Cảm biến nhiệt độ phân phối bằng sợi quang được nung nóng: Phương pháp sóng nhiệt hai đầu probe

Vadose Zone Journal - Tập 13 Số 11 - Trang 1-10 - 2014
Javier Benítez‐Buelga1, Chadi Sayde2, Leonor Rodríguez‐Sinobas1, J. S. Selker2
1Dep. of Rural Engineering Technical Univ. of Madrid Av/Complutense sn 28040 Madrid Spain
2Dep. of Biological and Ecological Engineering Oregon State Univ. Corvallis OR

Tóm tắt

Việc triển khai phương pháp sóng nhiệt hai đầu probe (DPHP) để đo năng suất nhiệt khối lượng (C) và độ ẩm đất (θ) bằng hệ thống cảm biến nhiệt độ phân phối sử dụng sợi quang nung nóng mở ra một cơ hội chưa từng có cho việc giám sát môi trường (ví dụ: đo đồng thời tại hàng ngàn điểm). Chúng tôi đã áp dụng các xung nhiệt đồng nhất trên một cáp sợi quang và theo dõi phản ứng nhiệt tại các cáp lân cận. Chúng tôi đã thử nghiệm phương pháp DPHP trong phòng thí nghiệm sử dụng nhiều cáp sợi quang với khoảng cách khác nhau. Biên độ và độ dịch pha trong tín hiệu nhiệt theo khoảng cách được phát hiện là một hàm của năng suất nhiệt khối lượng của đất. Các ước lượng về C tại nhiều mức độ ẩm khác nhau (θ = 0.09– 0.34 m3 m−3) cho thấy khả năng đo đạc thông qua độ nhạy cảm với những thay đổi trong θ, mặc dù chúng tôi đã quan sát được sai số với việc giảm độ ẩm của đất (lên đến 26% tại θ = 0.09 m3 m−3). Việc tối ưu hóa sẽ cần thêm các mô hình để giải quyết ảnh hưởng của bán kính hữu hạn và ảnh hưởng nhiệt của các cáp sợi quang. Mặc dù kết quả chỉ ra rằng phương pháp này có tiềm năng lớn, nhưng cần nghiên cứu thêm để định lượng tác động của loại đất, khoảng cách cáp, và cấu hình bao bọc lên độ chính xác.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Aufleger M., 2005, Improving a fiber optics tool for monitoring leakage, Hydro Rev. Worldwide, 13, 18

10.2136/vzj2003.0389

10.2136/sssaj1993.03615995005700040008x

10.1016/S0168‐1699(00)00186‐1

10.1071/SR9940447

10.2136/sssaj1991.03615995005500010052x

Carslaw H.S., 1959, Conduction of heat in solids

10.2136/vzj2011.0199

10.1097/00010694‐195202000‐00001

Vries D.A., 1963, Physics of plant environment, 210

10.1071/PH580255

10.1029/2008GL034762

10.1016/j.agwat.2012.10.012

10.2136/sssaj2004.1185

Kluitenberg G.J., 2002, Methods of soil analysis. Part 4. Physical methods, 1201

10.2136/sssaj1993.03615995005700060008x

10.2136/sssaj2010.0016N

10.2136/vzj2006.0170

10.2136/sssaj2004.4470

10.2136/vzj2011.0112

Kok M., 2008, Thermophysical properties of blend of poly (vinyl chloride) with poly (isobornyl acrylate), Int. J. Sci. Technol., 3, 37

10.2136/vzj2003.0572

Peckner D., 1977, Handbook of stainless steels

Perzlmaier S., 2004, Proceedings of a Workshop on Dam Safety Problems and Solutions, 72nd ICOLD Annual Meeting

Perzlmaier S., 2006, 22nd International Congress on Large Dams

Sayde C.2012.Improving soil water determination in spatially variable field using fiber optic technology and Bayesian decision theory. Ph.D. diss. Oregon State Univ. Corvallis.

10.1002/2013WR014983

10.1029/2009WR007846

10.1029/2006WR005326

10.1029/2006GL027979

10.1029/2009WR008272

10.21273/JASHS.123.5.937

10.2134/agronj1997.00021962008900040001x

10.3189/002214308786570827

10.1029/2008WR007052

10.1007/s10546‐011‐9672‐7

10.3390/s120505471

10.1029/2011WR010529

10.1080/10473289.2003.10466268

10.5194/hess‐11‐1469‐2007

10.2136/vzj2007.0015

Thông tin
Thông tin xuất bản

Vadose Zone Journal

Tập 13 Số 11

1-10

Thông tin tác giả