[实用新型]快速检测二针式水热参数传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测设备,尤指一种快速检测二针式水热参数传感器。

背景技术

地层热参数包括温度、热导率, 地层水参数包括含水率、微流速。目前,对于这些地层水热参数的快速检测技术在我国还比较薄弱，国内外测量地层水热参数都是用分离的传感器和仪器，比如：测温度用温度传感器，热导率用热导率传感器，含水率用烘干法、TDR法， GIS法等。这些分离的传感器和仪器导致测量这些参数时需要多个传感器探头和多台仪器，或需要多人同时操作,或需要单人多道程序操作,对于野外作业极不方便。综合来说,目前的地层水热参数测量存在的主要问题是：（1）各个参数需分别测量，导致价格昂贵。（2）有些参数的测量需要的工程浩大，费时费力。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种快速检测二针式水热参数传感器,该传感器可以快速简便地测量地层、土壤等的水热参数。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：

一种快速检测二针式水热参数传感器，包括一电缆、一固定架和一针式探头，针式探头与固定架固定连接，该针式探头由外壳及置于其内的加热丝和温度传感器构成，加热丝和温度传感器的导针穿过固定架与一电缆连接，该电缆外接仪器主机。

所述外接的仪器主机采用单片机控制电路，具有定时系统和自控系统，所述的自控系统自动控制温度传感器信号的采集及数据传送。

所述单片机中固化有热导率算法程序的模块。

本实用新型快速检测二针式水热参数传感器适用于地源热泵、工程地质、灾害地质等要求现场原位的情况下快速检测，其既可以测量液体的热导率，还可以测量粉末类物质，含水砂土、软岩市、土壤等的热导率，具有非常广泛的应用范围。

本实用新型的优点是：测量方便、快速且准确度高，能原位测量，测量的不具破坏性，携带方便，应用范围广，在功能、性能和价格等多方面都优于现有各类产品。

附图说明

图1　为本实用新型快速检测二针式水热参数传感器结构示意图。

图2  为本实用新型控制电路电气原理框图。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

具体实施方式

参阅图1所示，本实用新型快速检测二针式水热参数传感器包括一电缆1、一固定架2和一针式探头3。

所述针式探头3由加热丝31和温度传感器32构成。针式探头的外壳为不锈钢管，将加热丝31和温度传感器32包在其中。针式探头的头端为尖头状，以利于插入待测介质，针式探头3的尾端与固定架2固定连接，加热丝31和温度传感器32的连接导针穿过固定架与电缆1电连接。

所述的电缆1外接一仪器主机的控制端，该仪器主机可采用单片机控制，主机内的控制电路包括定时系统和自控系统两部分；定时系统可完成加热时间的定时；自控系统则是通过单片机对整机各部分工作进行自动控制。该仪器主机的控制电路（参见图2）主要由电源模块(包括由开关电源控制的一数字电源及一模拟电源)、一组多路开关、放大模块、A/D模数转换模块、中央控制CPU单元、定时模块和串行通讯模块组成，所述的电源模块为上述各模块提供工作电源。在单片机中固化有热导率算法程序的模块。上述的定时系统和自控系统硬件部分的构成及连接均可由现有技术实现，此处不赘述。

主机可通过电缆1把控制信号传给加热丝31和温度传感器32，把温度信号转变为电信号，也由电缆传送到仪器主机。当开始测量时，定时电路自动开始计时，同时启动加热丝开始加热。自控电路将自动打开传感器、放大器和转换器的电源，采集温度传感器的信号，完成放大和A/D转换，再将数据送至存储器中备用。

本实用新型快速检测二针式水热参数传感器的工作原理及过程是：测量时，把针式探头3插入待测介质中，启动主机，加热丝开始加热，同时启动温度传感器开始测量各个时间点的温度值，周围介质的温度将由于加热而升高。加热一定时间（可根据实际需要）后，停止加热和测量温度值。定时模块记录下测量时间，把经过放大、A/D转换的温度值和时间值一起存储在存储器中备用，等加热和测量过程结束后，取出存储的温度和时间值，把它们代入热导率算法中，由软件计算出热导率值，送显示模块显示。本实用新型根据温度升高的情况就可以算出介质的热导率值，其采用的工作原理是线状热源非稳态法。

上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型申请专利的保护范围。