包含有离子的水溶液在外施电场作用下是导电的。随着温度的变化，水和冰的导电率也发生变化。基于水和冰的这一导电特性，提出了一种新的冰层厚度传感器结构及其检测方法。这一新型冰层厚度传感器及其检测方法对于在恶劣的检测环境下进行水文检测具有积极的作用 。

如《冰层厚度传感器结构示意图》所示, 传感器为矩形柱体, 其内部由检测电源、安装在矩形柱体外侧壁的检测电源正极电极、在柱体内侧壁按标尺刻度位置排列等距离安装的金属检测触点、单片机控制电路、刻度译码开关电路、电导识别电路、绝缘保温密封添充材料及传感器导线连接插座组成, 其检测电源可由固定于传感器矩形柱体内部的阀控式密封铅酸蓄电池直流电源构成。

检测时，将传感器一端朝下垂直安置于冰水中，传感器标尺刻度总长度应大于冰层厚度，且传感器应有部分金属检测触点暴露于冰面之上与淹没于冰层底部。其检测过程为：外电源通过传感器导线连接，插座接入传感器, 传感器内部单片机控制电路按一定编码顺序产生刻度译码开关控制信号使各刻度译码开关电路按照编码顺序依次单独导通，当某一刻度译码开关电路导通时将把检测电源，这一刻度位置的金属检测触点和与其相连接的被检测介质，电导识别电路接通并形成回路。电导识别电路将对这一金属检测触点与检测电源正电极之间被测介质的电导值范围进行识别，并根据识别结果由某一输出端输出表示被测介质性质的标志电平到单片机控制电路, 单片机控制电路将会根据这一时刻对应的刻度译码开关控制信号确定出被测金属检测触点所处的标尺刻度位置，在单片机控制电路控制下，将所有金属检测触点对应的回路都检测完毕后，单片机将能确定出冰层与空气相接的上界面与冰层与冰下水相接的底部界面的确切标尺刻度位置，由二者

的差值即可得出冰层厚度，即

D =d ₁-d ₂,

式中D 为冰层厚度；d ₁ 为冰层上界面海平面高度值；d₂为冰层下界面海平面高度值。

利用空气、冰及水具有不同的电导特性这一特点, 采用单片机编码控制刻度译码开关依次接通检测电源、不同刻度位置被测介质与电导识别电路构成传感器，可以快速、准确地判断出空气、冰层界面与冰下水位的刻度位置, 从而获得冰层厚度的准确数值。在整个检测过程中，全部采用特殊编码后的数字脉冲信号检测、识别和传输，具有很强的抗干扰能力，可以在恶劣环境下实现对冰层厚度的连续自动检测 。2100433B