[发明专利]一种电磁加热式岩土热物性参数测试仪及测试方法

说明书

本发明公开了一种电磁加热式岩土热物性参数测试仪及测试方法，测试仪包括壳体及壳体内的水管、水泵、电磁加热器、控制柜、显示装置，水管的进水口与地下循环水管的出水连接，出水口与地下循环水管进水口连接，水管的进口设置有水温传感器Ⅰ，出水口设置有水温传感器Ⅱ，水管还设置有流量计、水泵，水管穿过电磁加热器，电磁加热器与控制柜连接，所述的控制柜设置有电磁加热控制器、总控制单元，总控制单元分别与水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ、流量计、水泵、电磁加热控制器、显示装置连接，其采用电磁加热方式加热，整个控制系统设计合理，加热功率调整方便，响应时间短，加热功率大，岩土热物性参数测量效率高。

技术领域

本发明涉及岩土热物性测量技术领域，具体涉及一种电磁加热式的岩土热物性参数测试仪。

背景技术

地源热泵技术属可再生能源利用技术。地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。

地源热泵系统在安装施工之前，需要对建筑物地下的岩土热物性参数进行测量，测量值直接决定工程实施技术方案中参数设置，比如钻孔数量及深度。

目前的岩土热物性测量设备包括地表的测试仪和伸入地下的循环水管组成，测试仪通过测试进出水管处水温、压力、流量等参数进行岩土热物性参数核算，整个测试时间24-72小时不等，整个过程不能中断且测试仪器的加热功率要保持恒定。现有的测试仪加热方式采用继电器控制加热棒加热，例如专利号201110028685恒功率岩土热物性测量仪，其容易受到电源电压影响，在实际使用过程中依然存在加热功率不稳定，加热启动慢的问题，而且调节范围受限；调节时间常数大，最大加热功率受限；很难实现无级加热功率的调整。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明特提供了一种新型的电磁加热式岩土热物性参数测试仪，其采用电磁加热方式加热，整个控制系统设计合理，加热功率调整方便，响应时间短，加热功率大。

为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：

一种电磁加热式岩土热物性参数测试仪，它包括壳体及壳体内的水管、水泵、电磁加热器、控制柜、显示装置，水管的进水口与地下循环水管的出水连接，出水口与地下循环水管进水口连接，水管的进口设置有水温传感器Ⅰ，出水口设置有水温传感器Ⅱ，水管还设置有流量计、水泵，水管穿过电磁加热器，电磁加热器与控制柜连接，所述的控制柜设置有电磁加热控制器、总控制单元，总控制单元分别与水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ、流量计、水泵、电磁加热控制器、显示装置连接。

所述的显示装置为液晶触控屏，安置在壳体前端面板，用以操控调整设置参数，并显示测试数据。

所述的总控制单元，包括单片机，和与单片机连接的GPRS通信模块、GPS模块，传感器Ⅰ、传感器Ⅱ通过信号放大调整电路与单片机连接。

总控制单元还包括时钟电路、液晶驱动电路、SD卡存储电路分别与单片机连接。

所述的单片机型号为STM32F103RCT6。

所述的电磁加热器选用DN100容积式过流电磁加热器，电磁加热控制器选用ZN-8G-H2/8KW型号的电磁加热控制器，总控制单元通过MODBUS总线采集信号和发出控制命令。

电磁加热器包括电磁线圈、加热管，水管穿过加热管，加热管外包裹电磁线圈，加热管采用电磁线圈形式，水管穿过线圈和加热管，通过电磁加热控制器控制电磁线圈的加热功率，实现电磁加热。

控制柜还设置有电源、隔离变压器、电压互感器、电流互感器，继电器组、滤波器，电压互感器和电流互感器设置在电磁加热控制器的输入电源线路上，用以检测电磁加热控制器的输出功率，将采集数据传输给总控制单元，电源输出端设置有三相电源滤波器及隔离变压器，隔离变压器设置在总控制单元的电源输入端，防止电磁加热控制器产生的高次谐波干扰总控制单元。