Бюкса снегомерная

Полезная модель относится к области гидрологии и исследований криосферы Земли и предназначена для послойного отбора проб снежного покрова и определения плотности снега при проведении снегомерных съемок в полевых условиях. Полезная модель также может использоваться в экологии путем анализа содержания в пробах снега аэрозольных загрязняющих веществ.
Снежный покров в большинстве случаев имеет слоистое строение, поэтому для анализа снежного покрова необходим послойный отбор проб снега.
Во всех работах, связанных с мониторингом снежного покрова, основной недостаток заключается в недооценке способа взятия проб.
Наиболее простой, примитивный, но достаточно широко применяемый способ - отбор снега полиэтиленовым совком, без определения массы пробы. При анализе такой пробы можно получить информацию лишь о концентрации загрязняющего вещества в снеговой воде.
В некоторых случаях определяют размеры шурфа (ширину, длину, глубину) и массу изъятого снега. В этом случае объем получаемой информации после анализов значительно больше. Но метод очень малопроизводителен и не точен.
Известен снегосборник (патент ПМ 53436. МПК G01F1/00, оп. 10.05.2006), представляющий собой пластиковую трубу с нанесенной по наружной стороне сантиметровой шкалой, снабжается дополнительно уплотняющим снежную массу поршнем.
Известен ПОСЛОЙНЫЙ СНЕГООТБОРНИК (патент 2477461. МПК G01N 1/04. оп. 10.03.2013), включающее призму из четырех прямоугольных пластин, три из которых жестко скреплены между собой по краям, образуя ребра жесткости, а четвертая - съемная, отличающееся тем, что для отбора проб снега равного объема при вертикальном опробовании снежного покрова со сложной стратиграфией снежной толщи, заключающей в себе снежные горизонты с прослоями из плотных и оледенелых включений, не выдержанных по простиранию, снегоотборник снабжен устанавливаемой внутри снегоотборника рамой в виде поперечных и продольных ребер жесткости, при этом продольные выполнены в виде роликовых направляющих, а поперечины - в виде металлических пластин, для фиксирования рамы на нужной глубине внутренняя пластина-поперечина по краям содержит неподвижные фиксаторы-выступы, а наружная - подвижные, их подвижность обеспечивается возвратно-поступательным движением штоков-фиксаторов в цилиндрах, неподвижно закрепленных на концах наружной пластины-поперечины, при этом ограничение возвратно-поступательного хода и выступа штоков-фиксаторов регулируется пружинным механизмом, закрепленным на передней пластине-поперечине, устройство снабжено ножом-лотком, выполненным в виде прямоугольного ящика без задней стенки с заостренным наружным краем основания, на боковых стенках ножа-лотка закреплены роликовые направляющие, взаимодействующие с роликовыми направляющими рамы, при этом высота стенок ножа-лотка больше фиксированного шага опробования.
Недостатками данного технического решения являются относительная конструктивная сложность, а также большая масса и габариты послойного снегоотборника, которые приводят к тому, что перемещение данного устройства при выполнении снегомерных съемок выполняется с помощью специальных саней.
Известно Устройство для отбора проб снега (патент 2247351, МПК G01N 1/20 (2000.01), оп. 27.02.2005), включает пробоотборный цилиндр с режущим кольцом с зубьями и поршень с толкателем. Устройство дополнительно содержит режущие элементы, закрепленные на внутренней поверхности кольца, и крышку с центральным резьбовым отверстием для толкателя, выполненного в виде ходового винта. Крышка и толкатель снабжены ручками.
Недостатки устройства - трудоемкость его использования.
Известен СБОРЩИК ПРОБ СНЕГА (ПАТЕНТ 2588360. CN - 26.11.2003 Класс МПК G01N 1/04). Полезная модель относится к метеорологическому прибору, в частности к сборнику проб снега. Его техническая схема и действие заключаются в следующем: на наружной стенке цилиндра радиально расположен шатун, середина шатуна закреплена с цилиндром обоймой, верхняя часть шатуна соединена с вращающейся ручка, а нижняя часть соединена с полукруглой режущей штангой. Таким образом, лезвие и цилиндр вместе опускаются в снег. После поворота верхней вращающейся рукоятки нижнее лезвие для резки снега делает горизонтальные разрезы по всему днищу корпуса. Для облегчения подъема цилиндрического корпуса на верхней части цилиндрического корпуса закреплена подъемная ручка. Для удобства определения глубины отбора проб снега на внешней стенке цилиндра радиально расположена шкала.
Известен ПОСЛОЙНЫЙ ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ПОЧВЫ (107505156, CN - 22.12.2017, Класс МПК G01N 1/04), содержит цилиндрическую пробоотборную камеру, в которой в нижнем конце пробоотборной камеры образовано пробоотборное отверстие, в верхнем конце пробоотборной камеры образовано отверстие для выпуска пробы, а от пробоотборной камеры проходит перевернуто-треугольный направляющий вниз; в боковой поверхности пробоотборной камеры выполнено полосообразное отверстие, проникающее внутрь и наружу пробоотборной камеры, в осевом направлении пробоотборной камеры. Пробоотборник вставляется в почву, образец подается в камеру для отбора проб из отверстия для отбора проб, и камера для отбора проб полностью заполняется образцом. После отбора проб образец выдавливается из порта для отбора проб в порт для выпуска образца.
Общими недостатками известных технических устройств является низкая надежность из-за наличия подвижных (вращающихся и плоскопараллельно перемещающихся) частей, находящихся вне его корпуса, что является следствием невысоких эксплуатационных характеристик.
Известен Пробоотборник для снега (патент 54431, МПК G01N 1/10, оп. 27.06.2006), содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра с крышкой, дробозаборное устройство и привод для перемещения, отличающийся тем, что пробозаборное устройство состоит из разделенной на секции пробоотборной камеры, размещенной внутри корпуса и соединенной через ось с рукояткой-штурвалом с возможностью вращения вокруг оси, а в донной части корпуса выполнено отверстие в виде сектора.
Пробоотборник обладает низкой надежностью из-за наличия подвижных (вращающихся и плоскопараллельно перемещающихся) частей, находящихся вне его корпуса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является устройство для отбора проб снега, выбранное за прототип, (RU №2247351, МПК G01N 1/22, опуб. 2007.12.20), которое включает пробоотборный цилиндр с режущим кольцом с зубьями и поршень с толкателем. Устройство дополнительно содержит режущие элементы, закрепленные на внутренней поверхности кольца, и крышку с центральным резьбовым отверстием для толкателя, выполненного в виде ходового винта. Крышка и толкатель снабжены ручками.
Недостатки известного устройства - трудоемкость его использования, сложная конструкция, необходимость и трудоемкость полного освобождения пробоотборного цилиндра от снега для перемещения поршня в крайнее верхнее (исходное) положение; трудоемкость зачистки зазора и смежных отверстий поршня.
Задачей полезной модели является уменьшение массы и габаритов устройства для послойного отбора снега и уменьшение трудоемкости определения плотности снега, расширение диапазона эксплуатационных характеристик.
Технический результат от применения полезной модели заключается в получении возможности отбора представительных проб снега с низкими затратами труда за счет эксплуатационных качеств.
Это достигается за счет того, что бюкса снегомерная для отбора пробы снега, включает пробоотборный цилиндрический корпус с режущим элементом для обрезки слоя снега, закрепленным на его внутренней поверхности, режущий элемент выполнен в виде стальной нити, прикрепленной к противоположным стенкам корпуса, а на внешнюю поверхности корпуса нанесен указатель объема пробы.
При этом пробоотборный корпус выполнен из алюминия. Указатель объема обозначает границу погружения бюксы.
При отборе проб уплотненного и слежавшегося снега с включениями льда погружение устройства в массив снега производят путем его вращения вокруг оси.
Режущий элемент для обрезки слоя снега выполнен в виде стальной нити - требуется меньшее усилие перемещения режущего элемента. Достигается увеличение режущей способности устройства, снижение фрикционного взаимодействия пробы с внутренней поверхностью пробоотборного цилиндра и предотвращение намерзания снега. Для удобства работы с устройством на внешней поверхности корпуса выполнена черта для измерения высоты рабочего объема. Рекомендуется во время измерения устройство держать в руке ниже этой черты (не происходит таяние снега).
На Фиг. 1 представлена бюкса снегомерная, в сборке со съемным режущим элементом, общий вид.
На Фиг. 2 - то же, вид сбоку.
Позиции обозначают: корпус 1; режущая нить 2; рабочий объем 3 корпуса 1; линия границы рабочего объема 4.
Бюкса снегомерная выполнена в виде (например, алюминиевого) цилиндрического корпуса 1. Внутри установлена режущая нить 2 для обрезки слоя снега. Для удобства на внешней поверхности цилиндрического корпуса выполнена линия 4 границы рабочего объема 3, для измерения высоты рабочего объема. При отборе проб уплотненного и слежавшегося снега с включениями льда погружение устройства в массив снега производят путем его вращения вокруг оси.
Работает устройство следующим образом.
Бюксу погружают рабочим объемом в слой снега и делают оборот (для обрезки снега нитью), взвешивают на весах и высчитывают. Забор снега производят по каждому слою снега в шурфе. Делают три замера по каждому слою снега, для более точного расчета.
Пример.
На площадке, где необходимо провести отбор проб снега, вырывается снежный шурф с плоской стенкой. Рулеткой замеряем мощность снежного покрова. Рукой или пластмассовой карточкой определяем сколько слоев находится в толще снега, мощность каждого слоя, от подстилающей поверхности земли до свежо - выпавшего снега. Бюксу помещаем по рабочую гр ань в снег, делаем оборот, для обрезки снега, и взвешиваем на весах. По каждому слою снега делаем три замера, по формуле высчитываем плотность снег. , где: m- масса снега, V - объем бюксы. Объем бюксы V= S × H.
Заявленная полезная модель позволяет получать представительные пробы снега, значительно снижает трудоемкость отбора проб, позволяют расширить область применения устройства.