Metoder for å måle istykkelse på vann

Abstract

Bacheloroppgaven undersøker allerede eksisterende sensorløsning for å måle istykkelse, et behov som ble presentert av Gjøvik kommune. Prosjektet hadde hovedmål: å undersøke ulike sensorteknologier og eventuelt utvikle en prototyp eller teste en teknologi som egner seg til formålet. En litteraturstudie har identifisert tre ikke-intrusive metoder: Ground Penetrating Radar (GPR), elektromagnetisk induksjon (EM) og ultralydsensor. Den første nevnte er effektiv, men tung og kostbar, og dermed ikke egnet til oppgavens rammer. EM-teknologi ble vurdert som løsning for en prototyp, men en videre studie har identifisert en prototyp produkt, EDI-ICE. Utviklingen av EDI ICE var en lang prosess, med flere år for å stille inn antenne og et budsjett som var utenfor formålet. Ultralydsensoren viste seg til å være lovende, men oppsto utfordringer knyttet til refleksjon når ultralydbølgen traff luft is islaget. Testresultatene viste at ultralydsensoren A1207 Pengauge kunne gi nøyaktige målinger under optimale forhold (klar is), men var følsom for forurensinger (luftbobler) i islaget. Selv om prosjektet klarte å identifisere potensielle teknologier for måling av istykkelse på vann med god nøyaktighet, er det konkludert at ingen av de vurderte teknologiene er innenfor de stilte kravene av oppdragsgiver for vekt, mobilitet og pris. Prosjektet anbefaler videre samarbeid med utviklere av EDI-ICE eller begynne en prototyp utvikling basert på ultralyd, men med en sterkere penetrasjonsdybde.

This bachelor's thesis investigates already existing sensor solutions for measuring ice thickness, a need presented by Gjøvik municipality. The main objective of the project was to investigate various sensor technologies and possibly develop a prototype or test a technology suitable for the purpose. A literature study has identified three non-intrusive methods: Ground Penetrating Radar (GPR), electromagnetic induction (EM) and ultrasonic sensor. The first mentioned is effective, but heavy and expensive, and thus not suitable for the scope of the task. EM technology was considered as a solution for a prototype, but a further study has identified a prototype product, EDI-ICE. The development of EDI ICE was a long process, with several years to tune the antenna and a budget that was beyond the scope. The ultrasound sensor proved to be promising, but challenges arose related to reflection when the ultrasound wave hit air and the ice layer. The test results showed that the ultrasonic sensor A1207 Pengauge could provide accurate measurements under optimal conditions (clear ice), but was sensitive to contamination (air bubbles) in the ice layer. Although the project was able to identify potential technologies for measuring ice thickness on water with good accuracy, it has been concluded that none of the assessed technologies are within the requirements for the requirements set by the employer in terms of weight, mobility and price. The project recommends further collaboration with developers of EDI-ICE or start a prototype development based on ultrasound, but with a stronger penetration depth.