[发明专利]便携式积雪含水率测试仪及其测试方法

说明书

本发明提供便携式积雪含水率测试仪及其测试方法，第一恒温槽内壁设有第一隔热装置，第一隔热装置底部设有第一温度传感器，第一恒温槽顶部设有进水口，内部设有第一搅拌棒；第二恒温槽内壁设有第二隔热装置；第二隔热装置底部设有第二温度传感器，第二恒温槽顶部设有进雪口，内部设有第二搅拌棒。本发明采用理想溶液量热法测量积雪内的液体水含量，通过测量雪样品完全融化在液体理想溶液过程中的温差，来计算雪内的液体水含量，这样可以解决冻结量热法存在的热传递问题。该方法具有精确性高、野外测量速度快、设备轻便容易操作、计算简洁等优点。

技术领域

本发明属于冰雪测量技术领域，具体涉及一便携式积雪含水率测试仪及其测试方法。

背景技术

积雪含水率是一种积雪基本物理量，研究积雪含水率对积雪区域水量平衡研究、融雪径流模拟、雪崩预报、斜坡失稳和建筑物雪荷载计算均有重要意义。青藏高原等高海拔、高纬度地区冰雪量大，特别是川藏公路、川藏铁路沿线斜坡上的积雪内存在一定的液态水，通过融水渗透、反复冻融等作用，影响边坡稳定。通过对雪层中液体水含量的测试，可以了解融水渗透对冰雪记录的影响，能全面解释冰雪内的环境信息，同时也是冰雪覆盖区雪崩预告的一项重要参数。另外在冰川研究中应用某些微波技术时，例如测量积雪厚度或水当量，雪内含水量将影响到微波的传播，所以测量雪含水量是冰雪研究的一项重要指标。

国外的测量方法有Jones应用冻结量热法测试雪中的液体水含量，这种方法从理论上讲比较准确，问题是固态积雪与冷冻介质之间不易进行热量转换，从而造成与实际情况不同的测量结果，并且需要一个高技术操作的仪器，工作起来比较复杂，野外测量速度也很慢。融化量热法优点是可以连续从热水向雪内传送热量，测量速度也比较快，但是Colbeck认为这种方法不够准确。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供便携式积雪含水率测试仪及其测试方法，提高测试准确度。

具体技术方案为：

便携式积雪含水率测试仪，包括底板，底板上设有单片机主控制器、LCD显示屏、电源、按键功能区，底板上方设有两个恒温槽，分别为第一恒温槽和第二恒温槽；

第一恒温槽内壁设有第一隔热装置，第一隔热装置底部设有第一温度传感器，第一恒温槽顶部设有进水口，内部设有第一搅拌棒，第一搅拌棒与第一电机连接；进水口设有第一盖子；

第二恒温槽内壁设有第二隔热装置；第二隔热装置底部设有第二温度传感器，第二恒温槽顶部设有进雪口，内部设有第二搅拌棒，第二搅拌棒与第二电机连接；进雪口设有第二盖子；

第一电机、第二电机、第一温度传感器、第二温度传感器分别与单片机主控制器连接， LCD显示屏与单片机主控制器连接显示温度。

便携式积雪含水率测试仪的测试方法，包括以下步骤：

(1)将便携式积雪含水率测试仪放置在在0℃环境下；分别从进水口、进雪口注入100g 理想溶液，通过第一温度传感器、第二温度传感器分别测得理想溶液的起始温度记为To，测出温度值显示在LCD显示屏上；

(2)将25g雪通过进雪口放入第二隔热装置中，并拧紧第二盖子；将25g纯净水通过进水口进入第一隔热装置中，并拧紧第一盖子；

(3)开启第一搅拌棒、第二搅拌棒使溶液混合均匀；

(4)混合均匀后分别测25g积雪与理想溶液混合后温度记为Ti，25g纯净水与理想溶液的混合后温度记为Tw，通过积雪含水率Iw公式：Iw＝(To-Ti)/(Tw-Ti)计算出积雪含水率Iw，并显示在LCD显示屏上。