利用热脉冲-时域反射技术测定土壤水热动态和物理参数 Ⅰ.原理

由于土壤特性的时空变异性 ,对土壤含水量、温度、热特性以及其它物理参数的动态监测是土壤学研究的重要课题。本文以热脉冲技术和时域反射技术的理论为基础 ,介绍了利用热脉冲技术 时域反射技术 (Thermo TDR)连续定位测定土壤含水量、电导率、温度和热特性的原理 ,并利用土壤热特性与容重和含水量的关系 ,导出了土壤容重、饱和度和通气孔度的计算公式。

热脉冲探针-时域反射技术测量含水合物沉积物的热导率及水合物饱和度

我国在海洋和冻土区都已发现天然气水合物资源区并成功获取实物样品。含水合物沉积物的热导率是估算水合物资源量、设计合理开采方案的关键性数据之一。受水合物稳定条件和测量技术的限制,水合物热导率测定尚不完善。本文通过自主研制的天然气水合物热物理参数测量系统,开展了海洋沉积物中天然气水合物热导率与饱和度测量研究。实验使用取自南海神狐海域的沉积物作为反应介质,在压力7.8 MPa、温度2℃的条件下合成甲烷水合物,并利用热脉冲探针与时域反射技术联合测量的方式获得沉积物中水合物形成过程的热导率和饱和度等实验数据。结果表明,当水合物饱和度从0增加至49%时,体系热导率出现了先升高后降低的变化趋势。分析发现体系热导率随水合物饱和度的变化特征与水合物在沉积物中的填充方式有关,在实验选用的南海沉积物中,水合物优先选择在颗粒孔隙间成核生长,并最终与沉积物颗粒胶结共存。

土壤水分时域反射仪(TDR)自制探头的校正与应用

根据TDR工作原理制作了TDR探头,并对其进行了室内标定,结果表明,介电常数的平方根(Ka)与体积含水量(,θ%)有良好的线性相关(R2=0.995)。并在田间与中子仪测定结果进行了对比,结果表明,平均绝对偏差为0.17%,平均相对偏差为8.58%,说明TDR自制探头可以在黄土高原地区推广应用。

利用热脉冲时域反射技术测定土壤水热动态和物理参数Ⅱ.应用

土壤含水量、温度、热特性以及其它物理参数的动态监测是描述土壤中各种物理、化学和生物过程的基础。本文利用热脉冲 -时域反射技术 (Thermo -TDR)对不同质地土壤的含水量、电导率、温度、容积热容量、导热率和热扩散系数进行了测定 ,并利用土壤容积热容量与容重和含水量的关系 ,计算了土壤容重、通气孔度和饱和度。结果表明 ,Thermo -TDR技术能够提供可靠的土壤含水量、温度、容重、通气孔度和饱和度的信息。本文也分析了Thermo

宽脉冲时域反射网络线缆测试方法研究

针对窄脉冲时域反射法存在的"测试盲区"问题,结合网络传输信号无地差分的特性,提出了一种采用宽脉冲差分探测信号的线缆测试方法。该方法可以测试网络线缆的长度,判断故障的类别,并很好地解决了"测试盲区"问题。该文在介绍该方法的基础上,提出了使用该方法设计的网络线缆测试仪的硬件结构,并对其中的脉冲产生与回波处理模块进行了详细的分析。最后,给出了使用该测试仪进行网络线缆测试的实验结果,并对结果进行了分析。结果表明,该方法稳定可靠,具有实用价值。

热脉冲-时域反射技术原位测定土壤孔隙度及其影响因素分析

针对传统测量方法无法动态监测土壤孔隙度(n)的局限性,本研究基于热脉冲-时域反射(ThermoTDR)技术,利用改进后的Thermo-TDR探头在实验室内对不同质地土壤孔隙度和充气孔隙度(na)进行测定,并应用于野外原位动态监测土壤孔隙度,进而对热脉冲-时域反射技术测定土壤充气孔隙度的影响因素进行分析.实验表明,Thermo-TDR值与烘干法比较,室内测定均方根误差(RMSE)值为0.015,野外测定RMSE值为0.023,相对误差均在5%以内,可以准确反映土壤孔隙度的动态变化.探针间距r和热量q是影响热脉冲-时域反射技术测定土壤孔隙度的准确性的关键因素.减少探针入土时摆动导致的探针间距变化可以有效降低热脉冲-时域反射技术测定误差.Thermo-TDR技术测定迅速,准确性高且对土壤结构破坏小,具有广阔的应用前景和推广价值.

高分辨时域反射测量（TDR）系统

时域反射测量是一种技术先进、用途广泛的测量方法，被称为“光雷达”。本文从理论上分析光时域反射测量法的灵敏度和空间分辨率二者之间的关系，并提出实现极高空间分辨率（＜０．１ｍｍ）的方法和计算原理。

基于小波脉冲相关的电缆故障时域反射测距方法

针对时域反射法电缆故障测距技术在长电缆、强衰减情况下测距精度和自动化程度低的问题,研究脉冲信号传输畸变对相关分析的影响,并提出一种基于注入小波脉冲和相关分析的自动测距方法。在电缆信号传播特性分析的基础上,得到波形传播畸变中仅有色散因素会影响相关分析准确度的结论。设计能带集中且可低成本产生的双极性矩形小波脉冲。仿真和实测结果显示,小波脉冲相关方法通过局部最值检测能够实现自动测距,其测距精度高于矩形脉冲方法,与高斯包络窄带脉冲方法相近,抗噪声干扰能力强于二者。

脉冲编码光时域反射计技术

OTDR是一种常见的光纤链路损耗测试仪器,是分布式光纤传感器的技术基础。单脉冲光时域反射计存在动态范围和空间分辨率间的矛盾,对发射光脉冲进行编码能有效地克服二者之间的矛盾。本文在对OTDR基本构成、原理及主要参数进行简述的基础上,总结了脉冲编码光时域反射计技术的发展现状,并对三种常用编码方式的实现方法、编码增益进行了分析和比较。

基于时域反射技术(TDR)的黄土湿陷原位评价研究

现有黄土湿陷评价方法具有取样扰动、耗时和费用高等缺点,急需探索原位评价黄土湿陷的新技术。基于时域反射技术(TDR)原位测试黄土介电常数和电导率,计算干密度和质量含水率。依据原位所测黄土干密度、质量含水率以及物性指标(相对质量密度、液塑限),采用经验模型对黄土进行湿陷评价。结果表明,TDR原位测试黄土干密度和室内烘干法结果相对误差在±6%以内,测试黄土质量含水率和室内烘干法结果绝对误差在±0.02以内。另一方面,基于经验的湿陷评价模型,利用TDR原位所测干密度、质量含水率以及物性指标不仅可判定黄土有无湿陷,且具有区分强烈和中等湿陷程度的潜力。本研究丰富了黄土地区勘察技术手段,为黄土湿陷原位勘察提供有益探索。

光时域反射仪(OTDR)盲区分析及规避措施

阐述了OTDR盲区的定义和形成机理,分析了OTDR盲区对光纤链路损耗测试的影响。提出了引入发射光纤作为盲区消除器的测试结构,研究了发射光纤长度与光脉冲宽度的匹配关系。给出了常用脉冲宽度所对应的发射光纤的长度,并在实际测量中进行了验证。

窄脉冲时域反射技术在电缆检测中的应用

窄脉冲时域反射技术已经广泛应用于通讯等领域,本文对窄脉冲时域反射技术的历史、现状、特点、原理和在电缆检测等方面作了简单的分析。

时域反射仪(TDR)测定土壤含水量标定曲线评价与方案推荐

时域反射仪(Time Domain Reflectometry)可用于室内和田间快速、准确、自动测定土壤含水量,是目前应用最广泛的土壤含水量测定方法之一。适宜的土壤含水量标定曲线(即土壤表观介电常数和土壤含水量之间的关系)是TDR准确测定土壤含水量的关键。目前文献中存在大量的土壤含水量标定曲线,但尚未有研究对这些标定曲线进行系统的验证和分析评价。因此,它们的准确性和适用范围尚不明晰,严重影响到与土壤含水量测定相关的研究。通过查阅大量国内外文献,收集整理了一系列土壤含水量标定曲线的经验公式(19个)和半经验半物理模型(5个),并利用大量的文献实测数据对其进行综合评价。同时运用均方根差(RMSE),平均误差(AD),纳什效率系数(NSE)等三个指标对比分析和评价这些标定曲线的准确性和可靠性。研究结果表明:经验公式中Topp、Roth(1992)2、Jacobosen、Yoshikawa2、Alharathi模型和半经验模型中Malicki1公式及其修订模型综合性能较好。研究成果可为利用TDR准确测定土壤含水量及土壤含水量标定曲线的选择提供参考和指导。

脉冲时域反射物位计在复杂工况中的应用

以某厂使用的英国FLT9100为例说明脉冲时域反射物位计的典型应用,并对脉冲时域反射物位计在复杂工况下应用进行了阐述。鉴于很多新建、改建、扩建机组在试运行及运行阶段出现了一些因液位测量数据真实性、准确性、及时性、可靠性不足而造成的运行故障、机组事故及降低了运行经济性等问题,对此有必要进行总结、探讨和提出了一些改进意见。

基于时域脉冲反射的高压电力电缆测长技术研究

时域脉冲反射法(TDR)主要通过脉冲信号在传输环境传导时引起反射波的时间信息,获得所需的被测量。本文基于TDR测长原理,提出现场电缆波速标定方法,通过现场获取1m内的高压电缆样品,标定得到该电缆电磁波速,最终由整段电缆的反射脉冲延时而得到该电缆长度,经实际测量实验表明,电缆长度测量误差可保持在0.5%以内,可结合物资抽检实验室取样流程,快速、准确地对电缆长度进行测量,并检验整盘电线电缆到货长度。

土石坝渗流热脉冲时域反射技术检测方案设计优化研究

渗流破坏是土石坝破坏的主要原因,加强渗流监测对保证大坝安全稳定具有重要意义。文章以辽宁省喀左县郭台子水库大坝土坝段为例,利用HYDRUS-3D软件进行了土坝坝体渗流模拟研究,根据研究结果对渗流热脉冲时域反射技术检测技术方案进行优化,研究结论可以促进热脉冲时域反射技术在大坝渗流监测中的应用。

太赫兹脉冲时域反射计及其在先进封装失效分析的应用

随着集成电路的高速发展，对封装的要求也越来越高。轻薄短小、多功能、低功耗、速度快是电子产品的发展趋势；这一趋势又进一步促进丫封装技术的发展。日前出现了许多2．5D和3D先进封装方式，比如系统级封装（SiP）、封装堆叠（PoP）、硅通孔（TSV）、3D晶网级封装（3DWLP）。

低成本TDR设备土壤含水率试验研究

因为土体含水量会影响土体的物理特性,土壤含水率监测成为了岩土工程中一项重要的内容。目前市场上常用的TDR监测设备价格昂贵,且操作繁杂。文中根据时域反射技术原理(Time Domain Reflectometry,TDR)提出了低成本TDR设备土壤含水率集成监测技术。文中先是自主设计TDR元件,以降低工艺制造成本。然后编写MATLAB1.0分析软件进行数据自动分析。最后通过探针长度测量试验和土壤含水量测量试验,为TDR在土壤含水量测量方面的应用提供了参考。