[发明专利]一种快速测量湿型砂含水量的电测量方法

权利要求书

1.快速测量湿型砂含水量的电测量方法，其特征在于，它包括计算机（1）、高频任意波形发生器（2）、传输线（3）、（5）、（7）、（11）和（12）、BNC三通接头（4）和（6）、专用测量探头（8）、湿型砂试样（9）、数字示波器（10），所述计算机（1）的控制信号输出端与高频任意波形发生器（2）的控制信号输入端电气连接，通过计算机（1）控制高频任意波形发生器（2）所发出高频信号的波形和频率，高频任意波形发生器（2）的高频信号输出端通过传输线（3）与BNC三通接头（4）的高频信号输入端（4-1）电气连接，BNC三通接头（4）的一个高频信号输出端（4-2）通过传输线（5）与BNC三通接头（6）的高频信号输入端（6-1）电气连接，BNC三通接头（4）的另一个高频信号输出端（4-3）通过传输线（12）与数字示波器（10）的一个高频信号输入端（10-1）电气连接，BNC三通接头（6）的一个高频信号输出端（6-2）通过传输线（7）与专用测量探头（8）连接，BNC三通接头（6）的另一个高频信号输出端（6-3）通过传输线（11）与数字示波器（10）的另一个高频信号输入端（10-2）电气连接，专用测量探头（8）插入被测湿型砂试样（9）中。

2.根据权利要求1所述的快速测量湿型砂含水量的电测量方法，其特征在于，所述高传输线（3）、（5）、（7）、（11）、（12）为特征阻抗为75Ω的同轴传输线。

3.根据权利要求1所述的快速测量湿型砂含水量的电测量方法，其特征在于，所述高频任意波形发生器（2）为安捷伦N5181A，发出频率在95~105MHz之间的高频正弦波信号。

4.根据权利要求1所述的快速测量湿型砂含水量的电测量方法，其特征在于，所述数字示波器（1）的为DPO4054，采样速率为2.5GS/s。

5.根据权利要求1所述的快速测量湿型砂含水量的电测量方法，其特征在于，所述的专用测量探头（8）它包括探头骨架（8-1）、四根探针（8-2）、（8-3）、（8-4）和（8-5）、铜环（8-6），所述的探针（8-2）垂直安装在探头骨架（8-1）的中心，所述的探针（8-3）、（8-4）和（8-5）垂直安装在探头骨架（8-1）的外围，所述的铜环（8-6）将三根探针（8-3）、（8-4）和（8-5）连接成一体，所述的探针（8-2）与同轴传输线（7）的中心导线电气连接，所述的铜环（8-6）与同轴传输线（10）的屏蔽导线电气连接。

6.根据权利要求5所述的快速测量湿型砂含水量的电测量方法，其特征在于，所述的探头骨架（8-1）的材料为PA6尼龙，所述的探针（8-2）、（8-3）、（8-4）和（8-5）的材料均0Cr17Ni12Mo2不锈钢，探针的末端均为30°锥角。

7.根据权利要求5所述的快速测量湿型砂含水量的电测量方法，其特征在于，所述的探针（8-3）、（8-4）、（8-5）安装在以探针（8-2）中心为圆心、直径为58mm的圆周上，并互成120°分布。

8.根据权利要求5所述的快速测量湿型砂含水量的电测量方法，其特征在于，所述的探针（8-2）、（8-3）、（8-4）和（8-5）的直径均为3.2mm，有效长度均为105mm。

9.基于权利要求1所述的快速测量湿型砂含水量的电测量方法的获取湿型砂含水量，其特征在于，它包括以下步骤：

将专用测量探头（8）垂直插入被测湿型砂试样（9）中；

计算机（1）向高频任意波形发生器（2）发出控制信号，启动高频任意波形发生器（2）；

高频任意波形发生器（2）发出95-105MHz的正弦波，正弦波通过同轴传输线（3）、（5）、（7）和BNC三通接头（4）、（6）加载在专用测量探头（8）上；

专用探头（8）的四根探针中形成电磁场，并反射回同轴传输线（7）和（5）中，在同轴传输线（5）两端形成电压差；

数字示波器（10）通过高频信号输入端（10-1）、（10-2）采集电压差，并通过信号输出端发送给计算机（1）；

计算机（1）对接收的信号进行处理，并经预先存储的湿型砂含水量计算模型获得待测湿型砂试样的含水量。