[发明专利]一种冰密度测量装置

说明书

一种冰密度测量装置，包括切冰装置和压冰装置两个部分，所述切冰装置的结构为：包括压板，所述压板的中部开有圆孔，所述压板中间位置底部设置有带切冰刀刃的方形槽，位于方形槽的外周根部设置有外圈，所述外圈通过固定螺钉与压板锁紧，所述方形槽的外部还设置有加强筋；所述压冰装置的结构为：包括底座，所述底座的一端通过圆螺母安装有与其垂直的导柱，所述导柱的上端安装有齿条，与其啮合的齿轮，还包括移动架，所述移动架的顶部安装齿轮，所述移动架的右端通过右侧手轮与导柱连接，所述移动架的左端通过左侧手轮安装压冰触手。通过采用切冰装置与压冰装置的配合工作，在压冰装置上可以方便的完成测量工作，从而方便计算获得密度值。

技术领域

本发明涉及密度测量装置技术领域，尤其是一种用于冰的密度测量的冰密度测量装置。

背景技术

随着我国高等级冰区破冰船技术的开发，船舶设计工程师对水池模型试验提出了更高的技术要求。试验水池不仅要开展常规无冰水域下的模型试验，也要能够在试验室内模拟海冰环境，实现对船舶破冰性能的预报和评估。为保证船模试验时，模型冰随船体的翻转、挤压运动与真实航行情况相似，要求模型冰能够在密度上与海冰一致。冰密度是试验测量的一项重要指标。

常规的做法是通过测量冰块的质量和体积，进而使用公式计算获得冰密度。尽管这一测量方法的原理非常简单，但在实际测量时往往由于冰块的融化、破碎以及体积不规则造成实际测量误差的产生，从而导致测量误差。因此，目前冰密度的测量主要采用称重法。

为通过试验准确测量冰的密度，将冰密度测量分3个步骤。主要步骤描述如下所示：

(1)将盛有一定质量水溶液的容器放置于电子秤上，按“去皮”键，将电子秤的重量置零，即m₁＝0；

(2)用工具从制得的冰中切取出一块冰作为待测冰块，将待测冰块放入盛有一定质量水溶液的容器，测量获得质量m₂；

(3)用工具将待测冰块浸入容器的水中，同步测量获得质量m₃。

其中，m₂＝ρ_i·V_i；m₃＝ρ_w·g·V_i/g。

因此，

上式中，ρ_w是水溶液的密度，ρ_i是冰的密度，V_i是冰的体积。

采用这样的方法仅需要测量上述两个步骤的质量，记录电子秤示值数，通过计算获得冰密度。但是也存在三个问题：

(1)容易导致切取的冰块不规则。因为切取的冰样块除了要测量其密度，还需要进行后续的动摩擦系数试验，如果冰块不规则，与模型接触面不够大，则动摩擦系数试验无法进行。

(2)容易产生试验误差。人工操作将冰块浸入水中时，排水体积会因工具也浸入水中而大于冰块体积，此时得到的质量值会有一定的误差，从而影响后续计算得到的冰密度值。

(3)操作不便。因为试验过程都是人工操作，所以在将冰块浸入水中时，需要同步测量此时的质量，这会给操作带来不便。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种冰密度测量装置，从而可实现对采集冰样的规则切割，操作便捷，并且在使用称重法来测量两个步骤的质量时能够很好地减小试验误差，从而得到精确的冰密度值。本发明在试验与测试技术开发领域，具有一定的工程实用性和应用价值。

本发明所采用的技术方案如下：