黄土含水率DPHP⁃FBG传感器研究

来源：计量学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：祝越, 吴静红, 郭君仪, 孙梦雅, 贾立翔

摘要：基于光纤布拉格光栅（fiber Bragg grating，FBG）的双探针热脉冲方法（double probe heat pulse，DPHP），研发了DPHP-FBG传感器，用于延安黄土含水率的测定，并分析不同加热时间和不同加热功率对含水率测量结果的影响。研究表明：DPHP-FBG方法可实现非饱和黄土含水率的精确测量，尤其适用于低含水率土体监测。恒定加热功率下，加热时间控制在16 s内时，测量误差随着加热时间的增加而减小。足够加热时间下，加热功率的影响较小，无需采用过高的加热功率，在加热时间为20 s时，30.15 W/m的加热功率即可实现高精度含水率的测量。DPHP-FBG法能够实现土壤含水率的远程、实时、精细化监测，为原位土体水分场、土壤水分蒸发和冻融的研究提供了一种新的监测手段。

关键词：体积含水率,水分传感器,双探针热脉冲,光纤布拉格光栅法,延安黄土,误差分析

基金资助：国家自然科学基金项目(41907232)