张 超，李 青，程一峰

(中国计量大学机电工程学院，杭州310018)

渗流形成的基坑塌陷[1]、滑坡、垮坝[2]等危害每年都会造成巨大的人员伤亡和经济损失。由于岩土自身特殊的物理性质，岩土空隙中运动的地下水也就是渗流的测量[3]，很难通过传统的声、光、电等手段进行检测，岩土中的渗流具有流速低，流量小，组成成分复杂等特性[4]。目前大量使用的岩土渗流测量设备是孔隙水压力计和测压管[5]，其测量原理为测量岩土中高度不同的两个点之间的水力坡降[6]，通过达西定律来得出渗流量Q的大小进而得到渗流速度的大小[7]。这种测量方式最终测得的数据是标量，不能反映出渗流的方向，测压管只能测量渗流压力变幅小的部位，且其滞后时间长，可靠性低。渗压计具有量程小，分辨率低，施工难度大等缺点[8]。目前还有通过碳纤维加热光缆的分布式温度光纤感测技术[9](简称C-DTS)监测渗流场，以及基于声纳渗流测量方法等比较有效，但其需采用大型仪器进行监测，无法在野外长时间监测渗流，而长期监测渗流才有意义。目前尚无直接测量渗流速度的传感器。

针对目前测量方法的缺点和不足，本文设计一种基于热扩散的原理[10]的在岩土中测量微小流量的液体流量计，采用微型陶瓷加热棒，微型铂电阻分别放置在细管中组成传感器。利用热扩散原理对岩土中的渗流实现较高精度的测量。设计采用RS－485总线通讯的方式将采集到的电信号实时上传到实验主机，实验主机对铂电阻采集到的电信号和时间建立数学模型并找出电信号变化和渗流速度之间的对应关系。……