TDR100型时域反射计水分分析系统

一、概述

时域反射计（TDR）广泛用于测量土壤体积含水量、体积电导率和岩体变形。TDR测量没有破坏性，并能提供很好的精确度和准确度。
TDR系统的主要组件是CSI 数据采集器、TDR100反射计、SDMX50系列同轴多路器、连接电缆和TDR探头。
TDR100 由Windows 软件PCTDR 控制，或在CR10X或CR23X 数采中使用TDR100 指令控制。通常情况是，系统由用户提供的深充电池供电，使用20W 的太阳能电池板充电。可能安装交流电源的地方是CR10X使用的PS12LA 密闭可充电池或CR23X的可充电池。

二、系统构成

该产品主要有SDMX50 系列扩展板、TDR 外壳、土壤水分测量探头、岩体变形测量几部分。

三、系统介绍

TDR100 时域反射计
紧凑的低价格反射计，为可远程使用设计。检测土壤和其它多孔隙介质的体积含水量可用于岩体变形测量。当与SDM50 系列同轴多路器通讯时，使用 Campbell 公司的SDM通讯协议，CR10X 和CR23X 数采数采使用119 号指令控制TDR100，由PCTDR Windows 软件支持英文资料。
当系统设置和处理故障时显示波形，显示内容包括体积含水量和电导率。切换SDMX50通道采集波形和派生数据文件。进行电导率测量时需检测探头常数值。

SDMX50 系列扩展板
SDMX50 系列扩展板是八通道同轴切换设备，用在 TDR 系统 中。三个层级的切换允许多达512 个土壤体积含水量或岩体变形电缆连接到一个 TDR100。在自动测量中扩展板由一个CR10X 或CR23X 数采控制。当使用PCTDR 时或连接到一台PC 机时，扩展板可由TDR100 控制。有三个扩展板可选：SDMX50，SDMX50LP 和SDMX50SP。这几种都提供可靠和可编程的通道选择，但在一定安装方法范围内打包不同，也允许一定的灵活性。

SDMX50 包括
带安装后板的8 通道多路器
带固定硬件的10" x 12" 野外机箱
后板打孔以减小传感器电缆应变机箱附件（绑扎带、干燥包、湿度指示试纸和管道密封胶泥）
SDMX50LP 包括
8通道同轴扩展板，用用户提供的部件固定到后板绑扎带，固定传感器电缆到机箱后板
SDMX50XP 包括
8通道同轴多路器，带1"空间的小固定底座减小电缆应变的支架，使用在标准的CSI 机箱中或用户提供 的野外机箱中，绑扎带，固定传感器电缆到支架。
注意：在SDMX50 系列扩展板中减小同轴电缆的应变是很重要的。电缆自重或张力可能损坏扩展板，导致通讯的断续或致命的终断等严重后果。

TDR 机箱
16 x 18" 机箱白色，材质为玻璃纤维加固聚酯。用于保护 TDR 系统组件免除天气、高湿度和灰尘的影响。包括2 条SDM 电缆、1 条同轴缆、接地线和机箱附件。

TDR 探头
CS605
3针设计，针长30cm，直径0.48cm，针外部间距4.5cm。RG58 电缆，按用户要求长度提供，建议电缆长度为15m，在起伏不平环境中允许使用尖锐的大直径针和大环氧头。
CS610
3 针设计，针长30cm，直径0.48cm，针外部间距4.5cm。低衰减RG8 电缆，用户要求长度，建议电缆长度为25m，在某些应用中更长电缆可提供好的结果。在起伏不平环境中允许使用尖锐的大直径针和大环氧头注：当电缆长于15m 时建议使用CS610

岩体变形测量
时域反射计可用于检测岩体内的变形。该系统通常用于显示与滑坡、采矿以及建筑活动相联系的变形。
一定长度的同轴电缆，埋入所钻的孔内，作为系统的传感器。电子脉冲沿同轴缆向下发送，反射脉冲与同轴缆的变形相关，或与重建的参考点（褶皱）相关。结果踪迹中偏移区反映了沿电缆的拉张或剪切带。
TDR最初用作定位同轴传输电缆中破裂的系统。由电缆测试仪或反射计发出电子脉冲沿附属同轴电缆传输（Moffit，1964）。沿电缆传输不连续会导致部分或全部信号反射。测量传播消逝时间和反射信号强度；传播时间指示不连续距离（+-2%）；反射信号强度与电缆变形程度有关（Oonnor 和 Dowding，1984）。
Panek 和 Tesch（1981），Oonnor 和 Dowding（1984）应用TDR 测量岩体变形。同轴电缆置于钻孔内，埋入地中。在所测量的沿电缆间隔位置的褶皱，反射部分传输信号，在确定变形带与深度的相互关系方面提供了一种更精确的尺度（Dowding、Su 和Oonnor，1989）。褶皱表现为沿波形踪迹的负极性情况。波形偏移指示了变形带；偏移极性指示一个带是否在经历拉张或剪切变形。
我公司的TDR 系统已经优化，可远程使用。一个CR10X 或CR23X 数采与一个TDR100 反射计一起安装在抗天气干扰机箱内。数采使用119 号指令控制电缆测试仪的工作；只在测量时才供电。这显著减小了电源需求。数采数字化存储电缆测试系列的波形数据，因而允许系统在无人值勤模式下工作。
通过通讯采集数据。还可以通过通讯给数采编程，使*检测目标带成为可能。多路器由数采控制，允许最多测试512 个电缆。因为某些特定安装情况下需要特定的电缆，也由于与运输大长度同轴电缆有关的运输费用以及后勤工作难题，Campbell 公司建议用户从当地的电子设备供货商购买合适的同轴电缆。