[发明专利]一种冰水池冰层厚度实时测量装置及测量系统

说明书

本发明提供一种冰水池冰层厚度实时测量装置及测量系统，升降装置的固定箱将升降装置和测量及分离装置固定在冰水池上方的墙壁上，升降装置的固定箱内还安放步进电机、联轴器、钢管U型滑轮和立式轴承座等构件，同时，固定箱底部与五根伸缩管相连。在升降装置的钢管U型滑轮上缠有钢丝绳，钢丝绳通过伸缩管与测量及分离装置的固定箱相连，测量及分离装置的固定箱内还安装有步进电机、电阻式冰厚测量仪、直联座、联轴器、电阻外套管、轴承、轴承支撑板和防震管夹等构件。本发明适用于冰水池在造冰过程中水面冰层厚度的实时测量，具有测量方便、精确度高以及可以实时测量不同位置冰层厚度的优点，有效地提高了冰水池在造冰过程中冰层厚度测量的效率。

技术领域

本发明涉及一种冰水池冰层厚度实时测量装置及测量系统，属于冰水池试验技术领域。

背景技术

国内外冰工程实验室的发展经历了几个阶段，在冰水池实验室中进行冰工程试验已经有几十年的历史，最初的冰工程试验是从研究破冰船开始的，世界上第一座低温冰池实验室于1955年在前苏联建成，1969年，芬兰建起了第二座低温冰池实验室。冰水池发展的初期是缓慢的，规模较小、水平较低，可开展的试验内容较少，主要关注冰区船舶在冰中的航行性能预报，试验方法及环境模型冰制作方法没有统一。二十世纪八十年代以后，随着寒冷海域的海洋石油开发活动的兴起，海洋开发活动不断向寒冷海域扩展，冰区船舶和海洋工程装备的需求逐渐增加，低温冰工程实验室大量出现。

通过详细的论证和设计，大多数冰工程实验室能够细致模拟冰环境，技术手段也逐步多样化，从极地船舶研究拓展到海洋工程等多种试验类型，试验流程和方法逐渐全面建立并发展成熟。近年来，随着北极资源开发和商业航行的可能性，各国国家对冰工程实验室的改造升级更加重视，甚至新建了更加先进的冰水池，进一步健全其试验条件。新兴国家也积极加大对该领域的投入，新建了规模领先的冰水池试验设施。试验设备、流程与测控精度等达到更高水平，自动化程度高，可开展不同对象各种复杂工况下的模型试验。

目前，世界上最长的长条型冰水池尺寸为90m×12m×3m，最宽的方形型冰水池尺寸为40m×40m×2.8m，水池的长度和宽度非常大，在造冰过程中很难有效地保证冰水池表面冰层厚度的均匀性，此外，冰水池在造冰过程中由于采取不同的制冷方式以及不同位置处试验设备的性能存在差异，从而导致了冰层厚度的不均匀性进一步增加。再者，在冰水池中，冰水池试验用水的比热容和相关性能与周围池壁混凝土的性能存在较大差异，从而进一步加剧了冰层周围与冰层中部的不均匀性，从而给试验测量结果带来很大的影响。因此，如何保持冰水池在造冰过程中冰层厚度的均匀性成为了冰工程实验室中至关重要的问题，有必要设计出一种冰水池冰层厚度测量装置。本发明提出一种冰水池冰层厚度实时测量装置能够在冰水池造冰过程中实时检测冰水池表面冰层的厚度，为试验人员提供参考，从而便于试验人员调解冰层不同位置处制冷机组冷气的排放，大大提高了冰层厚度的均匀性，进一步提高了试验测量的精确性。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种冰水池冰层厚度实时测量装置及测量系统。

本发明的目的是这样实现的：包括升降装置部分、测量及分离装置部分，所述升降装置部分包括升降装置固定箱、安装在升降装置固定箱内的步进电机二、与步进电机二输出轴连接的传动轴、安装在传动轴上的两个钢管U型轮、一对伸缩管组、缠绕在两个钢管U型轮上的两根钢丝绳，所述测量及分离装置部分包括测量及分离装置固定箱、安装在测量及分离装置固定箱内的步进电机一、安装在测量及分离装置固定箱上端的连接板、与步进电机一输出端连接的直联座、设置在直联座下端的电阻外套管、安装在直联座内的电阻式冰厚测量仪，且电阻式冰厚测量仪的下端穿过电阻外套管，电阻式冰厚测量仪与直联座之间还设置有轴承，两根钢丝绳的端部穿过对应的伸缩管组后与连接板连接，所述伸缩管组的两端分别与连接板和升降装置固定箱下端连接。

本发明还包括这样一些结构特征：