Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР В ПРОМЕРЗАЮЩЕМ ГРУНТЕ

Сидоров А.А. 1 Тягунин А.В. 1
1 Северный Арктический федеральный университет им. М.В. Ломоносова
1. DALLAS Semiconductor MAXIM DS18S20 High-Precision 1-Wire Digital Thermometer [Электронный ресурс]//Datasheet – Maxim Integrated, 2010. – Режим доступа: http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18S20.pdf (Дата обращения: 10.12.2014).
2. Подключение датчика температуры DS18B20 к Arduino. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://arduino-project.net/podklyuchenie-ds18b20-arduino/ (Дата обращения: 10.12.2014).

В практике научных исследований возникает необходимость изучения распределения температур и динамики изменения температуры во времени и пространстве в грунтах, льду и снежном покрове. В связи с этим возникает необходимость в создании прибора для дистанционного измерения температур временной динамики изменения температур и пространственного распределения температур. Промышленность в настоящее время такие приборы не выпускает. В данной статье предлагается устройство для измерения пространственного распределения температур во льдах, в грунтах и снежном покрове, совмещенное с персональным компьютером. Для данного устройства возможна организация дистанционных измерений с использование спутниковой связи. Подобное устройство возможно к использованию при организации долговременных наблюдений при исследованиях в арктической и приарктической зонах.

Установка для измерения температуры мерзлых пород состоит из: 20 термодатчиков DS18S20, Arduino UNO, ПК. Термодатчики расположены на расстоянии 10 см друг от друга по всей длине линейки из оргстекла. Для преобразования сигнала с датчиков применяется Arduino UNO, который в дальнейшем передает сигнал на ПК. Термодатчики соединены с Arduino при помощи трех проводов: общий, данные и положительного полюса питания. Для работы с датчиком в программу Arduino IDE были добавлены библиотеки: OneWire и DallasTemperature.

missing image file

Рис. 1. Блок-схема установки

Для измерения данных несколькими датчиками одновременно, необходимо подключить их параллельно.

Апробирование этого устройства происходило на площадке расположенной в 10 метрах от здания, сигнал входил в здание и регистрировался на ПК. Устройство позволяло снимать показания на удалении, через интернет.

missing image file

Рис. 2. Данные изменения температурной зависимости за 36 часов

missing image file

Рис. 3. Пример временной динамики температуры в грунте на разных глубинах

missing image file

Рис. 4. Пример временной динамики температуры в снежном слое

На рисунке 2. представлены данные изменения температурной зависимости за 36 часов. Данные графики показывают, как градиент температур становится линейным с течением времени. Нелинейность изначально обусловлена перемешиванием грунтов разных слоев, при закапывании датчиков.

На рисунках 3 и 4 показана зависимость температуры от времени измерения, начиная со времени установки измерительных датчиков, с 15 часов 17 декабря, и оканчивается в 02 часа 18 декабря, снятие данных происходило ежечасно.


Библиографическая ссылка

Сидоров А.А., Тягунин А.В. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР В ПРОМЕРЗАЮЩЕМ ГРУНТЕ // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-4. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=14113 (дата обращения: 07.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074