[发明专利]一种饱和软土界面接触热阻及导热系数测量装置及方法

权利要求书

1.一种饱和软土界面接触热阻及导热系数测量装置，包括金属检测头（1）、温度检测器（3）和加热电源（5），其特征在于：所述金属检测头（1）的内部填充有绝缘导热填料（11），所述绝缘导热填料（11）的内部设有加热丝（4）和多个电线（2），所述加热丝（4）的上端电性连接有导线，所述导线上端依次贯穿绝缘导热填料（11）和金属检测头（1）并与加热电源（5）电性连接，所述电线（2）的上端依次贯穿绝缘导热填料（11）和金属检测头（1）并与温度检测器（3）电性连接，所述金属检测头（1）外端开设有多个均匀分布的主通孔（101），所述主通孔（101）的内部设有热电偶测温探头（10），多个所述电线（2）的下端分别延伸至多个主通孔（101）的内部并与其内部的热电偶测温探头（10）电性连接，所述金属检测头（1）的外端还开设有多个均匀分布的副通孔（102），所述主通孔（101）和副通孔（102）均位于绝缘导热填料（11）的外侧，所述副通孔（102）的内部设有双囊补水器（9）；

所述金属检测头（1）的内部固定连接有水箱（7），所述水箱（7）位于绝缘导热填料（11）的上侧，所述双囊补水器（9）靠近绝缘导热填料（11）的一端固定连接有输水管（8），所述输水管（8）远离双囊补水器（9）的一端依次贯穿绝缘导热填料（11）和金属检测头（1）并与水箱（7）固定连接；

所述双囊补水器（9）包括单开口壳（91），所述单开口壳（91）的外端与副通孔（102）的内部固定连接，所述单开口壳（91）远离绝缘导热填料（11）的一端固定连接有弧形微孔滤网（95），所述弧形微孔滤网（95）的外端固定连接有吸水棉（96）。

2.根据权利要求1所述的一种饱和软土界面接触热阻及导热系数测量装置，其特征在于：所述输水管（8）的一端贯穿单开口壳（91）并与单开口壳（91）的内侧相通，所述输水管（8）的另一端与水箱（7）的内部相通。

3.根据权利要求1所述的一种饱和软土界面接触热阻及导热系数测量装置，其特征在于：所述单开口壳（91）的内侧设有内气囊（92），所述单开口壳（91）靠近绝缘导热填料（11）的一侧设有外气囊（93），所述内气囊（92）和外气囊（93）之间固定连接有连通软管（94），所述内气囊（92）和外气囊（93）均与连通软管（94）相通。

4.根据权利要求3所述的一种饱和软土界面接触热阻及导热系数测量装置，其特征在于：所述外气囊（93）的弹性系数大于内气囊（92）的弹性系数。

5.根据权利要求1所述的一种饱和软土界面接触热阻及导热系数测量装置，其特征在于：所述输水管（8）采用导热材质制成。

6.根据权利要求2所述的一种饱和软土界面接触热阻及导热系数测量装置，其特征在于：所述水箱（7）的上端固定连接有与水箱（7）内部相通的进水管（6），所述进水管（6）的上端贯穿金属检测头（1）并延伸至金属检测头（1）的外侧。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种饱和软土界面接触热阻及导热系数测量装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、通过进水管（6）向水箱（7）中通入足量的纯水，水分通过输水管（8）分别进入各个双囊补水器（9）中；

S2、现场测量时，将金属检测头（1）竖直埋设在待测地点，先启动温度检测器（3），读取热电偶测温探头（10）的初始检测温度，然后启动加热电源（5）对土壤进行加热，每1-2分钟读取一次温度，直至温度达到平衡；

S3、对测量数据进行分析计算，得出土壤的热阻系数和导热系数。

8.根据权利要求7所述的一种饱和软土界面接触热阻及导热系数测量装置的使用方法，其特征在于：所述步骤S1和步骤S2之间还包括预热操作，所述预热操作具体步骤如下：启动加热电源（5），使双囊补水器（9）内的纯水预热至一定温度。