Martti Tiuri , Martti Toikka

Radioaaltoanturi turpeen vesipitoisuuden maastomittaukseen

Tiuri M., Toikka M. Radioaaltoanturi turpeen vesipitoisuuden maastomittaukseen.

English title: Radio wave probe for in situ water content measurement of peat

Tiivistelmä

Turvesaanto voidaan laskea varsin luotettavasti turpeen maastokosteuden avulla (esim. Korpijaakko ym., 1981; Tolonen ja Ijäs, 1982; Laine ja Päivänen, 1982). Tässä kirjoituksessa esitetään sähköinen menetelmä turpeen maastokosteuden nopeaan mittaamiseen. Mittaus perustuu turpeen dielektrisyysvakion kosteusriippuvuuteen. Veden diel. vakio on n. 80, ilman 1 ja turpeessa olevan kuiva-aineen diel. vakio on noin 3. Seoksen diel. vakio riippuu sekoitettavien aineiden diel. vakioista ja sekoitussuhteista. Lisäksi sekoitettavat aineet voivat vaikuttaa toisiinsa esim. sitomalla vettä. Turpeen dielektrisyysvakion riippuvuutta kosteudesta tutkittiin mittaamalla suosta kairattuja turvenäytteitä laboratoriossa. Sähköiset ominaisuudet mitattiin koaksiaalisessa resonaattorissa (kuva 1.). Näytteitä oli kolmelta suolta, kaikkiaan 49 kappaletta (taulukot 1-4). Näytteistä määrättiin seuraavat ominaisuudet: - dielektrisyysvakio - kosteus tilavuusprosentteina (vesisadannes mittaustilavuudesta) - kosteus painoprosentteina (vesisadannes märkäpainosta) - kuivan turpeen tiheys (105oC) Kairaamisen jälkeen näytteet puolitettiin. Toisesta puolikkaasta, A, määrättiin heti turpeen tiheys ja toisesta puolikkaasta, B, määrättiin turpeen tiheys sähköisten mittausten jälkeen. Vertaamalla näitä tiheyksiä saadaan käsitys siitä, miten paljon turve näyteastiassa erosi luonnontilaisesta turpeesta. Kahden tiheyden välinen riippuvuus Viheriäisennevan näytteille on kuvassa 2. Dielektrisyysvakion ja muitten suureitten välistä riippuvuutta tutkittiin korrelaatio- ja regressioanalyysillä. Tulokset on esitetty taulukossa 5. Paras korrelaatio on dielektrisyysvakion ja tilavuusprosentteina lasketun kosteuden välillä, kuten on teorian mukaan odotettavissakin. Kuvassa 3 on esitetty vesipitoisuus tilavuusprosentteina dielektrisyysvakion funktiona. Useita mahdollisia menetelmiä maastossa tapahtuvaan kosteuden mittaamiseen on tutkittu. Sopivaksi anturiksi on osoittautunut rakoantenniresonaattori, joka on tehty teräsputkeen (kuva 4.). Putken aukkokohta on täytetty sähköisesti sopivalla aineella, ettei turve tunkeudu putken sisään. Antenni on kytketty kytkentäsilmukalla ja koaksiaalikaapelilla elektroniikkayksikköön (kuva 5.). Elektroniikkayksikkö määrittää antennin resonanssitaajuuden ja sitä vastaavan heijastusvaimennuksen. Näistä voidaan laskea turpeen dielektrisyysvakio. Syvyysanturista saadaan mittaussyvyyteen verrannollinen signaali. Tuloksia voidaan seurata välittömästi numeronäytöltä tai ne voidaan nauhoittaa myöhempää tulostusta varten. Lisäksi voidaan samanaikaisesti nauhoittaa puhetta. Kuvassa 6. esimerkki maastossa tehdystä mittauksesta. Nauhoitus on tulostettu x-y -piirturilla.

Vastaanotettu 31.10.2017 Julkaistu 1.1.1982

Katselukerrat 1486

Saatavilla http://suo.fi/article/9552 | Lataa PDF

---