[发明专利]一种适用于坚硬原状土的钻进TDR装置及方法

说明书

本发明一种适用于坚硬原状土的钻进TDR装置及方法，属于土壤水分测量装置技术领域。一种适用于坚硬原状土的钻进TDR装置，包括信号发生器、采集示波器、探头、探针、夹片、同轴电缆和驱动部件；所述驱动部件为能与探头相连的电动或手动部件；一种适用于坚硬原状土的钻进TDR方法，使用电动驱动时，将所述钻进TDR装置分体使用；使用手动驱动时，将所述钻进TDR装置整体安装使用；通过同轴电缆连接信号发生器和采集示波器，信号发生器发射脉冲，采集示波器收集发射和反射的信号显示到示波器上，确定行程时间计算土体测量位置处的含水量；本发明适用于特殊条件下坚硬原状土含水量的无损测量，能有效减少对土体的损伤和破坏。

技术领域

本发明一种适用于坚硬原状土的钻进TDR装置及方法，属于土壤水分测量装置技术领域。

背景技术

自然和人类工程活动常常会引起岩土含水率的变化，比如降雨会使地表土体含水量增大，而蒸发会引起土体含水量的减小，而土体含水量的变化极大的改变了土体的工程性质，势必影响土体之上工程设施安全稳定，比如各类建筑物、道路、管线的安全稳定。因此，准确测量土体含水量的变化，可为土体的稳定以及其上工程设施的安全提供依据。

时域反射法（TDR）因为其测定准确、快速、测定结果较少地受环境因素、土壤质地、土壤温度和土壤盐分的影响，正成为研究或实际应用中测定土壤含水量的常规仪器之一。

然而，现有的TDR含水量测试技术，通常是用棒状探针，当探针插入土中，会挤压周围土体而影响测试结果。另外，当棒状探针插入原状土或硬黏土时，棒状探针难以直接插入或者引起探针周围土体产生裂缝间隙，难以测量含水量或导致较大的测量错误，限制了TDR技术在这些土体含水量测量中的应用。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种适用于坚硬原状土的钻进TDR装置及方法，本发明适用于特殊条件下原状土含水量的无损测量，能有效减少对土体的损伤和破坏。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种适用于坚硬原状土的钻进TDR装置，包括信号发生器、采集示波器、探头、探针、夹片、同轴电缆和驱动部件；

所述信号发生器和采集示波器分别与同轴电缆连接；所述探头内固定镶嵌设置有数个夹片，所述夹片一端为夹持端，另一端为尾端；位于中心的夹片尾端与所述同轴电缆的芯线连接，位于周围的夹片与同轴电缆的金属包线连接，每个夹片夹持端内均夹持连接有一根探针；所述探针一端为尖端，另一端为光滑平端，尖端和光滑平端之间为针身，所述光滑平端夹持于夹片中，所述针身外表面设置有螺纹；

所述驱动部件为能与探头相连的电动或手动部件；

所述电动部件包括分离的钻枪和固定件，所述固定件上设置有数个固定孔，每个固定孔内可插入一根探针；

所述手动部件包括转圈和齿轮，所述转圈与齿轮为配套设置，所述转圈内壁有齿，与齿轮咬合；所述转圈套入探头内部；所述齿轮固定连接在所述探针的光滑平端，一个齿轮可连接一根探针；

所述夹片尾端还设置有密封口，所述密封口为管状结构，尾端露出于探头外部；

所述探头为绝缘材料，探针为金属材料，所述探针数量为2根及以上。

所述齿轮为绝缘材料。

所述转圈一边设置有一可固定其位置的固定钉。

所述固定件可以为饼形、花瓣形和条形中的一种。

所述探头由两片半圆形的探头外壳组成，当探针的光滑平端放入探头后，两外壳可闭合将探针夹住。

所述探头外壳上设置有窗口，所述窗口可将齿轮暴露出来，所述探头外壳上还设置有固定钉口；