基于空氣、冰與水的電導(dǎo)率檢測冰厚的理論與應(yīng)用研究.pdf

1、空氣、冰與非純凈的自然水（包括一般的雨水、自來水、地下水、河水、湖水和海水等）具有不同的導(dǎo)電特性，三者中空氣導(dǎo)電性最差，呈現(xiàn)絕緣狀態(tài)，自然水導(dǎo)電性最好，冰介于其中。利用空氣、冰與自然水在導(dǎo)電特性上的差別，融合水文、電子信息處理、傳感器和計算機(jī)數(shù)據(jù)與通信等多學(xué)科技術(shù)構(gòu)成數(shù)字式冰層厚度傳感器及冰層厚度檢測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)冰生消過程中對冰層厚度的定點(diǎn)或區(qū)域范圍內(nèi)離散監(jiān)測點(diǎn)連續(xù)自動化監(jiān)測和在冰凍條件下水位的有壓或無壓檢測，這一研究成果可以應(yīng)用于長

2、距離輸水工程輸水渠道、水庫、河道、湖泊冰生消過程，極地海冰、冰川表層、凍土層、北方地區(qū)近海海岸冰層等變化的定點(diǎn)連續(xù)自動監(jiān)測，為北方地區(qū)冬季水文自動預(yù)報，河流冰凌災(zāi)害預(yù)報、水電設(shè)施安全運(yùn)行、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測，冬季道路、航空、海港安全運(yùn)行、冬季水庫水量檢測、極地科考等提供一種新的檢測理論與技術(shù)手段。這一新的檢測方法的提出與實(shí)現(xiàn)在水文預(yù)報、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、極地科考等領(lǐng)域均有重要的理論意義和實(shí)用價值。 本文所做的主要工作： a.

3、系統(tǒng)研究了自然水在液態(tài)與固態(tài)下的導(dǎo)電特性，分析了其在不同溫度條件下電導(dǎo)率變化的規(guī)律，提出了冰具有弱導(dǎo)電性這一概念。 B.根據(jù)空氣、冰、水具有不同的導(dǎo)電特性，提出了絕緣層 （空氣層）、弱導(dǎo)電層（冰層）和良導(dǎo)電層（冰下自然水）的劃分方法，系統(tǒng)的提出了利用電導(dǎo)率 識別冰層上、下界面的冰層厚度檢測方法及其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 C.研制成功了新型的“冰層厚度傳感器”，實(shí)現(xiàn)了對冰層的定點(diǎn)連續(xù)自動檢測。 D.將單片機(jī)技術(shù)，數(shù)字