过记录的数据分别计算出初冰时刻到末冰时刻之间以及末冰时刻到冰挂完全消融之间冰挂的长度变化速率和质量变化速率。 2.根据权利要求1所述的模拟冰挂生消并测量其生消速率的方法，其特征在于，所述冰挂相比于所述参照物的形态通过相机拍摄进行记录，记录时相机拍摄以预定角度为间隔对冰挂的不同面进行拍摄，并且所述相机拍摄需同时拍摄到所述参照物与冰挂。 3.根据权利要求2所述的模拟冰挂生消并测量其生消速率的方法，其特征在于，步骤9中的初冰时刻到末冰时刻之间冰挂的长度变化速率由冰挂在末冰时刻的长度除以初冰时刻到末冰时刻的时长得到，末冰时刻到冰挂完全消融之间冰挂的长度变化速率由冰挂在末冰时刻的长度除以末冰时刻到冰挂完全消融之间的时长得到，冰挂每一时刻的长度通过对比相机拍摄中此时目标冰挂相对于所述参照物的长度，并由所述参照物的实际长度按比例得出冰挂的实际长度。 4.根据权利要求3所述的模拟冰挂生消并测量其生消速率的方法，其特征在于，步骤9中的初冰时刻到末冰时刻之间冰挂的质量变化速率由冰挂在末冰时刻的质量除以初冰时刻到末冰时刻的时长得到，末冰时刻到冰挂完全消融之间冰挂的质量变化速率由冰挂在末冰时刻的质量除以末冰时刻到冰挂完全消融之间的时长得到；冰挂每一时刻的重量通过对比相机拍摄中该时刻目标冰挂各个角度相对于所述参照物的几何参数，并由所述参照物的实际长度、宽度按比例计算出所述目标冰挂的实际几何参数，进而计算出所述目标冰挂的体积，再由冰的密度得出目标冰挂质量。 5.根据权利要求4所述的模拟冰挂生消并测量其生消速率的方法，其特征在于，所述恒温恒湿实验室中设置模型，所述模型为以一定范围按一定比例制作的实地模型。 6.一种冰挂生成观察装置，其特征在于，包括冰挂生成装置、测量装置、底座(5)、控制装置、驱动装置、相机架(17)，所述冰挂生成装置、测量装置、控制装置、驱动装置分别与所述底座(5)连接；其中，所述相机安装于所述相机架(17)上，相机、测量板(1)以及冰挂的位置三点一线；所述冰挂生成装置包括支架(3)、冰挂生成部(4)，所述冰挂生成部(4)设置在所述支架(3)顶部；所述支架(3)与所述底座(5)通过转轴连接，所述支架(3)为透明材料制成；所述测量装置包括测量板(1)，所述测量板(1)呈板状结构，所述测量板(1)与所述底座(5)连接；所述测量板(1)的一面上设置有刻度(2)；所述控制装置包括发射端(8)、接收端(9)，所述接收端(9)与所述底座(5)连接，所述接收端(9)与所述驱动装置连接并可接收所述发射端(8)的信号控制所述驱动装置；所述驱动装置与所述支架(3)连接，所述驱动装置用于驱动所述冰挂生成装置转动。 7.根据权利要求6所述的冰挂生成观察装置，其特征在于，所述刻度(2)包括若干等间距横向设置的刻度(2)线、若干等间距竖向设置的刻度(2)线。 8.根据权利要求7所述的冰挂生成观察装置，其特征在于，所述驱动装置包括从动齿轮(10)、安装台(6)、主动齿轮(11)、电机(7)，所述从动齿轮(10) 套设在所述支架(3)与所述底座(5)连接的转轴侧壁上，所述从动齿轮(10)与所述主动齿轮(11)啮合，所述电机(7)的输出轴与所述主动齿轮(11)连接，所述支架(3)与所述安装台(6)连接，所述电机(7)设置在所述底座(5)上并与所述接收端(9)连接。 9.根据权利要求8所述的冰挂生成观察装置，其特征在于，所述冰挂生成部(4)为凹形结构。
所属类别：	发明专利