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(hào)，溫度傳感器采集溫度信號(hào)(T1)。流體通過泵后，由電加熱器加熱，加熱的流體溫度信號(hào)(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(cè)試原理

這種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試?yán)玫氖菬岱磻?yīng)實(shí)驗(yàn)法的原理，即通過向地下輸入恒定的熱量，進(jìn)而檢測(cè)土壤的溫度響應(yīng)來(lái)估計(jì)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(cè)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(gè)溫度傳感器，這樣就可以采集到管道平均溫度的實(shí)時(shí)數(shù)值，這是用來(lái)估計(jì)大地導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀器

測(cè)試系統(tǒng)由測(cè)試儀和測(cè)試孔組成。測(cè)試儀器的水循環(huán)部分和測(cè)試孔連接，組成一個(gè)閉式環(huán)路。測(cè)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(cè)試儀器的溫度、流量、加熱量采集到電腦里，來(lái)進(jìn)行分析計(jì)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(cè)試儀

測(cè)試儀器設(shè)置了自動(dòng)控制保護(hù)系統(tǒng)，用戶可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)溫度、流量、功率、電壓等參數(shù)進(jìn)行上下限報(bào)警設(shè)置，不同通道使用同一個(gè)繼電器觸點(diǎn)，多個(gè)報(bào)警事件中只要有一個(gè)發(fā)生，報(bào)警狀態(tài)就通過DO觸點(diǎn)輸出，通過交流接觸器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電保護(hù)，有效杜絕儀器運(yùn)行安全事故發(fā)生。測(cè)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(wú)須任何上位機(jī)軟件）和制定使用者的手機(jī)（無(wú)須定制APP）上，通過設(shè)定的瀏覽器地址即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使用者可以隨時(shí)隨地通過電腦和手機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如果儀器有運(yùn)行異常，則可以實(shí)時(shí)進(jìn)行手動(dòng)控制儀器斷電保護(hù)。特別是，如果部分試驗(yàn)場(chǎng)地網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不好時(shí)，儀器的報(bào)警也會(huì)自動(dòng)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(duì)儀器斷電保護(hù)，實(shí)現(xiàn)儀器遠(yuǎn)程控制的雙路徑。