电容式冰层厚度传感器及其检测方法研究探索反复的传感器类型秘密
导语：冰层厚度检测现有水位测量法、机械式冰层厚度检测法、利用冰水导电率差异的冰层厚度测量法、电磁感应冰层厚度检测法和脉冲雷达检测法。电容式冰层厚传感器利用冰水电介质差异的冰层厚度检测方法进行探究。
引言：河流、湖泊、海洋及其他覆盖着坚硬表面的自然环境，其内部的生长与消亡变化是国内外多个科学研究领域关注的问题，尤其是在防洪减灾和水资源管理方面。北方地区凌汛威胁沿岸居民安全，而掌握河流中的冰生消规律至关重要。此外，全球气候变暖导致极地 glacier 和海洋结霜迅速消失，对人类生活环境产生了深远影响。
空气、液体及固态物质在不同温度下的电容值特性分析：根据物理学原理，c = εrs/d，其中 c 为电容值，εr 为介电常数，r 为极板半径,s为极板面积,d为两极板间距。在固定条件下，当介质从空气转变为水或从水转变为固态时，由于它们各自不同的介电常数，其相应的电容值会发生显著变化。
基于上述理论，我们设计了一种实验装置以实现对河面或海面上的 ice layer 厚度及其下方的 水位 的连续自动化监测。这一系统包括一个平行板型传感器，该传感器可通过改变被测试介质来改变其自身的频率，从而确定是否处于空气、中间状态（即液态或固态）还是在接近零摄氏度时形成了完整封闭状态。当系统能够准确区分三种不同的介质类型并确定它们之间界限时，便可以精确计算出所覆盖区域内每一部分 ice layer 的高度。