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。

TDR测定土壤含水量的标定研究

探讨了TDR测定土壤含水量的原理,并对黑河上游阿柔试验样地取土样进行了土壤体积含水量测定的室内标定试验,得出相关性较好的TDR测定土壤体积含水量的关系式.结果表明:通过室内土样回填建立的TDR测定的体积含水量与土壤实际含水量相关性很好,可以利用TDR精确的测定土壤含水量,为黑河遥感项目提供精确的地面土壤水分数据,为遥感反演和验证提供基础数据.所得到的标定结果对于具有相同土质的黑河中游土壤具有参考价值.

TDR联合监测土体含水量和干密度的传感器的设计及应用

土体含水量和干密度是岩土工程中的重要参数,现有测试方法周期长,扰动大,且无法实时进行多点自动化监测。从电磁学理论及时域反射测量(TDR)法出发,系统分析TDR传感器类型、材料及尺寸对测试精度的影响。针对现有商业化传感器的缺点,设计一种整体性强、性能可靠、价格低廉的传感器。通过专门设计的大型模型试验,对该传感器在大型工程中的应用效果进行研究与验证。结果表明,该传感器既能在现场快速测试土体质量含水量和干密度,又能长期实时监测二者在土体不同深度的变化情况,且准确度高,是岩土工程施工阶段质量控制及使用阶段安全监测的一种有效工具。

TDR研制与应用方面的若干进展

通过分析近年来国内外关于TDR的文献,总结了TDR研制与应用方面的若干新进展,概括了在使用TDR时应注意的几个问题。结果表明,线圈型TDR探针可很好地解决TDR探针在物理长度上的限制;多功能TDR探针可用来同时测定含水量与基质势、含水量与土壤热学性质、含水量与盐度和温度。当温度在5～45℃之间变化时随着温度的升高,TDR在沙壤土中测定的土壤含水量降低,而在粘壤土和有机质含量高的土壤测定的土壤含水量值升高。TDR探针应以合适的角度插入土壤,同时尽量避免摇摆、两探针不平行插入等误操作。

基于TDR的滑坡监测系统

基于时间域反射技术,提出一种滑坡监测的新技术。描述了时间域反射技术(TDR)用于滑坡地质灾害监测的基本原理,提供了构成TDR滑坡监测系统的技术方案,并介绍了TDR滑坡监测系统的功能与特点。最后,结合滑坡监测实例,提出了实现TDR监测滑坡的野外应用技术方法。

土体含水率TDR测试技术的影响因素分析

为掌握时域反射法（TDR）技术测试标准砂含水率的适用性,采用TRIME-IT系列TDR水分传感器对室内小型砂箱模型进行了标定试验,分析了含水率和干密度对TDR传感器稳定性与准确性影响机制。试验表明：TDR传感器测定质量含水率为5%-15%、干密度在1.40-1.60 g/cm^3范围内变化的松散—密实砂样时,经检验在显著性水平α=0.05下稳定性良好;测定质量含水率为2.5%-17.5%的中密砂样与质量含水率为10%的松散—密实砂样时,TDR法测试准确性满足规范要求;密实度对TDR测试影响呈正相关性,据此提出了TDR法测定含水率的密实度修正系数。

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。

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。

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滑坡监测技术的研究

时间域反射测试技术 (TimeDomainReflectometry)是一种电子测量技术 ,许多年来 ,一直被用于各种物体形态特征的测量和空间定位。TDR用于滑坡监测时 ,向埋入监测孔内的电缆发射脉冲信号 ,当遇到电缆在孔中产生变形时 ,就会产生反射波信号。经过对反射信号的分析 ,就能确定电缆发生形变的程度和位置。本文通过与传统的滑坡监测方法相比较 ,发现这种方法具有成本低、节省监测时间等特点。

时域反射仪(TDR)的应用现状与发展趋势

时域反射仪(TDR)作为一种能够不破坏样本、快速、简单、准确、可连续测定土壤水分及盐分(EC)的新型器材,在国内外得到了越来越广泛的应用。为推动TDR在农业节水领域的更广泛应用,本文在分析总结TDR的工作原理及其在土壤水分和盐分测定中的应用现状及其主要影响因素的基础上,提出了TDR在农业节水领域未来的发展趋势。

采用TDR水分计研究非饱和黄土入渗及自重湿陷变形规律

通过在大厚度自重湿陷性黄土场地上进行大规模原位浸水试验,在浸水坑的不同位置和深度埋设TDR水分计,对水在竖向和水平向的入渗运移规律进行实测,研究黄土在地面浸水后的入渗规律与自重湿陷变形规律及其相互关系。研究表明:(1)水在土体中的入渗规律是水沿大孔隙先向下入渗,然后再渗透扩大饱和区的运移过程;(2)在水分的入渗过程中,深度22.5～25.0 m以上土体发生自重湿陷变形,以下土体含水量增加缓慢,达不到湿陷起始含水量,没有发生自重湿陷变形,因此,可考虑22.5～25.0 m作为现场湿陷性评价的临界深度,另外该深度可作为大厚度湿陷性黄土地区进行地基处理时的参考地基处理下限深度;(3)由TDR水分计得出的体积含水率变化曲线不仅可以用来测量体积含水率的时空变化,而且可以用来判定黄土是否发生湿陷变形以及湿陷敏感性和湿陷系数随深度的变化规律,也可粗略计算水在非饱和黄土中的扩散速度。

饱和粉土含水量及孔隙比TDR原位测试研究

为克服岩土工程勘察中饱和粉土的取样和送样过程中产生的震动及水分损失对其原始含水量及孔隙比的影响,通过建立土体介电常数与孔隙比及含水量的关系,采用TDR测试方法,实现对不同深度饱和粉土的含水量及孔隙比的原位测试。经与室内土工试验结果相比较,表明TDR方法测试结果可靠,且测试速度快、对土层扰动小,是一种值得推广的原位测试手段。

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 。

带温度测试模块的TDR测试系统研制及温度校准

研制出带有温度测试电路的时域反射仪(TDR)土壤参数测试系统,该系统能够实时监测被测土壤温度;设计了应用于TDR测试系统的土壤温度测试电路;利用该TDR系统采集土壤样本在不同温度下的TDR波形;研究了温度变化对TDR测试波形的影响;反演土壤体积含水量和体积电导率随温度变化趋势。给出了此TDR测试系统测量得到的土壤含水量温度修正公式和土壤体积电导率与测量样本温度变化的关系。带有温度测试模块的TDR测试系统能够扩大TDR应用范围,提高土壤含水量的测量精度。

TDR波形传输时间的切线法判定与实现

采用变步长切线法来判定脉冲在时域反射仪(简称TDR)探针上的传输时间,并通过程序实现了该方法的自动判定过程,完成介电常数的自动计算。最后将时域反射仪TDR-I系统所采集的数据对该方法进行测试,效果良好。

应用倒谱域滤波的TDR波形分析

倒谱域滤波能够有效的滤除多次反射回波。该文将倒谱域滤波方法引入TDR(Time Domain Reflectometry)波形分析,通过将TDR波形在倒谱域内做滤波,滤除多次反射回波对时域波形的影响,进而快速准确测定脉冲在探头上传播时间,反演土壤表观介电常数。利用倒谱域滤波法测试结果与双切线法结果相比,具有更高的测试精度。

计及双界面的电缆绝缘水树缺陷时域反射解析模型

配电网中中压电缆的敷设条件相对较差,在环境水分和工作电压等因素的共同作用下容易在绝缘中生成水树缺陷,影响电缆绝缘的性能。时域反射法(TDR)可用于检测电缆故障,近来也有研究将其用于检测电缆绝缘局部缺陷,但检测结果与绝缘缺陷情况的关联尚不明晰。针对此问题,该文基于等效电路原理推导了同轴绝缘含水树缺陷时的等效介电常数,在此基础上结合传输线理论建立计及双界面反射的时域解析模型,可用于分析与预测电缆绝缘局部存在水树缺陷时TDR实验的反射波形。通过制作含模拟水树的电缆试样并进行TDR实验,考察了模拟水树缺陷的含水量、缺陷段长度和电导率等因素对TDR实验结果的影响。结果显示,模拟水树的TDR实验结果与解析模型的计算结果具有较好的对应性,初步验证了该模型用于分析与预测电缆绝缘局部缺陷反射特性的有效性。预期该解析模型有助于为TDR在电缆绝缘水树检测中的应用提供参考。

评估旋转拼板避免玻纤效应的试验

高速印制电路板(PCB)如何避免设计和制造端的玻纤效应已有较多的解决方案。在设计已经固定时,在制造阶段旋转拼板是一种较常见的方案,多数拼板旋转角度参考行业内建议的5°~15°,但这种方法对物料成本、制造成本及时间成本有极大的浪费。生产实践中,建议剪裁实际产品的高速通道作为测试条,通过时域反射计(TDR)测试差分对内传输时延差(skew)和2根单线的阻抗差异对差分对的对称性进行统计分析,得到合适的生产拼板旋转角度。最后利用向量网络分析仪(VNA),对不同旋转角度差分对频域性能进行测试,并验证TDR测试结论。整个试验方案节省了大量的测试成本和物料成本,可为在高速PCB的加工制造中避免玻纤效应提供参考。

新型TDR检测技术及其在IC封装失效分析中的应用

介绍了TDR(Time Domain Reflectometry)时域反射计的原理。提出了基于传输线理论建立的时域反射计的模型。研究了该模型在各种阻抗非连续性下的工作状态。采用高速采样模块,高性能示波器和TDR发生模块组成Tektronics-CSA8200的TDR测试系统,将TDR技术应用于大规模集成电路的失效分析,快速准确的定位故障,解决了复杂集成电路封装造成的故障诊断的困难,并给出具体应用实例。