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TEMPOS 常见问题

我应该报告哪些 "数字"?
在报告热阻系数时,应始终与含水量一起报告。如果有可用的方法,还应报告土壤的密度/压实度。有关报告的更多信息,请参阅 "热阻系数:专业电力工程师的实际 rho 值"。
为什么我的热阻系数这么高?
土壤颗粒的电阻率范围很广(约 15 至 700 ℃-cm/W),而水(172 ℃-cm/W)和空气(约 4000 ℃-cm/W)的电阻率值较为有限。构成土壤特性的土壤颗粒、水和空气混合物对热阻系数有很大影响。增加土壤湿度通常会降低土壤热阻系数。另一方面,土壤-空气-水混合物中的空气越多,电阻率就越高。土壤孔隙中的空气是天然土壤构成的一部分,因此不应将其排除在外。如果天然土壤的热阻系数读数因空气而偏高,则可能需要考虑进行工程回填。
实验室 "小针头易碎吗?
所有加热针探头都有一个内部加热器和温度传感器,其中填充有热环氧树脂,但针的强度在于不锈钢 "管"。强行拉针可能会导致针弯曲,从而损坏传感器中的电路。如果遇到坚硬的土壤,可以使用导向针或钻头开一个小导向孔。如果这样做,请确保针与土壤紧密贴合。如果不合适,则应重新开孔或使用一些导热脂来填补空气间隙。
METER 的TEMPOS 是否符合 IEEE 或 ASTM 标准的要求?
TEMPOS 在 IEEE 442 标准中被归类为 "实验室 "探头。然而,自 1981 年制定 IEEE 标准以来,情况发生了很大变化。目前正在修订 IEEE 标准,并考虑将较小的 "实验室 "探针用于野外工作。只要能够进入感兴趣的土壤,并且用户遵守野外测量的仪器注意事项,"实验室 "探针实际上可能比大型野外探针更精确。(换句话说,尽管TEMPOS 测针的尺寸与实验室探针相同,但在野外使用也能取得良好效果)。

注:ASTM 标准并不要求特定应用必须使用特定长度的针。
热阻系数的计算是否很困难?
计算土壤热阻率的数学计算并不复杂,但手工计算可能会导致错误。大多数市售的加热针仪器都能完成所有计算并给出电阻率数值。土壤含水量测量也是如此。
可以用加热针技术测试冻土吗?
只要温度符合仪器的规格,就可以用加热针测试冰冻土壤。不要尝试在土壤冻结前后测量土壤热阻系数,因为相变会导致测量无效。
用小型加热针测试的最大粒度是多少?
一根小的(约 100 毫米长,约 2.5 毫米直径)加热针可以测试最大约 2 毫米的土壤颗粒。此时,气隙的热阻开始大于土壤本身的热阻。热油脂和较长的读取时间可以帮助克服气隙造成的误差。但是,不要忽视土壤中的空气间隙,因为加热针设计所依据的线路热源法是模拟地下电力电缆散热的。如果土壤中存在气隙,就会影响电力电缆的热流。
两次读数之间需要等待多长时间?
把每次读数都当作一次新的测试。等待 2 到 5 分钟后再读数。如果要多次读数,有些用户发现使用几根针(间距适当),将控制器从一个传感器移到另一个传感器会更有优势。
插入针头后需要等待多久才能开始读数?
2 至 5 分钟。不过,这个答案在很大程度上取决于针的大小以及相关土壤/材料与针之间的温差。测针通常为不锈钢,因此导热性能较高,可以很快达到与周围环境的温度平衡。但读数过程中的温度漂移(针加热除外)会导致误差。为了安全起见,最好等待 5 分钟,以确保针和样品处于平衡状态。
能否使用小针(如 100 毫米长)进行实地测量?
小型 "实验室 "探针可在野外使用,只要能接触到相关土壤即可。将其视为与取下土壤样本并将其送往实验室相同。建议进行多次测量,以检查整个相关样本的变化情况。
如何获取感兴趣的田间土壤?
获取土壤进行测试的两种主要方法是提取钻芯样本或挖掘测试坑。从相关深度提取的岩心样本可以在现场进行测试,也可以送往实验室。试验坑可以在现场进行测试,也可以提取样本送去实验室测试。此外,最好对相关土壤进行观察,寻找土壤中的地层和不一致之处。请记住,现场测试并不能像实验室测试那样全面反映土壤的热阻系数。
现场 "探头和 "实验室 "探头有什么区别?
在某些标准中,现场探针的构思和设计是为了测量具有代表性的大型土壤样本的热阻系数。 野外探针是一种大型针头(约 1 米长),能释放大量热量。遗憾的是,它们的温度分辨率很低。因此,测量需要大量的功率和时间才能产生足够的温度变化,从而获得准确的结果。"实验室 "型针头的温度分辨率非常高(0.0001 °C),只需进行几次 5 分钟的测量,就能准确测定大多数土壤的热阻系数。小针所需的电量(4 节 AA 电池)也比现场探针少得多。请记住,实地测量只能得出土壤在当前含水量下的热阻系数。要全面了解土壤的热阻系数,需要进行实验室测试。
您在为 NASA 的 JPL 凤凰漫游车开发土壤湿度传感器方面有什么经验?为什么传感器还要记录热导率?有什么有趣的发现吗?
别提了!总的来说,这次经历非常棒。与我们一起在 JPL 工作的团队都是非常优秀的科学家和工程师。热特性测量的目的是为遥感采集的再结晶热特性数据提供真实数据,这些数据是了解太阳热穿透深度的关键。TECP 上的所有测量功能都运行良好,该项目被认为是非常成功的。最重要的发现可能是,随着火星冬季的来临,随着岩石的冷却,水以气相的形式迁移到了岩石中。TECP 测量到的介电常数的增加远远超出了预期,这可能是由于水与未冻结阶段的高氯酸盐相互作用造成的。我们不久前与 JPL 的首席研究员一起拍摄了一段视频。您可以点击这里查看。
TEMPOS 的最佳样本量是多少?
在确保样本大小正确时,需要考虑几个变量。请阅读本应用说明,以帮助确定适合您应用的理想样本量。

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