[发明专利]基于土体电阻率变化的冻土未冻水含量检测系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于土体电阻率变化的冻土未冻水含量检测系统，其系统包括地面数据传输终端、计算机和用于置入土体中的温度及电阻率检测装置，温度及电阻率检测装置包括一个检测单元或多个上下叠放的检测单元，检测单元包括套管和数据采集电路板，数据采集电路板上集成有数据采集传输电路和电源线；数据采集传输电路包括第一微处理器、第一数据存储器、第一无线通信模块、温度测量探头和电阻率测量探头；本发明还公开了一种基于土体电阻率变化的冻土未冻水含量检测方法。本发明的实现方便，能够将冻土未冻水含量检测的复杂问题简单化，且测量结果精确，实时性和完整性好，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

主权项

一种基于土体电阻率变化的冻土未冻水含量检测系统，其特征在于：包括地面数据传输终端(3)、计算机(2)和用于置入土体中的温度及电阻率检测装置(4)，所述温度及电阻率检测装置(4)包括一个检测单元(1)或多个上下叠放的检测单元(1)，所述检测单元(1)包括套管(1‑1)和数据采集电路板(1‑2)，所述套管由从上到下一体成型的第一套管(1‑1)、第二套管(1‑10)和第三套管(1‑11)组成，所述第一套管(1‑1)的外径小于第二套管(1‑10)的外径，所述第二套管(1‑10)的外径与第三套管(1‑11)的外径相等，所述第二套管(1‑10)的内径小于第三套管(1‑11)的内径，所述第一套管(1‑1)的外壁上设置有外螺纹，所述第三套管(1‑11)的内壁上设置有内螺纹，当所述检测单元(1)的数量为多个时上下相邻的两个检测单元(1)通过第一套管(1‑1)与第三套管(1‑11)螺纹连接的方式相连接，所述数据采集电路板(1‑2)设置在第二套管(1‑10)与第三套管(1‑11)的过渡处，所述数据采集电路板(1‑2)上集成有数据采集传输电路(1‑3)和用于连接外部供电电源(5)为数据采集传输电路(1‑3)中各用电模块供电的电源线(1‑4)，所述电源线(1‑4)的一端向上沿第二套管(1‑10)的内壁和第一套管(1‑1)的内壁引出到第一套管(1‑1)顶部且连接有第一导电片(1‑5)，所述电源线(1‑4)的另一端连接有位于数据采集电路板(1‑2)底部且用于在将第三套管(1‑11)与第一套管(1‑1)螺纹连接时与第一导电片(1‑5)对接的第二导电片(1‑6),所述数据采集传输电路(1‑3)包括第一微处理器(1‑31)以及与第一微处理器(1‑31)相接的第一数据存储器(1‑32)和第一无线通信模块(1‑33),所述数据采集电路板(1‑2)上固定连接有多根伸出第二套管(1‑10)并向下竖直弯折的温度测量探头安装管(1‑7)和多根伸出第二套管(1‑10)并向下竖直弯折的电阻率测量探头安装管(1‑8),所述温度测量探头安装管(1‑7)的竖直段内设置有与第一微处理器(1‑31)的输入端连接的温度测量探头(1‑34),所述电阻率测量探头安装管(1‑8)的竖直段内设置有与第一微处理器(1‑31)的输入端连接的电阻率测量探头(1‑35)；所述地面数据传输终端(3)包括第二微处理器(3‑1)以及与第二微处理器(3‑1)相接的第二数据存储器(3‑2)、用于与计算机(2)连接并通信的USB通信电路模块(3‑3)和用于与第一无线通信模块(1‑33)无线连接并通信的第二无线通信模块(3‑4)。