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時域反射計(TDR)廣泛用于測量土壤體積含水量、體積電導率和巖體變形。TDR測量沒有破壞性,并能提供很好的精確度和準確度。
時域反射計(TDR)廣泛用于測量土壤體積含水量、體積電導率和巖體變形。TDR測量沒有破壞性,并能提供很好的精確度和準確度。
TDR系統(tǒng)的主要組件是CSI 數(shù)據(jù)采集器、TDR100反射計、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)由用戶提供的深充電池供電,使用20W 的太陽能電池板充電??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 系列擴展板、TDR 外殼、土壤水分測量探頭、巖體變形測量幾部分。
TDR100 時域反射計
緊湊的低價格反射計,為可遠程使用設(shè)計。檢測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量。當與SDM50 系列同軸多路器通訊時,使用 Campbell 公司的SDM通訊協(xié)議,CR10X 和CR23X 數(shù)采數(shù)采使用119 號指令控制TDR100,由PCTDR Windows 軟件支持英文資料。
當系統(tǒng)設(shè)置和處理故障時顯示波形,顯示內(nèi)容包括體積含水量和電導率。切換SDMX50通道采集波形和派生數(shù)據(jù)文件。進行電導率測量時需檢測探頭常數(shù)值。
SDMX50 系列擴展板
SDMX50 系列擴展板是八通道同軸切換設(shè)備,用在 TDR 系統(tǒng) 中。三個層級的切換允許多達512 個土壤體積含水量或巖體變形電纜連接到一個 TDR100。在自動測量中擴展板由一個CR10X 或CR23X 數(shù)采控制。當使用PCTDR 時或連接到一臺PC 機時,擴展板可由TDR100 控制。有三個擴展板可選: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" 野外機箱
后板打孔以減小傳感器電纜應(yīng)變機箱附件(綁扎帶、干燥包、濕度指示試紙和管道密封膠泥)
SDMX50LP 包括
8通道同軸擴展板,用用戶提供的部件固定到后板綁扎帶,固定傳感器電纜到機箱后板
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,使用在標準的CSI 機箱中或用戶提供 的野外機箱中,綁扎帶,固定傳感器電纜到支架。
注意:在SDMX50 系列擴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展板,導致通訊的斷續(xù)或致命的終斷等嚴重后果。
TDR 機箱
16 x 18" 機箱白色,材質(zhì)為玻璃纖維加固聚酯。用于保護 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、接地線和機箱附件。
TDR 探頭
CS605
3針設(shè)計,針長30cm,直徑0.48cm,針外部間距4.5cm。RG58 電纜,按用戶要求長度提供,建議電纜最大長度為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,針長30cm,直徑0.48cm,針外部間距4.5cm。低衰減RG8 電纜,用戶要求長度,建議最大電纜長度為25m,在某些應(yīng)用中更長電纜可提供好的結(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:當電纜長于15m 時建議使用CS610
巖體變形測量
時域反射計可用于檢測巖體內(nèi)的變形。該系統(tǒng)通常用于顯示與滑坡、采礦以及建筑活動相聯(lián)系的變形。
一定長度的同軸電纜,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(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)。由電纜測試儀或反射計發(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)會導致部分或全部信號反射。測量傳播消逝時間和反射信號強度;傳播時間指示不連續(xù)距離(+-2%);反射信號強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 測量巖體變形。同軸電纜置于鉆孔內(nèi),埋入地中。在所測量的沿電纜間隔位置的褶皺,反射部分傳輸信號,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)為沿波形蹤跡的負極性情況。波形偏移指示了變形帶;偏移極性指示一個帶是否在經(jīng)歷拉張或剪切變形。
我公司的TDR 系統(tǒng)已經(jīng)優(yōu)化,可遠程使用。一個CR10X 或CR23X 數(shù)采與一個TDR100 反射計一起安裝在抗天氣干擾機箱內(nèi)。數(shù)采使用119 號指令控制電纜測試儀的工作;只在測量時才供電。這顯著減小了電源需求。數(shù)采數(shù)字化存儲電纜測試系列的波形數(shù)據(jù),因而允許系統(tǒng)在無人值勤模式下工作。
通過通訊采集數(shù)據(jù)。還可以通過通訊給數(shù)采編程,使徹底檢測目標帶成為可能。多路器由數(shù)采控制,允許最多測試512 個電纜。因為某些特定安裝情況下需要特定的電纜,也由于與運輸大長度同軸電纜有關(guān)的運輸費用以及后勤工作難題,Campbell 公司建議用戶從當?shù)氐碾娮釉O(shè)備供貨商購買合適的同軸電纜。