專利名稱：一種實驗用砂土介質(zhì)熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)據(jù)探測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實驗用砂土介質(zhì)熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，人民生活水平極大提高，能源消耗也急劇增加。在新能源中，地?zé)崮?、風(fēng)能、太陽能和潮汐能等，都是清潔、可再生的新能源。其中，在地?zé)崮芾玫难芯款I(lǐng)域中，地源熱泵(Ground Source Heat Pump7GSHP)技術(shù)具有很廣闊的前景和發(fā)展?jié)摿?。由于地源熱泵系統(tǒng)的整體性能與當(dāng)?shù)貛r土體的熱物性參數(shù)密切相關(guān)，因此，研究 并獲取巖土體的熱物性參數(shù)是地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用的前提，也是當(dāng)前淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)推廣的難點。巖土體的熱物性參數(shù)包括導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和熱擴(kuò)散系數(shù)等，而導(dǎo)熱系數(shù)是衡量地層換熱能力的重要參數(shù)，即衡量地層特傳導(dǎo)特性的重要參數(shù)，其主要取決于地層的成分、密度、溫度和含水量等，而地層的成分、密度、溫度和含水量等又與巖土體的電特性密切相關(guān)。為了研究巖土體的熱物性參數(shù)，需要通過室內(nèi)實驗實時同步測量砂土介質(zhì)的熱物性參數(shù)和其電性參數(shù)。然而，目前并不存在可以實時同步測量砂土介質(zhì)的熱物性參數(shù)和電性參數(shù)的裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種實驗用砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)，用以解決目前并不存在專門室內(nèi)實驗用的可實時探測砂土介質(zhì)的熱物性參數(shù)和電性參數(shù)的裝置的問題，其技術(shù)方案如下一種實驗用砂土介質(zhì)熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)，其特征在于，包括主機(jī)、分別與所述主機(jī)相連的電控加熱測量裝置和開關(guān)陣列；所述主機(jī)包括互相連接的處理器和測控單元；所述電控加熱測量裝置包括加熱棒和溫度傳感器；所述開關(guān)陣列包括至少四個電極開關(guān)，所述開關(guān)陣列中的所有電極開關(guān)級聯(lián)，每個所述電極開關(guān)包括電極、開關(guān)和開關(guān)測控裝置，其中，所述開關(guān)測控裝置與所述開關(guān)連接，所述開關(guān)與所述電極連接；所述處理器向所述電控加熱測量裝置發(fā)送第一控制指令，控制所述電控加熱測量裝置利用所述加熱棒對砂土介質(zhì)進(jìn)行加熱，并且，所述處理器向所述開關(guān)陣列發(fā)送第二控制指令，控制所述開關(guān)測控裝置改變與其連接的開關(guān)的狀態(tài)以響應(yīng)改變與該開關(guān)連接的電極的電氣參數(shù)；所述溫度傳感器測量砂土介質(zhì)的溫度，所述處理器根據(jù)加熱時間和與所述加熱時間對應(yīng)的溫度計算砂土介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)；[0012]所述測控單元測量處于供電狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)；所述開關(guān)測控裝置測量處于測量狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)。所述主機(jī)與所述開關(guān)陣列通過一根多芯電纜連接，其中所述多芯電纜中至少包括4根控制流與數(shù)據(jù)傳輸線和2根高壓供電線。所述開關(guān)測控裝置包括控制器，分別和所述控制器相連的數(shù)據(jù)采集裝置、供電輸出控制單元和傳輸接口；所述控制器通過所述傳輸接口接收所述處理器發(fā)送的第二控制指令，并根據(jù)所述控制指令獲取電極的狀態(tài)如果所述電極的狀態(tài)為供電狀態(tài)，則向所述供電輸出控制單元發(fā)送供電控制指令，供電輸出控制單元控制與其自身所在的開關(guān)測控裝置連接的開關(guān)閉合，以使與該開關(guān)連接的電極和一根所述高壓供電線接通，所述主機(jī)測量處于供電狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)；如果所述電極的狀態(tài)為測量狀態(tài)，則向所述數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)送測量控制指令，控制與自身所在的開關(guān)測控裝置連接的開關(guān)閉合，以使與該開關(guān)連接的電極與所述數(shù)據(jù)采集裝置接通，所述數(shù)據(jù)采集裝置測量處于測量狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)?？蛇x的，所述主機(jī)還包括與所述處理器相連，實時顯示所述砂土介質(zhì)的溫度和所述電極的電氣參數(shù)的顯示單元?？蛇x的，所述主機(jī)還包括與所述處理器相連，存儲所述砂土介質(zhì)的溫度和所述電極的電氣參數(shù)的存儲器。可選的，所述主機(jī)還包括與所述處理器相連，檢測所述電控加熱測量裝置和開關(guān)陣列中各個電極開關(guān)是否正常工作的檢測單元。優(yōu)選地，所述開關(guān)陣列包括12個電極開關(guān)單元，每個所述電極開關(guān)單元包括12個極距為4cm的電極開關(guān)。優(yōu)選地，所述開關(guān)陣列為O. 6mXO. 6mXO. 08m的密封開關(guān)陣列。本實用新型提供了一種專門的室內(nèi)實驗用砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)，該探測系統(tǒng)可實時測量在加熱過程中砂土介質(zhì)的熱物性參數(shù)以及電性參數(shù)，通過砂土介質(zhì)的熱物性參數(shù)、電性參數(shù)以及二者的相關(guān)性可反映砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性。本實用新型提供的探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、測量精度高、故障率低，且易于操作。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型實施例一提供的實驗用砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例一提供的熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)中電極開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例一提供的電極開關(guān)中開關(guān)測控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例二提供的實驗用砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。實施例一本實用新型實施例提供了一種專門的室內(nèi)實驗用的砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)，圖I為該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)可以包括主機(jī)1，分別和主機(jī)I相連的開關(guān)陣列2和電控加熱測量裝置3，其中 電控加熱測量裝置3包括加熱棒和溫度傳感器。主機(jī)包括互相連接的處理器11和測控單元12。開關(guān)陣列2放置于待測量的砂土介質(zhì)上，開關(guān)陣列2包括至少四個電極開關(guān)，開關(guān)陣列中的所有電極開關(guān)順序級聯(lián)，每個電極開關(guān)包括開關(guān)測控裝置21、開關(guān)22和電極23，圖2為電極開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖，開關(guān)測控裝置21與開關(guān)22連接，開關(guān)22與電極23連接。此外，在本實施例中，主機(jī)I與12V電源相連，電源用于向主機(jī)I供電，且測量時通過供電電極向外供電。在本實施例中，主機(jī)I的處理器11向電控加熱測量裝置3發(fā)送第一控制指令，電控加熱測量裝置3根據(jù)第一控制指令控制加熱棒對砂土介質(zhì)進(jìn)行加熱，溫度傳感器實時測量砂土介質(zhì)的溫度，主機(jī)I的處理器11根據(jù)加熱時間和與加熱時間對應(yīng)的溫度計算砂土介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)。并且，主機(jī)I的處理器11向開關(guān)陣列2發(fā)送控制指令，開關(guān)陣列2中的每個開關(guān)測控裝置根據(jù)控制指令改變與其連接的開關(guān)的狀態(tài)以響應(yīng)改變與該開關(guān)連接的電極的電氣參數(shù)。主機(jī)的測控單元測量處于供電狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)，開關(guān)測控裝置測量處于測量狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)。在本實施例中，電控加熱測量裝置3根據(jù)第一控制指令控制加熱棒利用恒流方式進(jìn)行電控加熱，處理器11下發(fā)第二控制指令至開關(guān)陣列2中所有的電極開關(guān)，每個電極開關(guān)中的開關(guān)測控裝置根據(jù)第二控制指令控制與其連接的開關(guān)的狀態(tài)，從而進(jìn)一步控制與該開關(guān)連接的電極的狀態(tài)，其中，電極的狀態(tài)包括第一供電狀態(tài)、第二供電狀態(tài)、第一測量狀態(tài)、第二測量狀態(tài)和空閑狀態(tài)。此外，用戶通過主機(jī)可以設(shè)定測量方式、開關(guān)陣列中電極的狀態(tài)，供電時間、測量次數(shù)等，主機(jī)的處理器下發(fā)控制指令至開關(guān)陣列，該控制指令包含有數(shù)據(jù)測量方式、電極狀態(tài)等信息，開關(guān)陣列的開關(guān)測控裝置根據(jù)接收的第二指令控制開關(guān)的狀態(tài)，進(jìn)而控制電極的狀態(tài)，開關(guān)測控裝置和主機(jī)的測控單元按設(shè)定的測量方式、測量次數(shù)等進(jìn)行測量。本實施中的測量方式可以包括全測量方式、十字交叉測量方式和垂直剖面測量方式。本實施例中處于供電狀態(tài)的電極包括處于第一供電狀態(tài)的第一電極和處于第二供電狀態(tài)的第二電極，處于測量狀態(tài)的電極包括處于第一測量狀態(tài)的第三電極和處于第二測量狀態(tài)的第四電極，測量時，四個電極須同時工作。處于供電狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)包括通過第一電極與第二電極供出的全時域供電電流，其中，供電電流為正負(fù)雙向方波的供電電流，其占空比為I :1，且第一電極與第二電極的供電時間Is, 2s, 4s, 8s, 16s, 32s, 64s,128s分檔可選；處于測量狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)包括第三電極和第四電極間的全時域測
量電壓。主機(jī)與開關(guān)陣列可通過一根多芯電纜連接，其中，該多芯電纜至少包括4芯控制流與數(shù)據(jù)傳輸線和2芯高壓供電線。圖2示出了本實用新型實施例提供的開關(guān)陣列中一個電極開關(guān)的開關(guān)測控裝置21的一結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中的開關(guān)測控裝置21可以包括控制器211，分別和控制器211相連的傳輸接口 212、供電輸出控制單元213、數(shù)據(jù)采集裝置214。其中，控制器211通過傳輸接口 212接收處理器11發(fā)送的第二控制指令，并根據(jù)第二控制指令獲取電極23的狀態(tài)如果電極23的狀態(tài)為供電狀態(tài)，則控制器211向供電輸出控制單元213發(fā)送供電控制指令，供電輸出控制單元213控制與其自身所在的開關(guān)測控裝置21連接的開關(guān)22閉合，以使與該開關(guān)22連接的電極23和一根高壓供電線接通，主機(jī)I測量處于供電狀態(tài)的電極23的電氣參數(shù),具體地如果電極的狀態(tài)為第一供電狀態(tài)，則控制器211向供電輸出控制單元213發(fā)送第一供電控制指令，供電輸出控制單元213控制與其自身所在的開關(guān)測控裝置21連接的開關(guān)22閉合，以使與該開關(guān)22連接的電極23和一根高壓供電線接通，此時，電極23的狀態(tài)即為第一供電狀態(tài)，該電極23即為第一電極，需要說明的是，在測量數(shù)據(jù)時，開關(guān)陣列中使用兩個電極供電，兩個電極測量，也即，當(dāng)電極23為第一供電狀態(tài)時，開關(guān)陣列中必定存在另一個處于第二供電狀態(tài)的第二電極，主機(jī)的測控單元12測量流經(jīng)第一電極和第二電極的電流。相應(yīng)的，如果電極的狀態(tài)為第二供電狀態(tài)，則控制器211向供電輸出控制單元213發(fā)送第二供電控制指令，供電輸出控制單元213控制與其自身所在的開關(guān)測控裝置21連接的開關(guān)22閉合，以使與該開關(guān)22連接的電極23和一根高壓供電線接通，此時，電極23的狀態(tài)即為第二供電狀態(tài)，該電極23即為第二電極。如果電極23的狀態(tài)為測量狀態(tài)，則控制器211向數(shù)據(jù)采集裝置214發(fā)送測量控制指令，控制與自身所在的智能控制裝置21連接的開關(guān)22閉合，以使與該開關(guān)22連接的電極23與數(shù)據(jù)采集裝置214接通，數(shù)據(jù)采集裝置測量處于測量狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)，具體地如果電極23的狀態(tài)為第一測量狀態(tài)，則控制器211向數(shù)據(jù)采集裝置214發(fā)送第一測量控制指令，控制與自身所在的智能控制裝置21連接的開關(guān)22閉合，以使與該開關(guān)22連接的電極23與數(shù)據(jù)采集裝置214接通，此時，電極23的狀態(tài)即為第一測量狀態(tài)，該電極23即為第三電極，數(shù)據(jù)采集裝置214測量該處于第一測量狀態(tài)的電極23與處于第二測量狀態(tài)的第四電極間的電動勢。相應(yīng)的，如果電極23的狀態(tài)為第二測量狀態(tài)，則控制器211向數(shù)據(jù)采集裝置214發(fā)送第二測量控制指令，控制與自身所在的智能控制裝置21連接的開關(guān)22閉合，以使與該開關(guān)22連接的電極23與數(shù)據(jù)采集裝置214接通，此時，電極23的狀態(tài)即為第二測量狀態(tài)，該電極23即為第四電極，由處于第一測量狀態(tài)的第三電極所在的電極開關(guān)的數(shù)據(jù)采集裝置測量處于第一測量狀態(tài)的第三電極與處于第二測量狀態(tài)的第四電極23間的電動勢。在本實施例中，設(shè)定由第三電極所在的電極開關(guān)的數(shù)據(jù)采集裝置測量第三電極和第四電極間的電動勢，即第三電極和第四電極間的全時域測量電壓。當(dāng)然本實施例并不限定于此，也可由第四電極所在的電極開關(guān)的數(shù)據(jù)采集裝置測量第三電極和第四電極間的電動勢，只要通過數(shù)據(jù)采集裝置能夠測量出兩個電極的電動勢都是本實用新型保護(hù)的范圍。當(dāng)測量完一組數(shù)據(jù)時，按設(shè)定的測量方式改變第一電極、第二電極、第三電極和第四電極的位置，位置的改變是根據(jù)處理器的控制命令改變開關(guān)陣列中電極的狀態(tài)實現(xiàn)的，即通過主機(jī)可設(shè)置供電電極和測量電極的位置。此外，主機(jī)I的處理器11還可根據(jù)全時域供電電壓與全時域供電電流，獲取各測點的電阻率、頻散率以及二次場電位衰減特征等多個電性參數(shù)。通過本實用新型提供的室內(nèi)實驗用砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)，可同時測量在加熱過程中砂土介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)以及電極的電氣參數(shù)，通過砂土介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)、電極的電氣參數(shù)以及二者的相關(guān)性可反映砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性。本實用新型提供的探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、測量精度高、故障率低，且易于操作。實施例二本實用新型實施例二提供了一種實驗用砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)，圖4為該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)同樣包括相連接的主機(jī)I及開關(guān)陣列2，與實施例一不同的是，本實施例二提供的系統(tǒng)中，主機(jī)I除了包括處理器11和測控單元12之外，還包括分別和處理器11相連的檢測單元13、顯示單元14和存儲器15。本實施例中的開關(guān)陣列2包括12個電極開關(guān)單元，每個電極開關(guān)單元包括12個電極開關(guān)，開關(guān)陣列中的所有電極開關(guān)串聯(lián)，與實施例一相同，每個電極開關(guān)均包括開關(guān)測控裝置21、開關(guān)22和電極23，開關(guān)測控裝置21與開關(guān)22連接，開關(guān)22與電極23連接。此外，在本實施例中，主機(jī)I與12V電源相連，電源用于向主機(jī)I供電，且測量時通過供電電極向外供電。主機(jī)I的檢測單元13檢測開關(guān)陣列中的電極開關(guān)是否正常工作，同時，檢測單元13還用于檢測電控加熱測量裝置3是否正常工作，如果電控加熱測量裝置3和開關(guān)陣列2中的電極開關(guān)全部正常，則處理器11向電控加熱測量裝置3發(fā)送第一控制指令，控制加熱棒對待測量砂土介質(zhì)進(jìn)行加熱，同時，溫度傳感器實時測量砂土介質(zhì)的溫度，并將測量的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)I的處理器11，處理器11根據(jù)加熱棒的加熱時間和在加熱時間內(nèi)砂土介質(zhì)的溫度計算砂土介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，顯示單元14可實時顯示砂土介質(zhì)的溫度和導(dǎo)熱系數(shù)。并且，砂土介質(zhì)的溫度和導(dǎo)熱系數(shù)可存儲與主機(jī)I的存儲器15中。在電控加熱測量裝置3對待測量砂土介質(zhì)進(jìn)行加熱的同時，處理器11向開關(guān)陣列2發(fā)送第二控制指令，開關(guān)測控裝置根據(jù)第二控制指令改變與其連接的開關(guān)的狀態(tài)以響應(yīng)改變與該開關(guān)連接的電極的電氣參數(shù)。主機(jī)的測控單元測量處于供電狀態(tài)的電極的全時域供電電流，開關(guān)測控裝置測量處于測量狀態(tài)的電極的全時域測量電壓。主機(jī)I的處理器11根據(jù)全時域供電電流和全時域測量電壓計算各測點的電阻率、頻散率以及二次場電位衰減特征等多個電性參數(shù)。主機(jī)I的顯示單元14可實時顯示全時域供電電流、全時域測量電壓、電阻率、頻散率以及二次場電位衰減特征等多個電性參數(shù)。并且，上述電性參數(shù)可存儲于主機(jī)I的存儲器15中。通過上述獲取的導(dǎo)熱系數(shù)和電阻率等參數(shù)可以得知砂土介質(zhì)的熱物性參數(shù)與電性參數(shù)的關(guān)系。需要說明的是，本實用新型實施例二中，主機(jī)的測控單元與開關(guān)測控裝置測量電極的電極參數(shù)的過程與實施例一相同，在此不作贅述，詳情可參見實施例一。在本實施例中，主機(jī)與開關(guān)陣列通過一根9芯電纜連接，其中，9芯電纜中4芯為控制流與數(shù)據(jù)傳輸線，用于傳輸處理器下發(fā)的控制命令和開關(guān)測控裝置測量的電極參數(shù)，2芯為高壓供電線，用于與供電電極接通向外供電，2芯為開關(guān)陣列的工作電源線，用于使開關(guān)陣列中每個電極開關(guān)正常工作，I芯為公共地線。 在本實施例中，由12個極距為4cm的電極開關(guān)組成一個電極開關(guān)單元，由12個電極開關(guān)單元級聯(lián)組成O. 6mXO. 6mXO. 08m的密封開關(guān)陣列。其中，電極開關(guān)中的電極為長6cm直徑為3mm的不銹鋼電極。通過本實用新型提供的室內(nèi)實驗用砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)，可同時獲取砂土介質(zhì)的熱物性參數(shù)和電性參數(shù)，通過電特性參數(shù)、熱物性參數(shù)以及電特性參數(shù)和熱物性參數(shù)的相關(guān)性，可更好的研究砂土介質(zhì)的熱傳導(dǎo)特性。本實用新型提供的探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、測量精度高、故障率低，且易于操作。本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。最后，還需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當(dāng)然，在實施本申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實現(xiàn)。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種實驗用砂土介質(zhì)熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)，其特征在于，包括主機(jī)、分別與所述主機(jī)相連的電控加熱測量裝置和開關(guān)陣列； 所述主機(jī)包括互相連接的處理器和測控單元； 所述電控加熱測量裝置包括加熱棒和溫度傳感器； 所述開關(guān)陣列包括至少四個電極開關(guān)，所述開關(guān)陣列中的所有電極開關(guān)級聯(lián)，每個所述電極開關(guān)包括電極、開關(guān)和開關(guān)測控裝置，其中，所述開關(guān)測控裝置與所述開關(guān)連接，所述開關(guān)與所述電極連接； 所述處理器向所述電控加熱測量裝置發(fā)送第一控制指令，控制所述電控加熱測量裝置利用所述加熱棒對砂土介質(zhì)進(jìn)行加熱，并且，所述處理器向所述開關(guān)陣列發(fā)送第二控制指令，控制所述開關(guān)測控裝置改變與其連接的開關(guān)的狀態(tài)以響應(yīng)改變與該開關(guān)連接的電極的電氣參數(shù)； 所述溫度傳感器測量砂土介質(zhì)的溫度，所述處理器根據(jù)加熱時間和與所述加熱時間對應(yīng)的溫度計算砂土介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)； 所述測控單元測量處于供電狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)； 所述開關(guān)測控裝置測量處于測量狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特性在于，所述主機(jī)與所述開關(guān)陣列通過一根多芯電纜連接，其中 所述多芯電纜中至少包括4根控制流與數(shù)據(jù)傳輸線和2根高壓供電線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)測控裝置包括控制器，分別和所述控制器相連的數(shù)據(jù)采集裝置供電輸出控制單元和傳輸接口； 所述控制器通過所述傳輸接口接收所述處理器發(fā)送的第二控制指令，并根據(jù)所述控制指令獲取電極的狀態(tài) 如果所述電極的狀態(tài)為供電狀態(tài)，則向所述供電輸出控制單元發(fā)送供電控制指令，供電輸出控制單元控制與其自身所在的開關(guān)測控裝置連接的開關(guān)閉合，以使與該開關(guān)連接的電極和一根所述高壓供電線接通，所述主機(jī)測量處于供電狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)； 如果所述電極的狀態(tài)為測量狀態(tài)，則向所述數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)送測量控制指令，控制與自身所在的開關(guān)測控裝置連接的開關(guān)閉合，以使與該開關(guān)連接的電極與所述數(shù)據(jù)采集裝置接通，所述數(shù)據(jù)采集裝置測量處于測量狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)還包括與所述處理器相連，實時顯示所述砂土介質(zhì)的溫度和所述電極的電氣參數(shù)的顯示單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)還包括與所述處理器相連，存儲所述砂土介質(zhì)的溫度和所述電極的電氣參數(shù)的存儲器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)還包括與所述處理器相連，檢測所述電控加熱測量裝置和開關(guān)陣列中各個電極開關(guān)是否正常工作的檢測單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)陣列包括12個電極開關(guān)單元，每個所述電極開關(guān)單元包括12個極距為4cm的電極開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)陣列為O.6mX O. 6mX O. 08m的密封開關(guān)陣列。
專利摘要本申請?zhí)峁┝艘环N實驗用砂土介質(zhì)熱傳導(dǎo)特性探測系統(tǒng)，包括主機(jī)、電控加熱測量裝置及開關(guān)陣列。電控加熱測量裝置包括加熱棒和溫度傳感器，主機(jī)包括處理器和測控單元，開關(guān)陣列包括至少四個電極開關(guān)，每個電極開關(guān)包括電極、開關(guān)和開關(guān)測控裝置，處理器向電控加熱測量裝置發(fā)送第一控制指令，控制加熱棒對砂土介質(zhì)加熱，并且處理器向開關(guān)陣列發(fā)送第二控制指令，開關(guān)測控裝置根據(jù)第二控制指令改變與其連接的開關(guān)的狀態(tài)以響應(yīng)改變與該開關(guān)連接的電極的電氣參數(shù)，溫度傳感器測量砂土介質(zhì)的溫度，測控單元測量處于供電狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)，開關(guān)測控裝置測量處于測量狀態(tài)的電極的電氣參數(shù)。本申請?zhí)峁┑奶綔y系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、測量精度高且故障率低。
文檔編號G01N25/18GK202770794SQ20122041631
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者杜立志 申請人:吉林大學(xué)