岩土间含水层流动热特性测试装置及测试方法与流程

文档序号:12268005阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种岩土间含水层流动热特性测试装置,包括具有内腔且竖直埋设于土壤中的测试管体(4),其特征在于,所述的测试管体(4)上自上向下依次设有若干加热测温组件(7),每一个加热测温组件(7)均具有能检测土壤温度信息的温度传感器(15)且能对温度传感器(15)所处位置区域进行加热的加热器(14),所述的测试管体(4)内自上向下设有若干与加热测温组件(7)一一对应的数码转换控制变送器(5),所述的数码转换控制变送器(5)包括与温度传感器(15)相连的地址及温度转换器(16),所述的地址及温度转换器(16)通过信号反馈线(3)与测试仪(13)上的显示模块(9)相连,所述的测试仪(13)通过加热电源线(1)与加热器(14)相连,且所述的数码转换控制变送器(5)内具有与加热电源线(1)相连的地址及电源控制器(17),所述的地址及电源控制器(17)分别通过控制线(2)与显示模块(9)以及设置在测试仪(13)上的加热控制单元(12)相连。

2.根据权利要求1所述的岩土间含水层流动热特性测试装置,其特征在于,所述的显示模块(9)包括温度显示单元(10)以及地址码显示单元(11),所述的温度显示单元(10)与地址及温度转换器(16)相连,且所述的地址码显示单元(11)分别与地址及温度转换器(16)以及地址及电源控制器(17)相连。

3.根据权利要求2所述的岩土间含水层流动热特性测试装置,其特征在于,所述的加热控制单元(12)为设置在显示模块(9)上触屏控制单元或者所述的加热控制单元(12)为设置在测试仪(13)上的加热控制按钮。

4.根据权利要求1或2或3所述的岩土间含水层流动热特性测试装置,其特征在于,所述的测试管体(4)自上向下依次等间距设有若干径向贯穿于测试管体(4)外侧管壁的安装孔(8),所述的加热测温组件(7)均设置在安装孔(8)内,且所述的加热测温组件(7)端部均与测试管体(4)外侧壁齐平。

5.根据权利要求4所述的岩土间含水层流动热特性测试装置,其特征在于,所述的测试管体(4)内部设有用于防止土壤内水流在测试管体(4)内流动且能将内腔自上向下依次分割成若干用于放置数码转换控制变送器(5)的安装腔的隔离阻挡组件。

6.根据权利要求5所述的岩土间含水层流动热特性测试装置,其特征在于,所述的隔离阻挡组件包括若干自上向下依次等间距设置在测试管体(4)内的弹性隔离圈(6),且每一个弹性隔离圈(6)均设置在相邻两个数码转换控制变送器(5)之间从而将各个数码转换控制变送器(5)分隔开。

7.根据权利要求5所述的岩土间含水层流动热特性测试装置,其特征在于,所述的测试管体(4)的长度为50-150米,所述的数码转换控制变送器(5)自上向下依次等间距设置且相邻两个数码转换控制变送器(5)之间的距离大小为3-8米。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的岩土间含水层流动热特性测试装置的岩土间含水层流动热特性测试方法,其特征在于,本测试方法包括下述步骤:

A、测试管体(4)埋设以及测试仪(13)调试:将测试管体(4)竖直埋设在土壤内,同时将测试仪(13)通过加热电源线(1)与加热器(14)相连,通过信号反馈线(3)将地址及温度转换器(16)与显示模块(9)相连,将地址及电源控制器(17)分别通过控制线(2)与显示模块(9)以及加热控制单元(12)相连;

B、土壤层各个位置初始温度检测:关闭测试仪(13)上的加热控制单元(12),不启动加热器(14)工作,通过温度传感器(15)测量再通过地址及温度转换器(16)将温度转换为数字信号,将各个地址码位置所测的温度通过信号反馈线(3)传输至测试仪(13)上的显示模块(9)显示,将地址码位置编号传输给测试仪(13)上的显示模块(9)显示,从而测得地埋垂直土壤层的各个位置的初始温度;

C、加热并检测土壤层各个位置加热后温度:开启测试仪(13)上的加热控制单元(12),通过控制线(2)对地址及电源控制器(17)进行控制,开启加热器(14)工作,对各个地址码周围进行加热一段时间后,温度传感器(15)测量温度后再通过地址及温度转换器(16)将温度转换为数字信号,将所测的温度及对应地址通过信号反馈线(3)传输至测试仪(13)上的显示模块(9)上;

D、温度汇总分析:将各个地址码及所对应的温度进行汇总,分析关闭加热器(14)时的各个地址码的温度和开启加热器(14)后一段时间所测得的各个地址码的温度进行分析汇总,得出岩土间含水层流动热特性。

9.根据权利要求8所述的岩土间含水层流动热特性测试方法,其特征在于,在步骤D中,若某个或某几个地址码所对应的温度在经过加热器(14)加热后测出的温度仍然为初始温度,或者温度升高明显小于其他地址码所对应的温升,则此地址码所在的土壤层位置为岩土含水层位置,并且将数据反复进行试验分析可得出岩土间含水层流动热特性。

10.根据权利要求8所述的岩土间含水层流动热特性测试方法,其特征在于,所述的显示模块(9)包括温度显示单元(10)以及地址码显示单元(11),所述的温度显示单元(10)与地址及温度转换器(16)相连,且所述的地址码显示单元(11)分别与地址及温度转换器(16)以及地址及电源控制器(17)相连;所述的加热控制单元(12)为设置在显示模块(9)上触屏控制单元或者所述的加热控制单元(12)为设置在测试仪(13)上的加热控制按钮。

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