CN101487811B - 一种静力触探电阻率探头 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种静力触探电阻率探头，包括电阻率探头和探头内置电路，其中电阻率探头由上至下依次设置第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，探头内置电路包括微处理器MCU、直接数字频率合成器DDS、时钟Clock、低通滤波器LPF、压控电流源VCCS和精密整流电路JMZL。本发明能通过静力触探方式测得电阻率、并由此分析土层中污染物性状。本装置所采用的电路具有适用范围广、精度高等特点，可以广泛应用于岩土电阻率的快速测量。

Description

一种静力触探电阻率探头
技术领域
本发明涉及一种静力触探电阻率探头，属于岩土工程领域中一种在原位测试中能够连续地分析测试土层中的电阻率的静力触探装置。
背景技术
静力触探是一种岩土工程勘察测试技术，1917年荷兰人首先应用静力触探，至今已有80多年的历史。国际上广泛应用静力触探，部分或全部代替了工程勘察中的钻探和取样。我国于1965年首先研制成功电测静力触探并应用于勘察。近几年随着传感器技术的快速发展，出现了很多新的静力触探技术，这些技术能够快速、准确地获得土层的孔隙水压力、电阻率、污染物性状、温度、甚至影像。国外已将之大量应用于环境岩土工程领域。我国在新型静力触探传感器的研究起步比较晚，目前的方法主要利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测试土的贯入阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等。但是在电阻率、污染物性状等方面尚不能通过静力触探方式测得。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷提出一种静力触探电阻率探头。
本发明一种静力触探电阻率探头，其特征在于包括电阻率探头和探头内置电路，其中电阻率探头由上至下依次设置第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，探头内置电路包括微处理器MCU、直接数字频率合成器DDS、时钟Clock、低通滤波器LPF、压控电流源VCCS和精密整流电路JMZL；第一电极的上部和第四电极的下部都设置绝缘体，第一电极与第二电极之间的距离为r1，第二电极与第三电极之间的距离为r2-r1，第三电极与第四电极之间的距离为r3-r2，四个电极之间都设置绝缘体，第一电极与第一电极上部的绝缘体顶部的距离为D1，第一电极与第四电极下部的绝缘体底部的距离为D2，r3＝r1+r2，D1＝D2，其中r2为第一电极与第三电极之间的距离，r3为第一电极与第四电极之间的距离；第二电极和第三电极分别与精密整流电路JMZL的输入端连接，精密整流电路JMZL的输出端接微处理器MCU的输入端，微处理器MCU的输出端依次串接直接数字频率合成器DDS、低通滤波器LPF、压控电流源VCCS后接第一电极，时钟Clock的输出端接直接数字频率合成器DDS的输入端，第四电极接地。
本发明具有以下特点：随着CPT电阻率探头持续的贯入，相应的土层电阻率数据被探头中的电路采集出来，构建了岩土中电阻率参数的变化图，为进一步的数据分析提供了可能。
附图说明
图1：电阻率探头的电极配置示意图；
图2：电极以及绝缘体长度的配置图；
图3：探头内部电路框图；
图4：直接数字频率合成器DDS以及二阶滤波器电路原理图；
图5：压控电流源电路VCCS原理图；
图6：精密整流电路JMZL原理图。
具体实施方式
如图1至图3所示。一种静力触探电阻率探头，其特征在于包括电阻率探头和探头内置电路，其中电阻率探头由上至下依次设置第一电极A、第二电极M、第三电极N和第四电极B，探头内置电路包括微处理器MCU、直接数字频率合成器DDS、时钟Clock、低通滤波器LPF、压控电流源VCCS和精密整流电路JMZL；第一电极A的上部和第四电极B的下部都设置绝缘体，第一电极A与第二电极M之间的距离为r1，第二电极M与第三电极N之间的距离为r2-r1，第三电极N与第四电极B之间的距离为r3-r2，四个电极之间都设置绝缘体，第一电极A与第一电极A上部的绝缘体顶部的距离为D1，第一电极A与第四电极B下部的绝缘体底部的距离为D2，r1＝r3-r2，D1＝D2，其中r2为第一电极A与第三电极N之间的距离，r3为第一电极A与第四电极B之间的距离；第二电极M和第三电极N分别与精密整流电路JMZL的输入端连接，精密整流电路JMZL的输出端接微处理器MCU的输入端，微处理器MCU的输出端依次串接直接数字频率合成器DDS、低通滤波器LPF、压控电流源VCCS后接第一电极A，时钟Clock的输出端接直接数字频率合成器DDS的输入端，第四电极B接地Ground。
本发明中为了方便对现场土层电阻率进行原位测量，和有效的提高电阻率测量的精度，将第一电极A输出一定频率的低压交流电，经过电极周边土壤流入第四电极B，在第二、点三电极N、M之间形成电势差，通过内部电路对这个电势差进行采集。电极之间的距离如图1所示，按r1＝r3-r2确定。电极与电极之间以及外侧的绝缘体是塑料的，如图2所示，并且满足D1＝D2。
探头内部电路框图如图2所示，微处理器MCU通过SPI协议控制DDS芯片产生一定频率的正弦波Vi，经过低通滤波器LPF滤波后送给压控电流源VCCS，产生交流电Vo送入电极A，电极M、N采集电压差信号ΔV并通过精密整流电路JMZL将其有效值送给微处理器。微处理器对采集的数据进行计算和处理，并通过485串口与上位机相连。
如图4所示，为直接数字频率合成器DDS以及低通滤波器LPF电路原理图。
如图5所示，为压控电流源电路VCCS原理图。
如图6所示，为精密整流电路JMZL原理图。

Claims (1)

1.一种静力触探电阻率探头，其特征在于包括电阻率探头和探头内置电路，其中电阻率探头由上至下依次设置第一电极(A)、第二电极(M)、第三电极(N)和第四电极(B)，探头内置电路包括微处理器MCU、直接数字频率合成器DDS、时钟Clock、低通滤波器LPF、压控电流源VCCS和精密整流电路JMZL；第一电极(A)的上部和第四电极(B)的下部都设置塑料，第一电极(A)与第二电极(M)之间的距离为r1，第二电极(M)与第三电极(N)之间的距离为r2-r1，第三电极(N)与第四电极(B)之间的距离为r3-r2，四个电极之间都设置塑料，第一电极(A)与第一电极(A)上部的塑料顶部的距离为D1，第一电极(A)与第四电极(B)下部的塑料底部的距离为D2，所述r1＝r3-r2、D1＝D2，其中r2为第一电极(A)与第三电极(N)之间的距离，r3为第一电极(A)与第四电极(B)之间的距离；第二电极(M)和第三电极(N)分别与精密整流电路JMZL的输入端连接，精密整流电路JMZL的输出端接微处理器MCU的输入端，微处理器MCU的输出端依次串接直接数字频率合成器DDS、低通滤波器LPF、压控电流源VCCS后接第一电极(A)，时钟Clock的输出端接直接数字频率合成器DDS的输入端，第四电极(B)接地。 
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CN104234023A (zh) * 2014-09-19 2014-12-24 东南大学 用于孔压静力触探试验的膨润土浆液润滑探杆
CN106645962B (zh) * 2016-12-08 2019-04-30 中国海洋大学 测量海洋土电阻率的方法及装置
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