МЕРЗЛОТОМЕР

Мерзлотомер относится к агрометеорологическим приборам.
Известен мерзлотомер АМ-21, состоящий из защитной трубы в которой свободно подвешена, в воздушной среде, наполненная дистиллированной водой резиновая трубка.
(РД 52.33.217-99. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 11. Агрометеорологические наблюдения на станциях и постах. Ч I. Книга 2. Основные агрометеорологические наблюдения. СПб. Гидрометеоиздат, 2000. - 169-172 с.)
При разработке этого мерзлотомера не учтены архимедовы силы обуславливающие конвективный перенос тепла в воздушной среде. В естественных условиях промерзание и оттаивание грунтов происходит только за счет теплопроводности частиц, а в трубах мерзлотомера за счет конвекции и теплопроводности частиц. Интенсивность конвективного переноса тепла намного выше теплопроводности частиц, поэтому измерения по существующему мерзлотомеру не отвечает действительности.
(Большая советская энциклопедия. М., 1973, т.12 - 608-609 с.)
Конвективный перенос тепла внутри резиновой трубки с водой прекращается при замерзании верхнего слоя, так как максимальная плотность воды наступает при температуре +3,98°С.
Предлагаемая модель исключает конвекцию воздушной среды внутри защитной трубы.
На чертеже изображено: 1 - защитная труба, внутри нее укреплена эластичная пластмассовая или резиновая труба 2, стенки которой расширяются к низу. В усеченный конусный стержень 3 вставлена резиновая трубка с водой 4, 5 - пористая эластичная прокладка, которая предохраняет стержень 3 от разрыва при замерзании воды в трубке 4. Резиновая трубка 4 заглушена пробками 6.
Угол наклона стенок трубы 2 и усеченного конусного стержня 3 одинаковы и составляют примерно 3-5 градусов, что обеспечивает плотное
их сопряжение. 7 - свободное пространство внутри защитной трубы 1 для сбора случайно упавшего мусора. 8 - поверхность земли; 9 - теплоперекрывающие кольца и прокладка; 10 - крышка мерзлотомера; 11 - вытяжное кольцо. На стержне 3 нанесены сантиметровые деления. Монтаж трубки 4 в стержень 3 производить без воды. Заполняют водой трубку 4 следующим образом; в верхнюю часть этой трубки воткнуть две медицинские иглы, одна игла для выхода воздуха, вторая для шприца с водой.