土壤源热泵换热器的回填密实度测试系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种土壤源热泵换热器的回填密实度测试系统，其中包括：设置于地上的同步信号发生装置、信号提取装置、匹配电路和记录仪；以及设置于地下的地下检测信号发生器和地下检测信号接收器。本实用新型专利技术实施例所述系统实现了土壤源热泵换热器的回填密实度的测试，与现有的管路打压方式相比，人工参与少，受人为因素的影响小，因此，得出的密实度也就更加准确，从而有利于保证回填质量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术实施例涉及土壤源热泵
，尤其涉及一种土壤源热泵换热器的 回填密实度测试系统。
技术介绍
土壤源热泵也称地源热泵，是一种通过与土壤进行热交换而实现对地面建筑物制 冷或供暖的设备。土壤源热泵中与土壤进行热交换的主要部件是垂直U型管换器。在安装 土壤源热泵的施工过程中，首先在土壤中进行钻孔，然后将垂直U型管换器放置在钻孔中， 最后向钻孔壁与垂直U型管换器之间采用泥浆泵灌注的方式注入回填材料。其中，回填材 料用来增强管换器与周围土壤的换热作用，并防止地面水通过钻孔向地下渗透。因此，需要 在施工过程中需要对回填材料的密实度进行测量，以保证密实度能够满足需要。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题现有的 密实度测量方式主要通过管路打压，同时观察管路压力的变化来判断密实度。但是这种方 法受人为因素影响较大，得出的密实度也不够准确，无法保证回填质量。
技术实现思路
本技术实施例提供一种土壤源热泵换热器的回填密实度测试系统，用以更准 确地测试回填密实度。本技术一实施例提供一种土壤源热泵换热器的回填密实度测试系统，其中包 括设置于地上的同步信号发生装置、信号提取装置、匹配电路和记录仪；以及设置于地下 的地下检测信号发生器和地下检测信号接收器，其中所述同步信号发生装置与所述信号提取装置和所述地下检测信号发生器相连接， 用于周期性地向所述地下检测信号发生器发送地下同步信号，以及周期性地向所述信号提 取装置发送门控方波信号；地下检测信号发生器用于在所述地下同步信号的触发下发出检测信号；所述地下检测信号接收器通过电缆与所述匹配电路相连接，用于接收途经被测区 域后的所述检测信号，并将该检测信号转换为相应的电波信号经电缆传输给所述匹配电 路；所述匹配电路与所述信号提取装置匹配连接，用于将所述电波信号匹配给所述信 号提取装置；所述信号提取装置用于在所述门控方波信号的控制下从所述电波信号中提取出 首峰信号；所述记录仪与所述信号提取装置相连接，用于记录所述首峰信号。本技术另一实施例提供的系统中，所述同步信号发生装置可以包括顺次连接 的同步信号发生器、延迟电路和门控信号发生器，其中所述同步信号发生器用于周期性地产生所述地下同步信号和地上同步信号；所述延迟电路用于对所述地上同步信号进行延迟；门控信号发生器用于基于延迟后的所述地上同步信号生成门控方波信号，所述门 控方波信号具有能够套住所述电波信号中的首峰信号的宽度。本技术又一实施例提供的系统中，所述信号提取装置可以包括顺次连接的地 上放大器和采样电路，其中所述地上放大器与所述匹配电路匹配连接，用于对来自于匹配电路的电波信号进 行无失真放大；所述采样电路与所述门控信号发生器连接，用于通过所述门控方波信号从所述电 波信号中提取出所述首峰信号。本技术再一实施例提供的系统中，所述信号提取装置还包括展宽电路和记 录电路，其中所述展宽电路与所述采样电路相连接，用于将所述首峰信号展宽变换为三角波， 所述三角波的面积与所述首峰信号的幅度保持线性正比关系；所述记录电路用于对所述三角波进行电流放大和积分平滑，输出与所述首峰信号 的幅度成线性正比关系的直流电信号发送给所述记录仪。本技术另一实施例提供的系统中，所述系统还可以包括开关和校准信号发 生器，其中所述开关用于将所述信号提取装置分别连接所述匹配电路和所述校准信号发生 器；所述校准信号发生器用于根据所述同步信号发生器产生的校准同步信号产生校 准电波信号发送给所述信号提取装置。本技术另一实施例提供的系统中，所述检测信号可以为声波或放射性射线。本技术另一实施例提供的系统中，所述系统还可以包括地下放大器，与所述 地下检测信号接收器相连接，用于对所述地下检测信号接收器生成的所述电波信号进行无 失真放大。本技术实施例所述系统实现了土壤源热泵换热器的回填密实度的测试，与现 有的管路打压方式相比，人工参与少，受人为因素的影响小，因此，得出的密实度也就更加 准确，从而有利于保证回填质量。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是 本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术所述土壤源热泵换热器的回填密实度测试系统实施例一的结 构示意图；图2为本技术所述土壤源热泵换热器的回填密实度测试系统实施例二的结 构示意图；图3为本技术所述土壤源热泵换热器的回填密实度测试系统实施例三的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施 例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本技术保护的范围。图1为本技术所述土壤源热泵换热器的回填密实度测试系统实施例一的结 构示意图；如图所示，该系统包括设置于地上的同步信号发生装置10、信号提取装置20、 匹配电路30和记录仪40 ；以及设置于地下的地下检测信号发生器50和地下检测信号接收 器60，其工作原理说明如下所述同步信号发生装置10与所述信号提取装置20和所述地下检测信号发生器50 相连接，进行测试时，周期性地向所述地下检测信号发生器50发送地下同步信号，以及周 期性地向所述信号提取装置20发送门控方波信号；地下检测信号发生器50在所述地下同步信号的触发下发出检测信号，具体地，该 检测信号可以为声波信号或放射性射线信号；地下检测信号接收器60通过电缆与所述匹 配电路30相连接，当接收到途经被测区域后的所述检测信号时，将该检测信号转换为相应 的电波信号经电缆传输给所述匹配电路30 ；所述匹配电路30与所述信号提取装置匹配连接，将从电缆接收到的所述电波信 号匹配给所述信号提取装置20 ；所述信号提取装置20在来自于所述同步信号发生装置10 的所述门控方波信号的控制下，从所述电波信号中提取出首峰信号，发送给记录仪40;所 述记录仪40与所述信号提取装置20相连接，记录所述首峰信号。其中，地下检测信号发生器50和所述地下检测信号接收器60可以由压电陶瓷晶 体或磁致伸缩材料制成；所述首峰信号是指所述电波信号中幅度值最大的信号。本实施例 所述系统实现密实度测试的原理说明如下当地下检测信号发生器50发出检测信号后，该检测信号在地下进行传播，途经被 测区域后到达地下检测信号接收器60。其中，所述被测区域是指在地下钻孔中放置垂直U 型管换器后进行回填的区域。地下检测信号接收器60接收到的检测信号中包含有经过垂 直U型管换器、空气、地层和泥浆等传播介质后形成的检测信号。具体地，上述地下检测信号发生器50发出的检测信号可以为声波或放射性射线， 其中，声波可以由声波发生器产生，放射性射线可以由放射性核素源产生。核素的选择可 以考虑能量的大小、单色性、半衰期的长短、化学物理稳定性及价格等因素，例如可以选择 6°C0、137Cs本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤源热泵换热器的回填密实度测试系统，其特征在于，包括：设置于地上的同步信号发生装置、信号提取装置、匹配电路和记录仪；以及设置于地下的地下检测信号发生器和地下检测信号接收器，其中：　　所述同步信号发生装置与所述信号提取装置和所述地下检测信号发生器相连接，用于周期性地向所述地下检测信号发生器发送地下同步信号，以及周期性地向所述信号提取装置发送门控方波信号；　　地下检测信号发生器用于在所述地下同步信号的触发下发出检测信号；　　所述地下检测信号接收器通过电缆与所述匹配电路相连接，用于接收途经被测区域后的所述检测信号，并将该检测信号转换为相应的电波信号经电缆传输给所述匹配电路；　　所述匹配电路与所述信号提取装置匹配连接，用于将所述电波信号匹配给所述信号提取装置；　　所述信号提取装置用于在所述门控方波信号的控制下从所述电波信号中提取出首峰信号；　　所述记录仪与所述信号提取装置相连接，用于记录所述首峰信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱清宇，肖龙，沈亮，吕晓辰，钱程，杨灵艳，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]