[发明专利]用于测定冻土各向导热系数的装置及其测试方法

权利要求书

1.一种用于测定冻土各向导热系数的装置的测试方法，该装置包括一根加热测温探针(1)、三根测温探针(2)、手柄(3)、数据线(4)，所述加热测温探针(1)的内部设置有加热丝(11)、上测温点(12)、下测温点(13)、探针壁(14)、填充砂(15)；每根测温探针(2)端部内壁设置有测温点(21)，测温探针(2)内同样设有探针壁(14)、填充砂(15)；手柄(3)为手持圆柱(31)与安装圆柱(32)相连接，安装圆柱(32)上设置有四个探针安装孔(33)；数据线(4)经手柄(3)孔道(34)和探针安装孔(33)与一根加热测温探针(1)和三根测温探针(2)相连接；数据线(4)包括加热测温探针(1)的一组加热线(41)、加热测温探针(1)的二组测温线(42)和测温探针(2)的三组测温线(42)；将数据线(4)与数据采集系统相连接，形成用于测定冻土各向导热系数的装置；

该方法包括以下步骤：

1)将用于测定冻土各向导热系数的装置垂直插入待测试样中，将数据线(4)中的一组加热线(41)与数据采集系统的加热电源连接；将数据线(4)的测温线(42)与数据采集系统的温度采集仪相连接；

2)分别对测温点进行编号，其中加热测温探针(1)的上下测温点分别命名为a、b；三根测温探针(2)按照顺时针命名为c、d、e；

3)采集温度数据，待数据采集系统的温度采集仪读数稳定后记录加热测温探针(1)和测温探针(2)读取的温度值，记为T_j1；随后用数据采集系统的加热电源对加热测温探针(1)内部的加热丝进行加热，记录加热开始开始t₁和结束时间t₂；同时记录数据采集系统的加热电源提供的电流强度I和输出电压U；待数据采集系统的温度采集仪读数再次稳定后，关闭数据采集系统的加热电源，并记录加热测温探针(1)和测温探针(2)读取的温度值，记为T_j2；

4)依据数据采集系统记录的测温点a、b、c、d、e的温度值T_a1、T_a2；T_b1、T_b2；T_c1、T_c2；T_d1、T_d2；T_e1、T_e2；结合式(1)计算冻土的导热系数，式(1)为：

式(1)中，I为电流强度，A；U为输出电压，V；t₁和t₂为加热过程开始与结束时间；T_j1和T_j2为测温点j记录的加热开始与结束时对应的温度，℃；均在步骤3)中获取。