專利名稱：巖土層含水量微波分層探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種巖土層含水量微波探測器。
背景技術(shù)：
巖土層是一種由水、空氣、巖土固態(tài)顆粒組成的混合物，其含水量是影響其介電常數(shù)變化的主要因素。其中空氣介電常數(shù)為1，巖土固態(tài)顆粒介電常數(shù)為3～5，而水的介電常數(shù)為80，三者介電常數(shù)相差甚大，因此，在巖土層混合物中的水含量及水的介電常數(shù)對巖土層混合物的介電常數(shù)影響大，只要能測出巖土層的混合介電常數(shù)通過一定的模式換算，就能計(jì)算出土壤的容積含水量。
國外專家在采用高頻時域反射法測量巖土層介電常數(shù)作了大量工作，他們讓一個電壓的階梯狀脈沖波沿著放置在土壤層探管的全屬發(fā)射導(dǎo)環(huán)(或金屬棒)發(fā)射電磁波電壓的階梯狀脈沖波沿導(dǎo)環(huán)(或金屬棒)傳播，并在導(dǎo)環(huán)(或金屬棒)末端反射回來，進(jìn)而由延時的傳播時間換算出土壤含水量。
但是，現(xiàn)有的用于測定巖土層含水量的微波探測器僅具有一個電磁波發(fā)送/接收單元，因而只能測量某一深度的巖土層含水量。當(dāng)需測量不同深度的巖土層含水量時，則需多次進(jìn)行分層測量，這不但給用戶的探測工作帶來了麻煩，且不利于提高探測效率。因此，有必要提供一種可以同時測定不同深度巖土層含水量的微波分層探測器。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的即是提供一種可同時測定不同深度巖土層含水量的微波分層探測器。
本實(shí)用新型的巖土層含水量微波分層探測器具有正、負(fù)微波電極，其特征是具有至少兩個微波探測單元，各微波探測單元均包括一正微波電極、一負(fù)微波電極和一絕緣筒體，同一微波探測單元中的正、負(fù)微波電極固定在絕緣筒體的外壁上并相互分離，在絕緣筒體上設(shè)置有分別與正、負(fù)微波電極導(dǎo)電連接的正電極引出導(dǎo)線接口和負(fù)電極引出導(dǎo)線接口，在相鄰微波探測單元的絕緣筒體之間設(shè)置有連接筒體，所述各微波探測單元的絕緣筒體依次經(jīng)連接筒體串聯(lián)連接為一完整筒體，該完整筒體的一端封閉，在該完整筒體的另一端設(shè)置有信號線接口。
在使用本實(shí)用新型的微波分層探測器時，可以先在欲測含水量的巖土層上鉆孔，再以完整筒體的封閉端為前端，將微波分層探測器置入鉆孔中，此后，通過微波探測單元的正、負(fù)微波電極向鉆孔孔壁發(fā)送高頻電磁波。孔壁反射的高頻信號由正、負(fù)微波電極接收，其反射回來的高頻信號與被測孔壁巖土層的介電常數(shù)的方根 呈線性關(guān)系，各層位介電常數(shù)不同，其反射回高頻信號的大小不同，據(jù)此可以測算出各層位巖土的含水量大小。
在本實(shí)用新型中，為了便于將探測器置入鉆孔中，可以讓上述完整筒體的封閉端為錐形端。同時，上述連接筒體的兩端可以采用扣接或螺紋連接的方式實(shí)現(xiàn)與與二相鄰微波探測單元的絕緣筒體的連接。通常情況下，以采用螺紋連接的方式較為快捷、簡便。
為了便于發(fā)送微波和對接收到的高頻信號適時進(jìn)行處理，避免接收到的信號在傳送給外設(shè)的主機(jī)時過多地衰減，影響測量效果，本實(shí)用新型推薦在各微波探測單元的絕緣筒體內(nèi)均設(shè)置信號處理電路板。此處，所設(shè)置的信號處理電路板可以直接采用市售的既可產(chǎn)生微波信號、又能對收到的高頻信號進(jìn)行處理及轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品。在設(shè)置上述信號處理電路板之后，可以讓同一微波探測單元中的正電極引出導(dǎo)線接口和負(fù)電極引出導(dǎo)線接口均與位于該微波探測單元絕緣筒體內(nèi)的信號處理電路板的電極信號連接端相連接，并讓分別與各信號處理電路板的外部信號連接端相連接的外部連接導(dǎo)線經(jīng)所述完整筒體的信號線接口向外引出。需要說明的是當(dāng)不在各微波探測單元的絕緣筒體內(nèi)設(shè)置信號處理電路板時，本實(shí)用新型的裝置也可以工作，此時可讓微波探測單元中的正、負(fù)電極引出導(dǎo)線接口直接與外部連接導(dǎo)線相連接，在此結(jié)構(gòu)形式中，微波信號的產(chǎn)生和對收到的高頻信號的處理均需由外設(shè)的主機(jī)完成。
在本實(shí)用新型中，上述完整筒體的信號線接口可以是插口形式，但也可以是一種簡單的外接引線口。
本實(shí)用新型裝置中的微波探測單元可以是兩個或兩個以上，如8個、16個等等。
與前述現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，本實(shí)用新型的微波分層探測器可以同時測定不同深度巖土層含水量，從而可以大大提高探測效率，更便于用戶使用。
本實(shí)用新型的內(nèi)容結(jié)合以下實(shí)施例作更進(jìn)一步的說明，但本實(shí)用新型的內(nèi)容不僅限于實(shí)施例中所涉及的內(nèi)容。


圖1是實(shí)施例中巖土層含水量微波分層探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A剖面放大圖。
圖3是圖1的B-B剖面放大圖。
具體實(shí)施方式
如圖1～3所示，本實(shí)施例中的巖土層含水量微波分層探測器具有正、負(fù)微波電極1、2，其特征是具有兩個微波探測單元，各微波探測單元均包括一正微波電極1、一負(fù)微波電極2和一絕緣筒體3，同一微波探測單元中的正、負(fù)微波電極1、2固定在絕緣筒體3的外壁上并相互分離，在絕緣筒體3上設(shè)置有分別與正、負(fù)微波電極1、2導(dǎo)電連接的正電極引出導(dǎo)線接口4和負(fù)電極引出導(dǎo)線接口5，在相鄰微波探測單元的絕緣筒體3之間設(shè)置有連接筒體6，所述各微波探測單元的絕緣筒體3依次經(jīng)連接筒體6串聯(lián)連接為一完整筒體，該完整筒體的一端封閉，在該完整筒體的另一端設(shè)置有信號線接口7。
在本實(shí)施例中，上述完整筒體的封閉端為錐形端8。
同時，上述連接筒體6的兩端分別與二相鄰微波探測單元的絕緣筒體3螺紋連接。
另外，本實(shí)施例中還在各微波探測單元的絕緣筒體3內(nèi)均設(shè)置有信號處理電路板9，同一微波探測單元中的正電極引出導(dǎo)線接口4和負(fù)電極引出導(dǎo)線接口5均與位于該微波探測單元絕緣筒體3內(nèi)的信號處理電路板9的電極信號連接端10相連接，各信號處理電路板9均具有外部信號連接端11，所述信號處理電路板9的外部信號連接端11連接有外部連接導(dǎo)線12，所述各外部連接導(dǎo)線12均經(jīng)所述完整筒體的信號線接口7向外引出。
就本實(shí)用新型的裝置來說，本實(shí)施例中的微波探測單元的數(shù)目還可以增加，如增加為8個、16個等等，從而構(gòu)成新的實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種巖土層含水量微波分層探測器，具有正、負(fù)微波電極，其特征是具有至少兩個微波探測單元，各微波探測單元均包括一正微波電極、一負(fù)微波電極和一絕緣筒體，同一微波探測單元中的正、負(fù)微波電極固定在絕緣筒體的外壁上并相互分離，在絕緣筒體上設(shè)置有分別與正、負(fù)微波電極導(dǎo)電連接的正電極引出導(dǎo)線接口和負(fù)電極引出導(dǎo)線接口，在相鄰微波探測單元的絕緣筒體之間設(shè)置有連接筒體，所述各微波探測單元的絕緣筒體依次經(jīng)連接筒體串聯(lián)連接為一完整筒體，該完整筒體的一端封閉，在該完整筒體的另一端設(shè)置有信號線接口。
2.如權(quán)利要求1所述的探測器，其特征是所述完整筒體的封閉端為錐形端。
3.如權(quán)利要求1所述的探測器，其特征是所述連接筒體的兩端分別與二相鄰微波探測單元的絕緣筒體螺紋連接。
4.如權(quán)利要求1所述的探測器，其特征是在各微波探測單元的絕緣筒體內(nèi)均設(shè)置有信號處理電路板，同一微波探測單元中的正電極引出導(dǎo)線接口和負(fù)電極引出導(dǎo)線接口均與位于該微波探測單元絕緣筒體內(nèi)的信號處理電路板的電極信號連接端相連接，各信號處理電路板均具有外部信號連接端，所述信號處理電路板的外部信號連接端連接有外部連接導(dǎo)線，所述各外部連接導(dǎo)線均經(jīng)所述完整筒體的信號線接口向外引出。
專利摘要一種巖土層含水量微波分層探測器，具有正、負(fù)微波電極，其特征是具有至少兩個微波探測單元，各微波探測單元均包括一正微波電極、一負(fù)微波電極和一絕緣筒體，同一微波探測單元中的正、負(fù)微波電極固定在絕緣筒體的外壁上并相互分離，在絕緣筒體上設(shè)置有分別與正、負(fù)微波電極導(dǎo)電連接的正電極引出導(dǎo)線接口和負(fù)電極引出導(dǎo)線接口，在相鄰微波探測單元的絕緣筒體之間設(shè)置有連接筒體，所述各微波探測單元的絕緣筒體依次經(jīng)連接筒體串聯(lián)連接為一完整筒體，該完整筒體的一端封閉，在該完整筒體的另一端設(shè)置有信號線接口。
文檔編號G01N22/04GK2777538SQ200520032738
公開日2006年5月3日 申請日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者周策, 湯國起, 陳文俊, 胡時友 申請人:中國地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所