时域反射法(TDR)检测锚杆长度计算方法与工程实践

目前,锚杆长度检测常用声波反射法,得到的锚杆底部反射信号较弱,不易识别,能否准确检测出锚杆长度关系到工程安全。介绍了时域反射法的基本原理,应用时域反射法(TDR)进行锚杆长度测试,总结了介质为空气时锚杆(钢筋出露段)的测试波速的平均值约为230 mm/ns,介质为纯水泥浆体时锚杆(注浆段)的测试波速的平均值约为90 mm/ns,得出了不同龄期和不同脉冲宽度的测试条件对测试结果无明显影响的结论,推导出锚杆长度测试的计算公式,公式中分别考虑了锚杆的钢筋出露段和注浆段的长度和波速,并在工程实践中得到了精确的检测结果。

基于螺旋平行线与时域反射法的地面塌陷变形测量技术研究

简述了当前对地面塌陷测量技术的缺陷,并提出一种新型的测量方法。说明了螺旋平行线的结构,并对其电路特性进行了分析推导,得出其特性阻抗随拉伸变形增大而增大;且介电常数对其特性阻抗影响较小的结论。说明了结合螺旋平行线的时域反射法TDR方法可应用于地面塌陷的测量,拉伸变形量反映地面塌陷程度,反射信号的波峰对应的位置即为地面塌陷变形的位置。最后通过室内实验,并结合UVE-PLS的数学模型建立了螺旋平行线拉伸变形量与反射信号值的数学关系;并得到了较准确的预测结果。

基于时域反射法的航空电缆故障定位技术研究

作为飞机的重要组成部分,电缆对飞行安全以及飞机性能的实现起着至关重要的作用。针对航空电缆装机后故障难以定位的情况,首先研究了基于TDR技术的电缆故障定位方法并分析典型故障波形,然后搭建试验平台,开展电缆短路和断路故障试验,其结果不仅验证了基于TDR原理的电缆故障定位方法的正确性,并且得到了有效的电缆典型故障判据及典型故障波形,能够指导机载电缆故障的识别及定位,一定程度上缩短了排故时间。

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。

基于时域反射法的套筒灌浆料介电特性试验研究

金属套筒连接作为装配式混凝土结构重要的节点连接方式,其可靠性是装配式构件节点有效连接的重要保障。本文提出一种基于时域反射(TDR)测试原理的套筒灌浆质量检测方法,为验证该方法的可行性,设计了不同灌浆料、配合比、接触状态的套筒灌浆料接触特性试验。利用TDR测试仪采集探针接触灌浆料过程中的介电信号,运用含水率与介电信号典型函数关系式对采集的信号进行对比分析,研究探针接触套筒灌浆料过程中介电特性变化规律,进而对套筒灌浆质量进行有效判别。试验研究表明:时域反射法可有效判别套筒灌浆料接触状态;探针在接触灌浆料前后电介质信号存在明显差异;套筒灌浆料配合比在12%时,三种试验灌浆料接触性能测试变化规律具有一致性,配合比在18%、24%时,测试效果规律性不强;在灌浆料接触性能测试过程中,灌浆料体积含水量和介电常数变化规律相似,能较好判别探针是否接触灌浆料。该试验验证了时域反射法应用于套筒灌浆质量检测过程的可行性,为装配式混凝土结构套筒灌浆质量检测提供了新的解决方案。

基于低频滤波法的T-TDR含水率测量方法研究

为了解决T-TDR(Thermo-time domain reflectometry)探针短,土壤含水率测量效果差等技术问题,提出了一种低频滤波法LFF(Low frequency filter)进行TDR波形分析的计算模型。通过对TDR波形快速傅里叶变换,得到组成TDR波形的频谱,对其低频滤波后重新快速傅里叶反变换,可实现LFF变换。试验通过4种土壤,每种5个含水率的20个土样进行测试,通过LFF法和传统WINTDR法对比,结果表明LFF法具有较好的计算结果,其与干燥法的决定系数R2达0.983 5。LFF法不仅有效提高了T-TDR短针土壤含水率的测试精度,还简化了土壤含水率测试校验程序,提高了测试效率。

板状材料反射系数时域快速测量

针对实际工程中材料宽频段反射特性频域测量面临的问题,提出一种基于时域法的自由空间超宽带反射特性快速测量方法。通过时域测量系统搭建、基于“时间窗”脉冲信号的提取方法分析、反射系数计算等内容,对系统优势进行了综合分析,形成了实际测量方案。测量结果表明,这种方案具有测量环境要求低、测量速度快、方便准确等优势,一次测量可以得到常见雷达频段(2~18 GHz)板状材料的反射系数。

一种简化的分析光纤布拉格光栅的时域有限差分束传输法

提出了一种便于分析光纤布拉格光栅(FBG)、基于强制边界条件的简化TD FD BPM模型.采用交替隐式法(ADIM)和综合道格拉斯(GD)法,离散化时域束传输方程,获得比普通差分格式低二阶的误差。提出并采用强制边界条件,简化了光波导分析中边界处理问题.重点讨论和确定了在此条件下激励源位置、脉冲形状和径向分布函数、连续波激励条件等.在修正的正弦脉冲激励情况下,通过离散傅利叶变换,直接得到较为理想的短FBG反射谱.此法可减少数值计算时间,直观反映光脉冲传输.

基于SSTDR的飞机电缆故障定位脉冲序列源设计

发射信号是影响SSTDR在飞机电缆故障检测与定位中准确度和精度的关键因素,为实现高精度电缆故障检测,根据飞机电缆特点设计脉冲序列源。脉冲序列源根据飞机电缆测试范围短、精度要求高的特点,采用FPGA结合高速DDS芯片生成ns级BPSK调制的脉冲序列,采用放大电路实现脉冲信号幅值可调,并利用接口电路实现阻抗匹配。经过对脉冲序列源性能测试和电缆实测,测试结果表明序列源能产生幅值为3-7 V,码片宽度为20-60 ns,长度为7-127可调的PN码;该序列源测试盲区控制在2m以内,测试精度能达到0.5 m,满足飞机电缆故障精确定位的需求。

地下水位及电导率TDR测试探头研制与应用

介绍了一种自制的地下水位及电导率测试探头,利用TDR原理实现了地下水位及其电导率的自动监测方法。在苏州七子山卫生填埋场滤液面高度的测试应用表明:利用TDR测试探头能够很好地反应水位的变化,与传统的水位仪测试相比,具有快捷、经济、即时的优势,而且在高腐蚀和高温环境中也能长时间正常工作,有着较好的工程应用前景。

基于TDR多芯信号电缆故障测试装置的研制

介绍一种基于时域脉冲反射(TDR)的多芯电缆故障测试装置。使用C8051F005单片机为处理核心,控制CPLD向电缆注入脉冲信号,通过双机联测的方式在电缆两端点同时进行测量,可快速判断电缆短接,混接以及芯线断线等故障以及故障点的位置,故障位置定点可精确到5m以内,该装置设计成本低廉,操作方便,具有良好的应用前景。

TDR测试技术在岩土工程中的应用

电磁波时域反射法(Time Domain Reflectometry)是一种远程遥感测试技术,自20世纪70年代应用于岩土工程领域以来,以方便,安全,经济,数字化及远程控制等特点而受到广泛关注。本文阐述了TDR技术在岩土工程领域的发展,并结合课题组在此领域多年的研究成果,主要介绍了其在测定土体含水量和干密度及监测滑坡稳定性方面的应用。

TDR边坡监测系统的计算模型及试验初探

针对TDR(时域反射法 )技术在边坡监测中的应用 ,阐述了TDR边坡监测系统的组成及测试原理 ,建立了TDR测试系统的计算模型。结合试验数据 ,应用反馈系统理论计算分析了电磁波在同轴电缆中的传播特性及同轴电缆的剪切变形对TDR波形的影响 。

基于TDR技术的多种岩土介质含水量试验研究

为寻求适合多种岩土介质含水量的测试方法,根据极化机理,建立了电磁波与混合介质相互作用模型,采用TDR(time-domain reflectometry)方法对粉土、砂土、粘土、纸、塑料、有机物及MSW(municipal solid waste)等多种岩土介质介电常数与材料类型、孔隙率及含水量之间的关系进行研究.结果表明,不同岩土介质的介电常数主要由其含水量及孔隙率决定,受介质类型的影响很小,本文模型对不同类型不同孔隙率的岩土介质均适用;介电常数的平方根与体积含水量呈线性关系,相同体积含水量条件下,介质介电常数与孔隙率负相关.TDR技术能在不破坏有机质的前提下测得有机质内部的水分.

基于游标法的等效时间采样模块的设计

等效时间采样法可以通过周期取样技术,把高频、宽带的周期或准周期信号转化为低频的慢速信号,在基于时域反射(TDR)技术的测量系统中应用比较广泛。本文给出了一种基于游标法的等效时间采样模块设计方案及实现电路,并通过试验证明了模块的等效采样效果。

基于TDR的ADSL线缆测试仪设计

介绍一种基于时域脉冲反射(TDR)算法以及Xilinx的Spartan3AN系列FPGA芯片的ADSL线缆测试系统。系统通过USB接口与上位机相连,进行系统控制和TDR算法实现。文章首先阐述设计理论,然后介绍系统总体设计框图、数据处理流程以及系统实际测试结果。实验表明该测试仪能够快速准确测试出断点位置,精度可在±1%以内。

TDR技术在边坡土钉长度检测中的运用

通过深圳某电塔边坡运用TDR技术进行土钉长度检测的工程实例,介绍了TDR技术的基本原理、检测程序、波形分析及其计算过程,并提出相关结论。

通信电缆故障检测方法

文中首先阐述了通信电缆故障原因及分类,后介绍了通信电缆故障检测几个方法,重点介绍了时域反射法的原理及实测当中系统实现以及应该注意的问题,说明了TDR是一种比较实用的电缆故障检测方法。

MSW介质含水率与介电常数的关系模型试验研究

时域反射测量(TDR)利用水的介电常数与岩土介质介电常数差异较大的特点,由电磁波反射波形分析得到岩土介质的介电常数和电导率,并通过经验关系换算获得含水率。目前,在岩土工程领域采用TDR测试含水率的研究及应用多局限于土介质,很少有关于城市固体废弃物(MSW)方面的研究。采用一种基于表面反射法原理研制的四针式TDR传感器,通过室内标定试验建立MSW介质含水率与其介电常数的经验关系模型,该模型考虑了介质孔隙率的影响,基于该模型的TDR测试结果与烘干法测试结果的误差不超过±5%。

饱和砂性土孔隙水电导率特性及测试技术

饱和砂性土的孔隙水电导率直接反映了孔隙水中离子的含量,对研究土体离子污染有重要意义。饱和砂性土中孔隙水电导率与土体电导率之间呈线性关系,符合Archie定律。研究了Archie定律在不同类型砂土中的m系数取值范围,提出了利用TDR测试技术监测饱和砂性土孔隙水电导率的方法。试验结果表明TDR能够很好地测得饱和砂性土的孔隙水电导率。研究成果对于土体中离子污染物监测有重要的应用价值。