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    電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀制造技術
    
                            
    技術編號：44277740 閱讀：8 留言：0更新日期：2025-02-14 22:16
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發明專利技術涉及一種電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，屬于冰層厚度檢測技術領域。水平調節組件固接于外殼的外側，外殼組件與支撐加固組件構成檢測儀的外殼，動力組件固接于外殼內部右側，加熱探測組件位于外殼的中部；動力組件的步進電機帶動加熱探測組件的加熱柱進行探測，傳感器組件的各傳感器同步工作，顯示組件的顯示屏幕實時顯示各傳感器的示數。優點在于：結構簡潔，續航能力強，誤差小。電熱絲分段加熱，節省能源，增強續航能力。通過冰層熱力學特性可判斷冰層熱力學狀態，可進一步評估冰層質量（密度、比熱容、表面質量）和承載能力。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現步驟摘要】
    
                                
    本專利技術涉及冰層厚度檢測，特別涉及一種電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，用于對冰層的厚度及質量進行測量。

    技術介紹
    1、在中國北方地區冬季結冰較厚，冰面的研究對于人們的生產生活有著密切的聯系。為了保障人們在冰面上的工作安全，提高在冰面上的工作效率，冰面厚度及質量檢測顯得尤為重要。近期由于全球變暖，冰層厚度檢測儀在冰面檢測領域有著廣闊的應用前景。
    2、對于冰層厚度的檢測往往是在交通與供電不便、氣候惡劣等不利的環境條件下進行。為了克服惡劣的天氣，解決交通不變等問題，既需要測量儀具有良好的便攜性，又要具有可移動的電源以及良好的續航能力。傳統的測量冰層厚度方法通常采用人工測量的方式，操作煩瑣、耗時且存在一定的安全風險。
    3、冰層檢測儀是一種用于測量和監測冰層厚度、溫度和質量的設備。可用于冰面活動的保障探測，在防凌破冰領域可快速查找冰層薄弱點，為破冰提供有力的信息支持；在水文觀測領域可快速簡便實現對江河湖泊斷面冰層厚度連續測量。冰層檢測儀有多種類型，用于測量和監測冰層的不同特性。常見的冰層檢測儀類型有雷達探測器、鉆孔探測器、電阻率探測器、溫度傳感器網絡。現有的雷達型冰層厚度檢測儀較為復雜，價格較高；鉆孔探測儀對冰面的破壞較大；電阻率探測儀的測量精度較低；溫度傳感器網絡布置較為復雜，且測量速度緩慢。
    4、總的來說，冰層檢測儀的應用前景涉及到環境保護、資源開發、航行安全、基礎設施建設和科學研究等多個領域，具有非常重要的意義。隨著技術的不斷進步，冰層檢測儀的性能和應用范圍也將不斷擴大。
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    技術實現思路
    1、本專利技術的目的在于提供一種電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，解決了現有冰層檢測儀存在的分辨率退化、信號衰減、檢測精度低、測量速度慢等問題。本專利技術通過加熱柱對冰面進行鉆孔，同時傳感器接收到力、位移、溫度、功率等參數，通過顯示屏幕實時顯示數據。通過冰層熱力學特性可判斷冰層熱力學狀態，進一步評估冰層質量和承載能力。采用多段加熱方式，實現檢測儀的節能性。
    2、本專利技術的上述目的通過以下技術方案實現：
    3、電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，包括水平調節組件a、顯示組件b、外殼組件c、支撐加固組件d、動力組件e、傳感器組件f、加熱探測組件g及電源組件h；所述水平調節組件a固接于外殼的外側，外殼組件c與支撐加固組件d構成檢測儀的外殼，動力組件e固接于外殼內部右側，加熱探測組件g位于外殼的中部。動力組件e的步進電機帶動加熱探測組件g?的加熱柱進行探測，傳感器組件f的各傳感器同步工作，顯示組件b的顯示屏幕實時顯示所有傳感器的示數（力、位移、溫度、功率），裝置結構簡潔，續航能力強，誤差小。電熱絲分段加熱，節省能源，增強續航能力。通過冰層熱力學特性可判斷冰層熱力學狀態，可進一步評估冰層質量（密度、比熱容、表面質量）和承載能力。
    4、所述的加熱探測組件g?的加熱柱32通過力傳感器23上的螺紋連接于檢測儀的中間位置，導向管31固接于底板56；加熱柱32內安裝有多段加熱絲67及多個溫度傳感器66，溫度傳感器分布于各段加熱絲67的中部及加熱柱的尖端；溫度傳感器66及加熱絲67通過加熱柱填充物68固定于加熱柱32內部；溫度傳感器66連接溫度變送器40；加熱絲67正極連接繼電器44，負極連接加熱柱32內部。
    5、所述的水平調節組件a的水平儀1通過安裝螺釘組ⅰ2固接于頂板3上側，調節支腿固定端結構8通過安裝螺釘組ⅲ7固接于支撐桿組13上，調節支腿呈對稱形式安裝在檢測儀外殼上；調節支腿包括調節支腿固定端結構8、調節螺紋管10，調節螺紋管10的兩端分別與調節支腿固定端結構8、腳墊12螺紋連接，并分別通過調節螺母ⅰ9、調節螺母ⅱ11進行定位。
    6、所述的動力組件e的步進電機14固接于線性滑臺16的上方，滑塊15安裝于絲杠17及光桿20上，線性滑臺16連接于支撐桿組13，線性滑臺16通過固接于底板56，絲杠17穿過線性滑塊16連接于步進電機14，光桿20通過過盈配合固定在線性滑臺16上，加熱柱連接件21呈l型，加熱柱連接件21固接在滑塊15上，位移傳感器連接件24固接在加熱柱連接件21上。
    7、所述的傳感器組件f的力傳感器23上下兩端為螺紋結構，連接于加熱柱32及加熱柱連接件21上，位移傳感器25固接在l型連接件26上，l型連接件固接于頂板3，單片機34固接于后側板ⅲ62，力變送器36固接于后側板ⅲ62，步進電機驅動器38固接于后側板ⅰ60，溫度變送器40固接于左側板ⅰ57，直流功率計42固接于左側板ⅲ59。
    8、所述的電源組件h由繼電器44、緊固螺釘組ⅶ45、電源46、緊固螺釘組ⅷ47組成，繼電器44通過緊固螺釘組ⅶ45固接于后側板ⅲ62，電源46通過緊固螺釘組ⅷ47固接于后側板ⅲ62。
    9、本專利技術的工作過程如下：
    10、實驗前，將加熱柱復原為零位，電源為關閉狀態，通過調節支腿與水平儀的配合調節檢測儀到合適位置并保持水平。
    11、實驗過程：
    12、一、設定步進電機14的轉速。
    13、二、啟動步進電機14，令加熱柱32工作到冰面的表面，設定此點為初始位置。
    14、三、開啟電源46，進行通電加熱，當檢測儀開始工作后，加熱柱32向下移動從而帶動拉繩式位移傳感器25下端移動，拉繩隨之伸長，在顯示屏幕4上實時顯示加熱柱32向下的位移。單片機34、力傳感器23與加熱柱32相連。在加熱柱32進行工作時，直流功率計42可測量出加熱絲67的電壓、電流及功率。在加熱柱32的底部安裝有溫度傳感器66，進行冰層末端的溫度測量；加熱柱32底部裝有力傳感器23，可進行末端壓力的測量，顯示出鉆尖壓力，進行表面質量的計算。步進電機14通過絲杠17傳遞動力使滑塊沿線性滑臺16移動，滑塊15帶動加熱柱32運動。同時加熱絲67開始工作，最下端開始加熱。力傳感器23接收到信號。當加熱柱32進一步深入冰層，即將到達第二段深度時，第二段加熱絲67開始工作，往后以此類推。最終力傳感器23示數下降到一定示數即為結束，位移傳感器25示數為冰層厚度。在移動的過程中有導向管31負責加熱柱32的導向工作，以使加熱柱32運動為垂直運動。
    15、四、信號采集結束，步進電機4停止運轉，將實驗數據存儲為可調用文件。
    16、本專利技術的有益效果在于：
    17、1.專利技術的本冰層厚度檢測儀便于運輸、攜帶和安放，這相對于傳統的冰層厚度檢測儀具有很大的優勢，體積小、操作簡便。
    18、2.本專利技術的冰層厚度檢測儀具有節能的優勢，采用多段加熱絲分級加熱方式，使檢測儀續航能力更強、消耗能量更小，采用可更換電池作為電源，能量獲取方式更加方便。
    19、3.本專利技術采用單片機以及多種傳感器，自動化水平更高，顯示更加直觀，可實時顯示所有傳感器的示數（力、位移、溫度、功率）。
    20、4.本專利技術通過熱力學機理得出冰層質量（密度、比熱容），通過評價冰層表面質量及表面承載能力。通過本文檔來自技高網...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，其特征在于：包括水平調節組件（A）、顯示組件（B）、外殼組件（C）、支撐加固組件（D）、動力組件（E）、傳感器組件（F）、加熱探測組件（G）及電源組件（H）；所述水平調節組件（A）固接于外殼的外側，外殼組件（C）與支撐加固組件（D）構成檢測儀的外殼，動力組件（E）固接于外殼內部右側，加熱探測組件（G）位于外殼的中部；動力組件（E）的步進電機帶動加熱探測組件（G）?的加熱柱進行探測，傳感器組件（F）的各傳感器同步工作，顯示組件（B）的顯示屏幕實時顯示各傳感器的示數；
    2.根據權利要求1所述的電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，其特征在于：所述的水平調節組件（A）的水平儀（1）通過安裝螺釘組Ⅰ（2）固接于頂板（3）上側，調節支腿固定端結構（8）通過安裝螺釘組Ⅲ（7）固接于支撐桿組（13）上，調節支腿呈對稱形式安裝在檢測儀外殼上；調節支腿包括調節支腿固定端結構（8）、調節螺紋管（10），調節螺紋管（10）的兩端分別與調節支腿固定端結構（8）、腳墊（12）螺紋連接，并分別通過調節螺母Ⅰ（9）、調節螺母Ⅱ（11）進行定位。
    3.根據權利要求1所述的電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，其特征在于：所述的動力組件（E）的步進電機（14）固接于線性滑臺（16）的上方，滑塊（15）安裝于絲杠（17）及光桿（20）上，線性滑臺（16）連接于支撐桿組（13），線性滑臺（16）通過固接于底板（56），絲杠（17）穿過線性滑塊（16）連接于步進電機（14），光桿（20）通過過盈配合固定在線性滑臺（16）上，加熱柱連接件（21）呈L型，加熱柱連接件（21）固接在滑塊（15）上，位移傳感器連接件（24）固接在加熱柱連接件（21）上。
    4.根據權利要求1所述的電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，其特征在于：所述的傳感器組件（F）的力傳感器（23）上下兩端為螺紋結構，連接于加熱柱（32）及加熱柱連接件（21）上，位移傳感器（25）固接在L型連接件（26）上，L型連接件固接于頂板（3），單片機（34）固接于后側板Ⅲ（62），力變送器（36）固接于后側板Ⅲ（62），步進電機驅動器（38）固接于后側板Ⅰ（60），溫度變送器（40）固接于左側板Ⅰ（57），直流功率計（42）固接于左側板Ⅲ（59）。
    5.根據權利要求1所述的電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，其特征在于：所述的電源組件（H）由繼電器（44）、緊固螺釘組Ⅶ（45）、電源（46）、緊固螺釘組Ⅷ（47）組成，繼電器（44）通過緊固螺釘組Ⅶ（45）固接于后側板Ⅲ（62），電源（46）通過緊固螺釘組Ⅷ（47）固接于后側板Ⅲ（62）。
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    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，其特征在于：包括水平調節組件（a）、顯示組件（b）、外殼組件（c）、支撐加固組件（d）、動力組件（e）、傳感器組件（f）、加熱探測組件（g）及電源組件（h）；所述水平調節組件（a）固接于外殼的外側，外殼組件（c）與支撐加固組件（d）構成檢測儀的外殼，動力組件（e）固接于外殼內部右側，加熱探測組件（g）位于外殼的中部；動力組件（e）的步進電機帶動加熱探測組件（g）?的加熱柱進行探測，傳感器組件（f）的各傳感器同步工作，顯示組件（b）的顯示屏幕實時顯示各傳感器的示數；
    2.根據權利要求1所述的電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，其特征在于：所述的水平調節組件（a）的水平儀（1）通過安裝螺釘組ⅰ（2）固接于頂板（3）上側，調節支腿固定端結構（8）通過安裝螺釘組ⅲ（7）固接于支撐桿組（13）上，調節支腿呈對稱形式安裝在檢測儀外殼上；調節支腿包括調節支腿固定端結構（8）、調節螺紋管（10），調節螺紋管（10）的兩端分別與調節支腿固定端結構（8）、腳墊（12）螺紋連接，并分別通過調節螺母ⅰ（9）、調節螺母ⅱ（11）進行定位。
    3.根據權利要求1所述的電加熱融化式節能型全自動冰層厚度及質量檢測儀，其特征在于：所述的動力組件（e）的步進電機（14）固接于線性滑臺（16）的上方...
                            
    
                            
    【專利技術屬性】
    
                                技術研發人員：齊鳳軍，顧柏園，張永奇，裴永臣，白帆，王國寧，靳文志，趙海龍，林春城，李龍，
    
        申請(專利權)人：中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院士官學校，
    
        類型：發明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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