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针对围护结构含水率测试深度的要求,研究了同面电容传感器探头的结构尺寸优化设计方法,通过仿真和实验研制了不同探测深度灵敏度的测试探头,将围护结构沿深度方向离散化为若干层,利用实验数据拟合得到各层对于不同探头的输出与含水率的函数关系。通过传感器多结构组合测试,从耦合项中分离出各层的含水率。实验结果表明:该传感器组合测试方法可以达到含水率层析的目的,测试精度与使用的传感器数量有关。