本儀器由流量傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、泵、電加熱器；管道和主機(jī)等緩?fù)Y(jié)構(gòu)面匡如圖1所示。圖1中，由于泵的作用，流體由A口進(jìn)入，流量傳感器采集流量信號，溫度傳感器采集溫度信號(T1)。流體通過泵后，由電加熱器加熱，加熱的流體溫度信號(T2)由傳感器采集，然后流體從B口流出，輸入到埋置于深層巖土中的導(dǎo)管內(nèi)，導(dǎo)管內(nèi)加熱的流體與深層巖上進(jìn)行熱交換后，又從A口返回到儀器內(nèi)，形成封閉的循環(huán)。

測試原理

這種現(xiàn)場測試?yán)玫氖菬岱磻?yīng)實驗法的原理，即通過向地下輸入恒定的熱量，進(jìn)而檢測土壤的溫度響應(yīng)來估計土壤熱物性的方法。其原理如圖2.1：由原理圖中可以看出，流體經(jīng)過電加熱器加熱后，被送入到地下，由于加熱后的流體溫度高于地下土壤的溫度，故熱量通過管壁由流體向土壤放熱，這樣從地下再回到測試儀中的流體的溫度就存在一定的變化，這就是地下土壤的溫度響應(yīng)。在儀器與地下管路相連的地方各設(shè)置一個溫度傳感器，這樣就可以采集到管道平均溫度的實時數(shù)值，這是用來估計大地導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

巖土熱響應(yīng)測試儀器

測試系統(tǒng)由測試儀和測試孔組成。測試儀器的水循環(huán)部分和測試孔連接，組成一個閉式環(huán)路。測試系統(tǒng)包括水的電加熱器部分、水循環(huán)部分、數(shù)據(jù)采集和分析部分組成。水加熱部分將閉式環(huán)路中的循環(huán)水加熱，循環(huán)水通過U型管與周圍土壤換熱，將熱量釋放到周圍土壤里。在循環(huán)過程中，將進(jìn)/出測試儀器的溫度、流量、加熱量采集到電腦里，來進(jìn)行分析計算土壤的熱物性參數(shù)。為了減小連接管道的熱損失，儀器進(jìn)出口進(jìn)行了壁厚30mm的橡塑保溫材料保溫。地下水平段的連接管道則采用了壁厚20mm的橡塑保溫材料保溫。

巖土熱物性測試儀

測試儀器設(shè)置了自動控制保護(hù)系統(tǒng)，用戶可根據(jù)實際情況對溫度、流量、功率、電壓等參數(shù)進(jìn)行上下限報警設(shè)置，不同通道使用同一個繼電器觸點，多個報警事件中只要有一個發(fā)生，報警狀態(tài)就通過DO觸點輸出，通過交流接觸器實現(xiàn)自動斷電保護(hù)，有效杜絕儀器運行安全事故發(fā)生。測試儀器設(shè)置了GPRS遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與記錄儀通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至上位機(jī)（無須任何上位機(jī)軟件）和制定使用者的手機(jī)（無須定制APP）上，通過設(shè)定的瀏覽器地址即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實時監(jiān)測，使用者可以隨時隨地通過電腦和手機(jī)進(jìn)行監(jiān)測。如果儀器有運行異常，則可以實時進(jìn)行手動控制儀器斷電保護(hù)。特別是，如果部分試驗場地網(wǎng)絡(luò)信號不好時，儀器的報警也會自動通過手機(jī)短信發(fā)送至當(dāng)前使用者的手機(jī)上，使用者可通過手機(jī)短信的方式對儀器斷電保護(hù)，實現(xiàn)儀器遠(yuǎn)程控制的雙路徑。