南京市浅层地温场监测方案和地温分布特点研究

发布时间：2021-06-26 20:49

　　浅层地温能作为可再生能源,已经引起广泛关注。为了有效地监测南京市浅层地温场的时空演化,针对4种温度传感器:DTS、FBG、Pt100和iButton,通过野外和室内试验进行分析对比,从测温精度、适用范围、工作特性等方面展开研究。结合试验结果和目前的实际应用情况,总结出四种传感器在浅层地温场监测方面的优缺点和特性,并制定出一套较为完善的监测方案,为浅层地温场的长期时空监测提供参考:在所有钻孔中埋设分布式测温光纤,并根据地温钻孔的土层分布和所获取的地温分布数据,选取两个较为典型的地温钻孔布设FBG测温串;在所有钻孔点距地表5 cm处布设iButton,并使用Pt100监测地表以下25 m内的精确地温。根据已获得的监测数据,可总结出南京地区浅层地温在垂向上的大体分布规律,发现其分布在空间上具有差异性,浅地表地温与地表覆盖层、大气及太阳辐射有关,深部地温受地质构造和水文地质条件等因素控制。 

【文章来源】：高校地质学报. 2020,26(06)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

南京市浅层地温能钻孔分布示意图

式中Δλ为FBG特征波长变化量；Pe为光纤光弹系数；ε为光纤轴向应变；α为光纤热膨胀系数；ξ为光纤热光系数；ΔT为温度变化。理论上，FBG测温精度可达0.05℃。本文选用苏州南智传感科技有限公司生产的NZS-FBG-TM光纤光栅测温串进行相关测试，波长解调仪选用NZS-FBG-A03光纤光栅解调仪，波长分辨率为1 pm。

i Button即信息纽扣（Information Button），将高性能的集成线路封装于纽扣形的不锈钢外壳内，直径为16 mm，厚度为3～6 mm不等，见图3。i Button高度集成了测温系统所需的一切组件，包括温度传感器、实时时钟、数据存储器、微处理器和电池等，可自动完成温度测量和记录（刘武光，2009）。i Button的集成电路被保护在不锈钢外壳内，可保证其电气及机械寿命超过10年，可抵抗3 ATM的压力，且其读写次数几乎不受机械特性限制。此外，i Button还具有抗水、抗磁、抗腐蚀等特性，是一种新型的测温传感器，但对于其具体测温精度和实际可抗压力还未有相关研究。不同型号的i Button具有不同的测温范围和测温精度，本文选用型号为DS1922L的i Button进行相关测试，测温范围为-40～85℃，测温精度优于0.5℃。2 传感器的野外和室内测试

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]浅层地温能资源潜力及其影响因素研究[D]. 杨荣.南京大学 2013
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本文编号：3252058