基于分段涂层TDR探针的含水合物多孔介质电学参数测量仿真研究

针对海洋沉积物中天然气水合物饱和度评价需求,提出了基于分段涂层TDR探针的沉积物介电常数和电导率同步测量新方法;针对无涂层探针、全涂层探针以及分段涂层探针分别建立了模拟TDR测量响应的有限元数值模型,仿真研究了涂层参数对介电常数和电导率测量性能的影响规律,继而应用于含水合物多孔介质的测量并对误差进行了分析与校正;研究结果表明:探针涂层的厚度和介电常数直接影响采集电压信号的衰减程度,因此需根据被测介质的电学性质对其进行优化设计;在涂层厚度和介电常数已确定的条件下,通过改变涂层间隙长度可以调节探针所适用的电导率测量范围;当测量非均匀介质时,可以通过增加涂层间隙的个数来提高电导率测量的准确度;采用分段涂层探针测量含水合物多孔介质的介电常数和电导率时,需要对涂层引起的误差进行校正。