CN110398517A - 微型螺旋式原位连续贯入式tdr探头装置 - Google Patents
微型螺旋式原位连续贯入式tdr探头装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110398517A CN110398517A CN201910538129.0A CN201910538129A CN110398517A CN 110398517 A CN110398517 A CN 110398517A CN 201910538129 A CN201910538129 A CN 201910538129A CN 110398517 A CN110398517 A CN 110398517A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tdr
- electrode
- epoxy resin
- situ
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 230000035515 penetration Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/041—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/048—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance for determining moisture content of the material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/221—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance by investigating the dielectric properties
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种微型螺旋式原位连续贯入式TDR探头装置。两个电极相距一定角度自绝缘棒的顶部至底部呈螺旋式分布在绝缘棒表面，在绝缘棒顶部设置环氧树脂环层，两个连接螺栓分别将TDR电极的一端固定在环氧树脂环层上，两条连接导线的一端分别与接螺栓连端部连接，两条连接导线的另一端分别与嵌入环氧树脂环层中的同轴电缆的外导体和内导体相连；外导体与信息采集器相连，内导体与信号激发器相连。接收的信号经过分析绘制成波形图，根据波形图计算出土体介电常数和电导率。相同体积时，本发明TDR探头的长度可以达到较传统探头长度的1.57倍，因此探测精度能提高57%。能够更有效的收集分析土体的介电常数和电导率。
Description
技术领域
本发明涉及原位连续贯入式TDR探头装置，尤其是涉及一种微型螺旋式原位连续贯入式TDR探头装置。
背景技术
原位连续贯入式TDR探头装置利用二根不锈钢针做TDR电极，通过TDR技术测试土体介电常数和电导率，以此完成对土壤含水量和污染程度的监测。传统的TDR探头的探针为直线式分布，在小型化时探针长度随着探头尺寸缩短会导致探测精度会大大降低。为了满足TDR探头小型化且保证探测精度不降低的要求，有必要发明一种新型的原位连续贯入式TDR探头。
发明内容
本发明的目的在于提供微型螺旋式原位连续贯入式TDR探头装置，能够更精确的获取不同土体的介电常数和电导率。
本发明采用的技术方案如下：
本发明包括第一TDR电极、第二TDR电极、绝缘棒、第一连接螺栓、第二连接螺栓、环氧树脂环层、同轴电缆、信号激发器和信息采集器；
第一TDR电极和第二TDR电极相距一定角度自绝缘棒的顶部至底部呈螺旋式分布在绝缘棒表面，在绝缘棒顶部设置环氧树脂环层，第一连接螺栓将第一TDR电极的一端固定在环氧树脂环层上，第二连接螺栓将第二TDR电极的一端固定在环氧树脂环层上，第一连接导线的一端与第一连接螺栓端部连接，第一连接导线的另一端与嵌入环氧树脂环层中的同轴电缆的外导体相连，外导体与信息采集器相连；第二连接导线的一端与第二连接螺栓端部连接，第二连接导线的另一端与嵌入环氧树脂环层中的同轴电缆的内导体相连，内导体与信号激发器相连。
所述相距一定角度为5°～85°。
所述同轴电缆由外层的外导体、内层的内导体及两者间填充的绝缘材料层组成。
所述信号激发器能够发出电子激励信号并通过同轴电缆的内导体和第二连接导线传递到第二TDR电极以对土体进行信号探测的。
所述信息采集器为在探测土体后接收从第一TDR电极传回的信号并进行采集的仪器。
本发明具有的有益效果是：
相同体积时，微型螺旋式原位连续贯入式TDR探头的长度可以达到较传统探头长度的1.57倍，因此探测精度能提高57%。能够更有效的收集分析土体的介电常数和电导率。
附图说明
图1是螺旋式原位连续贯入式TDR探头的俯视图。
图2是螺旋式原位连续贯入式TDR探头的截面图。
图3是螺旋式原位连续贯入式TDR探头的结构原理主视图。
图中：1、第一TDR电极， 2、第二TDR电极，3、绝缘棒，4、第一连接螺栓，5、第二连接螺栓，6、环氧树脂环层，7、同轴电缆，8、内导体，9、外导体， 10、第一连接导线，11、第二连接导线，12、信号激发器，13、信息采集器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3所示，本发明包括第一TDR电极1、第二TDR电极2、绝缘棒3、第一连接螺栓4、第二连接螺栓5、环氧树脂环层6、同轴电缆7、信号激发器12和信息采集器13；
第一TDR电极1和第二TDR电极2相距一定角度自绝缘棒3的顶部至底部呈螺旋式分布在绝缘棒3表面，在绝缘棒3顶部设置环氧树脂环层6，第一连接螺栓4将第一TDR电极1的一端固定在环氧树脂环层6上，第二连接螺栓5将第二TDR电极2的一端固定在环氧树脂环层6上，第一连接导线10的一端与第一连接螺栓4端部连接，第一连接导线10的另一端与嵌入环氧树脂环层6中的同轴电缆7的外导体9相连，外导体9与信息采集器13相连；第二连接导线11的一端与第二连接螺栓5端部连接，第二连接导线11的另一端与嵌入环氧树脂环层6中的同轴电缆7的内导体8相连，内导体13与信号激发器12相连。信号激发器12发出信号至TDR探头的第二TDR电极2，的第一TDR电极1采集信息并将探测到的土体参数信息传递给信息采集器13，信息采集器13再将信息传递给电脑，经过分析数据后可得到波形图，并依据波形图计算出土体的介电常数和电导率。
所述相距一定角度为5°～85°。
所述同轴电缆7由外层的外导体9、内层的内导体8及两者间填充的绝缘材料层组成。
所述信号激发器12能够发出电子激励信号并通过同轴电缆的内导体8和第二连接导线11传递到第二TDR电极2以对土体进行信号探测的。信号激发器12其型号为CampbellScientific生产的TDR100或TDR200的信号激发单元。
所述信息采集器13为在探测土体后接收从第一TDR电极1传回的信号并进行采集的仪器。信息采集器13其型号为Campbell Scientific生产的TDR100或TDR200的信息采集单元。
本发明的工作原理如下：
工作时将探头***土体至指定深度，打开外设电路，启动信号激发器，使探头开始探测工作，并将收集到的传回信息采集器，信息采集器将信息上传给电脑并利用PC-TDR 3.0软件绘制波形图，通过时域反射法分析波形图，根据反射回波的时间可以判断不连续点距接收端的距离利用电磁波在探头内的旅行时间获得土体介电常数，电导率则根据Giese-Tiemann(G-T)法计算获得。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.微型螺旋式原位连续贯入式TDR探头装置，其特征在于：包括第一TDR电极（1）、第二TDR电极（2）、绝缘棒（3）、第一连接螺栓（4）、第二连接螺栓（5）、环氧树脂环层（6）、同轴电缆（7）、信号激发器（12）和信息采集器（13）；
第一TDR电极（1）和第二TDR电极（2）相距一定角度自绝缘棒（3）的顶部至底部呈螺旋式分布在绝缘棒（3）表面，在绝缘棒（3）顶部设置环氧树脂环层（6），第一连接螺栓（4）将第一TDR电极（1）的一端固定在环氧树脂环层（6）上，第二连接螺栓（5）将第二TDR电极（2）的一端固定在环氧树脂环层（6）上，第一连接导线（10）的一端与第一连接螺栓（4）端部连接，第一连接导线（10）的另一端与嵌入环氧树脂环层（6）中的同轴电缆（7）的外导体（9）相连，外导体（9）与信息采集器（13）相连；第二连接导线（11）的一端与第二连接螺栓（5）端部连接，第二连接导线（11）的另一端与嵌入环氧树脂环层（6）中的同轴电缆（7）的内导体（8）相连，内导体（13）与信号激发器（12）相连。
2.根据权利要求1所述的微型螺旋式原位连续贯入式TDR探头装置，其特征在于：所述相距一定角度为5°～85°。
3.根据权利要求1所述的微型螺旋式原位连续贯入式TDR探头装置，其特征在于：所述同轴电缆（7）由外层的外导体（9）、内层的内导体（8）及两者间填充的绝缘材料层组成。
4.根据权利要求1所述的微型螺旋式原位连续贯入式TDR探头装置，其特征在于：所述信号激发器（12）能够发出电子激励信号并通过同轴电缆的内导体（8）和第二连接导线（11）传递到第二TDR电极（2）以对土体进行信号探测的。
5.根据权利要求1所述的微型螺旋式原位连续贯入式TDR探头装置，其特征在于：所述信息采集器（13）为在探测土体后接收从第一TDR电极（1）传回的信号并进行采集的仪器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910538129.0A CN110398517A (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 微型螺旋式原位连续贯入式tdr探头装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910538129.0A CN110398517A (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 微型螺旋式原位连续贯入式tdr探头装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110398517A true CN110398517A (zh) | 2019-11-01 |
Family
ID=68323265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910538129.0A Pending CN110398517A (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 微型螺旋式原位连续贯入式tdr探头装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110398517A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111122619A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 青岛海洋地质研究所 | 基于平行螺旋式可伸缩时域反射探针的含水率测量*** |
| CN112362972A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-12 | 中国海洋大学 | 一种螺旋电极电阻率探杆及其监测方法 |
| CN112683928A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-20 | 浙大城市学院 | 一种微型tdr土壤含水量测定探头 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1014352B (de) * | 1953-11-03 | 1957-08-22 | Ruetgerswerke Ag | Schraubelektrode fuer elektrische Messgeraete zur Holzfeuchtebestimmung |
| JPH0729480U (ja) * | 1993-11-09 | 1995-06-02 | 株式会社京三製作所 | センサ用プローブ |
| US5459403A (en) * | 1993-04-29 | 1995-10-17 | Imko Micromodultechnik Gmbh | Apparatus for determining the moisture content of a medium |
| US6076396A (en) * | 1998-02-20 | 2000-06-20 | Protimeter Plc | Moisture sensing probe |
| CN1533501A (zh) * | 2000-09-12 | 2004-09-29 | ����˹�ص� | 检测熔融金属中微粒的装置 |
| CN105136864A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-09 | 东南大学 | 可现场测试地表下不同深度土含水率与干密度的探测器 |
| CN106802132A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-06-06 | 青岛海洋地质研究所 | 一种贯入式多功能海底沉积物原位观测探杆 |
| US20170254766A1 (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | International Business Machines Corporation | Soil moisture probing at variable depth |
| CN210487667U (zh) * | 2019-06-20 | 2020-05-08 | 浙江大学城市学院 | 一种微型螺旋式原位连续贯入式tdr探头装置 |
-
2019
- 2019-06-20 CN CN201910538129.0A patent/CN110398517A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1014352B (de) * | 1953-11-03 | 1957-08-22 | Ruetgerswerke Ag | Schraubelektrode fuer elektrische Messgeraete zur Holzfeuchtebestimmung |
| US5459403A (en) * | 1993-04-29 | 1995-10-17 | Imko Micromodultechnik Gmbh | Apparatus for determining the moisture content of a medium |
| JPH0729480U (ja) * | 1993-11-09 | 1995-06-02 | 株式会社京三製作所 | センサ用プローブ |
| US6076396A (en) * | 1998-02-20 | 2000-06-20 | Protimeter Plc | Moisture sensing probe |
| CN1533501A (zh) * | 2000-09-12 | 2004-09-29 | ����˹�ص� | 检测熔融金属中微粒的装置 |
| CN105136864A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-09 | 东南大学 | 可现场测试地表下不同深度土含水率与干密度的探测器 |
| US20170254766A1 (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | International Business Machines Corporation | Soil moisture probing at variable depth |
| CN106802132A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-06-06 | 青岛海洋地质研究所 | 一种贯入式多功能海底沉积物原位观测探杆 |
| CN210487667U (zh) * | 2019-06-20 | 2020-05-08 | 浙江大学城市学院 | 一种微型螺旋式原位连续贯入式tdr探头装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111122619A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 青岛海洋地质研究所 | 基于平行螺旋式可伸缩时域反射探针的含水率测量*** |
| CN111122619B (zh) * | 2019-12-31 | 2022-02-18 | 青岛海洋地质研究所 | 基于平行螺旋式可伸缩时域反射探针的含水率测量*** |
| CN112362972A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-12 | 中国海洋大学 | 一种螺旋电极电阻率探杆及其监测方法 |
| CN112362972B (zh) * | 2020-10-20 | 2021-08-24 | 中国海洋大学 | 一种螺旋电极电阻率探杆及其监测方法 |
| CN112683928A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-20 | 浙大城市学院 | 一种微型tdr土壤含水量测定探头 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110398517A (zh) | 微型螺旋式原位连续贯入式tdr探头装置 | |
| CN104897734B (zh) | 土工结构物中土体含水率实时测量***及方法 | |
| EP1249706A3 (en) | Non-contact voltage measurement method and device, and related detection probe | |
| CN108037181A (zh) | 一种高压电缆铅封涡流探伤装置及方法 | |
| CN101893603A (zh) | 钻具螺纹装置及裂纹检测方法 | |
| CN108692973A (zh) | 一种适用于特殊原状土的钻进tdr装置及方法 | |
| CN110513104B (zh) | 一种随钻方位组合测量装置 | |
| CN101216335A (zh) | 地下水位面及地下水电导率自动测试装置 | |
| CN108709917A (zh) | 管式tdr土壤水分传感器 | |
| CN104849635A (zh) | 一种基于超声波传感器阵列的局部放电定位*** | |
| CN105973992B (zh) | 环氧浇注绝缘件微小气孔缺陷的超声小波检测方法 | |
| CN108592834B (zh) | 一种用于电缆绝缘层厚度及内外径尺寸的测量装置 | |
| CN210487667U (zh) | 一种微型螺旋式原位连续贯入式tdr探头装置 | |
| CN101907658B (zh) | 电磁波测试土体介电常数的测试装置 | |
| CN101216444A (zh) | 土壤孔隙水电导率多点自动监测装置 | |
| CN109341926A (zh) | 一种中压冷缩式电缆接头界面压力检测方法 | |
| CN210109246U (zh) | 基于复合电场下的电力电缆中间接头局部放电检测*** | |
| CN107907802A (zh) | 一种高压电缆带电局放检测传感器及其应用方法 | |
| CN109884134A (zh) | 一种电极式原油含水率实时检测仪 | |
| CN206020590U (zh) | 一种开关柜局放在线监测传感器 | |
| CN210294142U (zh) | 路基含水率实时连续智能测试*** | |
| CN113671040A (zh) | 一种gis/gil绝缘子应力超声检测平台和检测方法 | |
| CN204129002U (zh) | 便携式原油水分测定工具 | |
| WO2021017309A1 (zh) | 路基含水率实时连续智能测试***及方法 | |
| CN201724928U (zh) | 钻具螺纹探头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |