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农业林业仪器Agroforestry

TDR100型时域反射计水分分析系统

时域反射计(TDR)广泛用于测量土壤体积含水量、体积电导率和岩体变形。TDR测量没有破坏性,并能提供很好的精确度和准确度。

一、概述

时域反射计(TDR)广泛用于测量土壤体积含水量、体积电导率和岩体变形。TDR测量没有破坏性,并能提供很好的精确度和准确度。

TDR系统的主要组件是CSI 数据采集器、TDR100反射计、SDMX50系列同轴多路器、连接电缆和TDR探头。

TDR100 由Windows 软件PCTDR 控制,或在CR10X或CR23X 数采中使用TDR100 指令控制。通常情况是,系统由用户提供的深充电池供电,使用20W 的太阳能电池板充电。可能安装交流电源的地方是CR10X使用的PS12LA 密闭可充电池或CR23X的可充电池。

二、系统构成

该产品主要有SDMX50 系列扩展板、TDR 外壳、土壤水分测量探头、岩体变形测量几部分。

三、系统介绍

TDR100 时域反射计

紧凑的低价格反射计,为可远程使用设计。检测土壤和其它多孔隙介质的体积含水量可用于岩体变形测量。当与SDM50 系列同轴多路器通讯时,使用 Campbell 公司的SDM通讯协议,CR10X 和CR23X 数采数采使用119 号指令控制TDR100,由PCTDR Windows 软件支持英文资料。

当系统设置和处理故障时显示波形,显示内容包括体积含水量和电导率。切换SDMX50通道采集波形和派生数据文件。进行电导率测量时需检测探头常数值。

SDMX50 系列扩展板

SDMX50 系列扩展板是八通道同轴切换设备,用在 TDR 系统 中。三个层级的切换允许多达512 个土壤体积含水量或岩体变形电缆连接到一个 TDR100。在自动测量中扩展板由一个CR10X 或CR23X 数采控制。当使用PCTDR 时或连接到一台PC 机时,扩展板可由TDR100 控制。有三个扩展板可选:SDMX50,SDMX50LP 和SDMX50SP。这几种都提供可靠和可编程的通道选择,但在一定安装方法范围内打包不同,也允许一定的灵活性。

SDMX50 包括

带安装后板的8 通道多路器

带固定硬件的10" x 12" 野外机箱

后板打孔以减小传感器电缆应变机箱附件(绑扎带、干燥包、湿度指示试纸和管道密封胶泥)

SDMX50LP 包括

8通道同轴扩展板,用用户提供的部件固定到后板绑扎带,固定传感器电缆到机箱后板

SDMX50XP 包括

8通道同轴多路器,带1"空间的小固定底座减小电缆应变的支架,使用在标准的CSI 机箱中或用户提供 的野外机箱中,绑扎带,固定传感器电缆到支架。

注意:在SDMX50 系列扩展板中减小同轴电缆的应变是很重要的。电缆自重或张力可能损坏扩展板,导致通讯的断续或致命的终断等严重后果。

TDR 机箱

16 x 18" 机箱白色,材质为玻璃纤维加固聚酯。用于保护 TDR 系统组件免除天气、高湿度和灰尘的影响。包括2 条SDM 电缆、1 条同轴缆、接地线和机箱附件。

TDR 探头

CS605

3针设计,针长30cm,直径0.48cm,针外部间距4.5cm。RG58 电缆,按用户要求长度提供,建议电缆最大长度为15m,在起伏不平环境中允许使用尖锐的大直径针和大环氧头。

CS610

3 针设计,针长30cm,直径0.48cm,针外部间距4.5cm。低衰减RG8 电缆,用户要求长度,建议最大电缆长度为25m,在某些应用中更长电缆可提供好的结果。在起伏不平环境中允许使用尖锐的大直径针和大环氧头注:当电缆长于15m 时建议使用CS610

岩体变形测量

时域反射计可用于检测岩体内的变形。该系统通常用于显示与滑坡、采矿以及建筑活动相联系的变形。

一定长度的同轴电缆,埋入所钻的孔内,作为系统的传感器。电子脉冲沿同轴缆向下发送,反射脉冲与同轴缆的变形相关,或与重建的参考点(褶皱)相关。结果踪迹中偏移区反映了沿电缆的拉张或剪切带。

TDR最初用作定位同轴传输电缆中破裂的系统。由电缆测试仪或反射计发出电子脉冲沿附属同轴电缆传输(Moffit,1964)。沿电缆传输不连续会导致部分或全部信号反射。测量传播消逝时间和反射信号强度;传播时间指示不连续距离(+-2%);反射信号强度与电缆变形程度有关(Oonnor 和 Dowding,1984)。

Panek 和 Tesch(1981),Oonnor 和 Dowding(1984)应用TDR 测量岩体变形。同轴电缆置于钻孔内,埋入地中。在所测量的沿电缆间隔位置的褶皱,反射部分传输信号,在确定变形带与深度的相互关系方面提供了一种更精确的尺度(Dowding、Su 和Oonnor,1989)。褶皱表现为沿波形踪迹的负极性情况。波形偏移指示了变形带;偏移极性指示一个带是否在经历拉张或剪切变形。

我公司的TDR 系统已经优化,可远程使用。一个CR10X 或CR23X 数采与一个TDR100 反射计一起安装在抗天气干扰机箱内。数采使用119 号指令控制电缆测试仪的工作;只在测量时才供电。这显著减小了电源需求。数采数字化存储电缆测试系列的波形数据,因而允许系统在无人值勤模式下工作。

通过通讯采集数据。还可以通过通讯给数采编程,使彻底检测目标带成为可能。多路器由数采控制,允许最多测试512 个电缆。因为某些特定安装情况下需要特定的电缆,也由于与运输大长度同轴电缆有关的运输费用以及后勤工作难题,Campbell 公司建议用户从当地的电子设备供货商购买合适的同轴电缆。