基于FBG热脉冲双探针的土体含水率测量方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于FBG热脉冲双探针的土体含水率测量方法与装置，本发明专利技术设计了一种成本低廉的DPHP‑FBG双探针传感器，该双探针传感器具有加热探针、温度传感探针，基于该双探针传感器的DPHP‑FBG方法可以同时测量土的导热系数、体积比热容和含水率。将DPHP‑FBG方法测量结果分别与差热扫描法、TDR和热平板法测量结果进行比较，论证了该方法的可行性和适用性，DPHP‑FBG方法无需室内标定即可实现高精度的土的比热容和含水率测量，误差很小，有潜力实现大范围高精度的含水率监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土监测，具体涉及基于fbg热脉冲双探针的土体含水率测量装置，还涉及基于fbg热脉冲双探针的土体含水率测量方法。

技术介绍

1、土中含水率是控制非饱和带中水和能量传输过程的关键参数，大范围原位监测土中水分场的时空变化对研究包气带水分迁移非常重要，在地质、环境、水文和农业等诸多领域有着举足轻重的地位。传统土中含水率原位测量技术主要有探地雷达法(gpr)、时域反射法(tdr)、频域反射法(fdr)、电容法、中子法和热脉冲法(hp)等，其中tdr、gpr和fdr方法是通过土的电学性质来测量含水率；中子法是一种放射性方法，会产生放射性物质危害；热脉冲法是通过测量土体的导热性质来测量含水率，同时也可以测量土的热量传输过程，实现非饱和土的水热耦合测量，因此，热脉冲法在土的蒸发和冻融等研究中发挥了重要作用。然而，土中含水率的大范围监测依然存在诸多挑战，tdr传感器的成本较高，难以大规模铺设；基于热电偶或者热敏电阻的传统热脉冲方法难以实现大范围集成，其长期应用还易受到测温元件老化等问题的限制。为了解决上述挑战，现有技术中还存在主动加热型光纤分布式测温技术(a本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于FBG热脉冲双探针的土体含水率测量装置，其特征在于，包括：传感模块、加热模块、数据采集和传输模块；

2.根据权利要求1所述的基于FBG热脉冲双探针的土体含水率测量装置，其特征在于，所述DPHP-FBG双探针传感器的加热探针、温度传感探针以预设间距平行安装在模具上，其中，所述加热探针为外径为1.1mm、内径为0.6mm、长度为40mm的不锈钢管，不锈钢管内部具有U型漆包镍铬合金电阻丝，电阻丝直径为0.2mm，电阻为14.6Ω/m，不锈钢管内部填充高导热环氧树脂；所述温度传感探针为尺寸与加热探针相同的不锈钢管，不锈钢管头尾封闭，内部具有FBG温度传感器，FBG温度传感器的...

【技术特征摘要】

1.基于fbg热脉冲双探针的土体含水率测量装置，其特征在于，包括：传感模块、加热模块、数据采集和传输模块；

2.根据权利要求1所述的基于fbg热脉冲双探针的土体含水率测量装置，其特征在于，所述dphp-fbg双探针传感器的加热探针、温度传感探针以预设间距平行安装在模具上，其中，所述加热探针为外径为1.1mm、内径为0.6mm、长度为40mm的不锈钢管，不锈钢管内部具有u型漆包镍铬合金电阻丝，电阻丝直径为0.2mm，电阻为14.6ω/m，不锈钢管内部填充高导热环氧树脂；所述温度传感探针为尺寸与加热探针相同的不锈钢管，不锈钢管头尾封闭，内部具有fbg温度传感器，fbg温度传感器的fbg光栅由248nm的krf脉冲激光相位掩模技术刻写而成。

3.根据权利要求2所述的基于fbg热脉冲双探针的土体含水率测量装置，其特征在于，所述dphp-fbg双探针传感器制作步骤如下：

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【专利技术属性】
技术研发人员：孙梦雅，刘瑾，井淼，宋泽卓，车文越，李筱艳，辛雨凌，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：