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時(shí)域反射計(jì)(TDR)廣泛用于測(cè)量土壤體積含水量、體積電導(dǎo)率和巖體變形。TDR測(cè)量沒(méi)有破壞性,并能提供很好的精確度和準(zhǔn)確度。
時(shí)域反射計(jì)(TDR)廣泛用于測(cè)量土壤體積含水量、體積電導(dǎo)率和巖體變形。TDR測(cè)量沒(méi)有破壞性,并能提供很好的精確度和準(zhǔn)確度。
TDR系統(tǒng)的主要組件是CSI 數(shù)據(jù)采集器、TDR100反射計(jì)、SDMX50系列同軸多路器、連接電纜和TDR探頭。
TDR100 由Windows 軟件PCTDR 控制,或在CR10X或CR23X 數(shù)采中使用TDR100 指令控制。通常情況是,系統(tǒng)由用戶(hù)提供的深充電池供電,使用20W 的太陽(yáng)能電池板充電??赡馨惭b交流電源的地方是CR10X使用的PS12LA 密閉可充電池或CR23X的可充電池。
該產(chǎn)品主要有SDMX50 系列擴(kuò)展板、TDR 外殼、土壤水分測(cè)量探頭、巖體變形測(cè)量幾部分。
TDR100 時(shí)域反射計(jì)
緊湊的低價(jià)格反射計(jì),為可遠(yuǎn)程使用設(shè)計(jì)。檢測(cè)土壤和其它多孔隙介質(zhì)的體積含水量可用于巖體變形測(cè)量。當(dāng)與SDM50 系列同軸多路器通訊時(shí),使用 Campbell 公司的SDM通訊協(xié)議,CR10X 和CR23X 數(shù)采數(shù)采使用119 號(hào)指令控制TDR100,由PCTDR Windows 軟件支持英文資料。
當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置和處理故障時(shí)顯示波形,顯示內(nèi)容包括體積含水量和電導(dǎo)率。切換SDMX50通道采集波形和派生數(shù)據(jù)文件。進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)量時(shí)需檢測(cè)探頭常數(shù)值。
SDMX50 系列擴(kuò)展板
SDMX50 系列擴(kuò)展板是八通道同軸切換設(shè)備,用在 TDR 系統(tǒng) 中。三個(gè)層級(jí)的切換允許多達(dá)512 個(gè)土壤體積含水量或巖體變形電纜連接到一個(gè) TDR100。在自動(dòng)測(cè)量中擴(kuò)展板由一個(gè)CR10X 或CR23X 數(shù)采控制。當(dāng)使用PCTDR 時(shí)或連接到一臺(tái)PC 機(jī)時(shí),擴(kuò)展板可由TDR100 控制。有三個(gè)擴(kuò)展板可選:SDMX50,SDMX50LP 和SDMX50SP。這幾種都提供可靠和可編程的通道選擇,但在一定安裝方法范圍內(nèi)打包不同,也允許一定的靈活性。
SDMX50 包括
帶安裝后板的8 通道多路器
帶固定硬件的10" x 12" 野外機(jī)箱
后板打孔以減小傳感器電纜應(yīng)變機(jī)箱附件(綁扎帶、干燥包、濕度指示試紙和管道密封膠泥)
SDMX50LP 包括
8通道同軸擴(kuò)展板,用用戶(hù)提供的部件固定到后板綁扎帶,固定傳感器電纜到機(jī)箱后板
SDMX50XP 包括
8通道同軸多路器,帶1"空間的小固定底座減小電纜應(yīng)變的支架,使用在標(biāo)準(zhǔn)的CSI 機(jī)箱中或用戶(hù)提供 的野外機(jī)箱中,綁扎帶,固定傳感器電纜到支架。
注意:在SDMX50 系列擴(kuò)展板中減小同軸電纜的應(yīng)變是很重要的。電纜自重或張力可能損壞擴(kuò)展板,導(dǎo)致通訊的斷續(xù)或致命的終斷等嚴(yán)重后果。
TDR 機(jī)箱
16 x 18" 機(jī)箱白色,材質(zhì)為玻璃纖維加固聚酯。用于保護(hù) TDR 系統(tǒng)組件免除天氣、高濕度和灰塵的影響。包括2 條SDM 電纜、1 條同軸纜、接地線和機(jī)箱附件。
TDR 探頭
CS605
3針設(shè)計(jì),針長(zhǎng)30cm,直徑0.48cm,針外部間距4.5cm。RG58 電纜,按用戶(hù)要求長(zhǎng)度提供,建議電纜最大長(zhǎng)度為15m,在起伏不平環(huán)境中允許使用尖銳的大直徑針和大環(huán)氧頭。
CS610
3 針設(shè)計(jì),針長(zhǎng)30cm,直徑0.48cm,針外部間距4.5cm。低衰減RG8 電纜,用戶(hù)要求長(zhǎng)度,建議最大電纜長(zhǎng)度為25m,在某些應(yīng)用中更長(zhǎng)電纜可提供好的結(jié)果。在起伏不平環(huán)境中允許使用尖銳的大直徑針和大環(huán)氧頭注:當(dāng)電纜長(zhǎng)于15m 時(shí)建議使用CS610
巖體變形測(cè)量
時(shí)域反射計(jì)可用于檢測(cè)巖體內(nèi)的變形。該系統(tǒng)通常用于顯示與滑坡、采礦以及建筑活動(dòng)相聯(lián)系的變形。
一定長(zhǎng)度的同軸電纜,埋入所鉆的孔內(nèi),作為系統(tǒng)的傳感器。電子脈沖沿同軸纜向下發(fā)送,反射脈沖與同軸纜的變形相關(guān),或與重建的參考點(diǎn)(褶皺)相關(guān)。結(jié)果蹤跡中偏移區(qū)反映了沿電纜的拉張或剪切帶。
TDR最初用作定位同軸傳輸電纜中破裂的系統(tǒng)。由電纜測(cè)試儀或反射計(jì)發(fā)出電子脈沖沿附屬同軸電纜傳輸(Moffit,1964)。沿電纜傳輸不連續(xù)會(huì)導(dǎo)致部分或全部信號(hào)反射。測(cè)量傳播消逝時(shí)間和反射信號(hào)強(qiáng)度;傳播時(shí)間指示不連續(xù)距離(+-2%);反射信號(hào)強(qiáng)度與電纜變形程度有關(guān)(Oonnor 和 Dowding,1984)。
Panek 和 Tesch(1981),Oonnor 和 Dowding(1984)應(yīng)用TDR 測(cè)量巖體變形。同軸電纜置于鉆孔內(nèi),埋入地中。在所測(cè)量的沿電纜間隔位置的褶皺,反射部分傳輸信號(hào),在確定變形帶與深度的相互關(guān)系方面提供了一種更精確的尺度(Dowding、Su 和Oonnor,1989)。褶皺表現(xiàn)為沿波形蹤跡的負(fù)極性情況。波形偏移指示了變形帶;偏移極性指示一個(gè)帶是否在經(jīng)歷拉張或剪切變形。
我公司的TDR 系統(tǒng)已經(jīng)優(yōu)化,可遠(yuǎn)程使用。一個(gè)CR10X 或CR23X 數(shù)采與一個(gè)TDR100 反射計(jì)一起安裝在抗天氣干擾機(jī)箱內(nèi)。數(shù)采使用119 號(hào)指令控制電纜測(cè)試儀的工作;只在測(cè)量時(shí)才供電。這顯著減小了電源需求。數(shù)采數(shù)字化存儲(chǔ)電纜測(cè)試系列的波形數(shù)據(jù),因而允許系統(tǒng)在無(wú)人值勤模式下工作。
通過(guò)通訊采集數(shù)據(jù)。還可以通過(guò)通訊給數(shù)采編程,使徹底檢測(cè)目標(biāo)帶成為可能。多路器由數(shù)采控制,允許最多測(cè)試512 個(gè)電纜。因?yàn)槟承┨囟ò惭b情況下需要特定的電纜,也由于與運(yùn)輸大長(zhǎng)度同軸電纜有關(guān)的運(yùn)輸費(fèi)用以及后勤工作難題,Campbell 公司建議用戶(hù)從當(dāng)?shù)氐碾娮釉O(shè)備供貨商購(gòu)買(mǎi)合適的同軸電纜。