[實(shí)用新型]地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測(cè)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720087009.6
• 申請(qǐng)日: 2007-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN201072447Y
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李家明;姚運(yùn)生;梅建昌;張衛(wèi)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國地震局地震研究所
• 主分類號(hào): G01V9/00
• 分類號(hào): G01V9/00;G01V9/02
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所
• 代理人: 黃瑞棠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型公開了一種地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測(cè)儀，涉及一種地下流體觀測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水文地質(zhì)學(xué)是一門古老的學(xué)科。地下水微動(dòng)態(tài)研究，向地質(zhì)作用與地殼活動(dòng)過程上探索。利用地下水微動(dòng)態(tài)，可取得地球物理、地球化學(xué)、水文地質(zhì)的某些參數(shù)；可研究現(xiàn)今的最新、最活地殼活動(dòng)的形式，地層內(nèi)應(yīng)力分布、變化、轉(zhuǎn)換的過程，以及地震孕育、發(fā)生、調(diào)整和演變等。地下水位、水溫的變化，反映了地殼內(nèi)部運(yùn)動(dòng)變化的一些重要信息。長期以來的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，往往在地震發(fā)生前后，均伴隨有明顯水位和水溫的變化。因而對(duì)地下水的動(dòng)態(tài)綜合觀測(cè)非常必要，是地震前兆監(jiān)測(cè)和研究的重要手段之一。

目前，已建立的長江三峽工程水庫誘發(fā)地震觀測(cè)系統(tǒng)，主要包括數(shù)字地震遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)、地殼形變監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)與地下水動(dòng)態(tài)井網(wǎng)等。

長江三峽工程誘發(fā)地震地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)井網(wǎng)(簡稱三峽井網(wǎng))將是我國第一個(gè)以監(jiān)測(cè)水庫地震的地下水前兆井網(wǎng)，它是以捕捉到水庫誘發(fā)地震前可能出現(xiàn)的地下水動(dòng)態(tài)前兆異常信息為主要目的。

三峽井網(wǎng)涉及的技術(shù)要點(diǎn)和難點(diǎn)有：

①高精度數(shù)字化水位觀測(cè)技術(shù)；

②高精度數(shù)字化水溫觀測(cè)技術(shù)；

③高精度數(shù)字化氣溫、氣壓、雨量氣象參數(shù)觀測(cè)技術(shù)；

④高精度數(shù)據(jù)采集、通信(有線和無線)、處理及集成技術(shù)；

⑤電源系統(tǒng)及防雷技術(shù)；

⑥系統(tǒng)處理及應(yīng)用軟件。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述要點(diǎn)和難點(diǎn)，提供一種地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測(cè)儀，不僅滿足了三峽井網(wǎng)的需要，并推廣到地下流體觀測(cè)技術(shù)中。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

1、技術(shù)路線

①采取精密測(cè)量集成方案和抗干擾設(shè)計(jì)，使儀器性能穩(wěn)定可靠、觀測(cè)精度高。

②采取模塊化結(jié)構(gòu)，便于儀器的維護(hù)和升級(jí)。

③數(shù)據(jù)采用壓縮格式，使系統(tǒng)存儲(chǔ)容量大，通信速度快，數(shù)據(jù)不易丟失；采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，便于推廣應(yīng)用。

④使操作系統(tǒng)用戶界面更加友好，使軟件操作簡便、容易維護(hù)。

⑤采用無線通信方式，使系統(tǒng)安裝靈活，網(wǎng)絡(luò)化，通信速度快質(zhì)量高，防雷性能好，故障率低。

⑥提供一種功耗低、供電時(shí)間長、防雷系統(tǒng)性能好的直流電源。

2、具體技術(shù)方案

1)地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測(cè)儀(簡稱本儀器)

如圖1、2，本系統(tǒng)包括測(cè)項(xiàng)變送器(100)、數(shù)據(jù)采集控制器(200)、無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(300)、有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(400)和防雷供電裝置(500)；

測(cè)項(xiàng)變送器(100)和數(shù)據(jù)采集控制器(200)連接，數(shù)據(jù)采集控制器(200)分別與無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(300)或有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(400)連接；

所述的測(cè)項(xiàng)變送器(100)包括水位變送器(110)、水溫變送器(120)、氣溫變送器(130)、氣壓變送器(140)、雨量變送器(150)。

本儀器的工作原理是：

測(cè)項(xiàng)變送器將水位、水溫、氣溫、氣壓和雨量的物理量轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；單片計(jì)算機(jī)在日常處理程序的控制下，定時(shí)(如每分鐘)選通多路開關(guān)，送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬電壓信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)單片計(jì)算機(jī)可直接接收，又經(jīng)單片計(jì)算機(jī)接收處理(包括軟件濾波、數(shù)據(jù)壓縮、格式轉(zhuǎn)換等)分別送至顯示器進(jìn)行顯示和電子盤存儲(chǔ)；再經(jīng)RS-232接口，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程通信，將數(shù)據(jù)經(jīng)由無線或有線方式傳送至監(jiān)測(cè)中心分析和處理。

2)地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測(cè)流程(簡稱本流程)

如圖7，本流程主要完成日常處理工作，其步驟依次為：

開始(6)；

進(jìn)行系統(tǒng)初始化(7)，即對(duì)LCD顯示器、時(shí)鐘、串行通訊口、擴(kuò)展并行口等進(jìn)行初始化；

進(jìn)入按鍵查詢(8)；若有鍵按下則進(jìn)入按鍵值散轉(zhuǎn)(16)，進(jìn)入功能服務(wù)子程序，包括單路采樣(1)、多路采樣(2)、時(shí)鐘設(shè)定(3)、參數(shù)設(shè)置(4)和參數(shù)顯示(5)5個(gè)子程序；執(zhí)行完某個(gè)子程序后，再進(jìn)入到時(shí)鐘查詢判斷分鐘采樣時(shí)刻到否(10)；上述過程為重新開機(jī)或硬件復(fù)位才進(jìn)行；

若無鍵按下且延時(shí)間到(9)，也進(jìn)入到時(shí)鐘查詢判斷分鐘采樣時(shí)刻到否(10)；

采樣時(shí)刻未到則進(jìn)入循環(huán)采集、顯示多路測(cè)量數(shù)據(jù)和日歷時(shí)鐘(17)；繼續(xù)判斷分鐘采樣時(shí)刻到否(10)；

直到采樣時(shí)刻到則進(jìn)入選擇多路開關(guān)(11)；

再進(jìn)入啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器(12)；

再進(jìn)入處理和存儲(chǔ)(13)；

再進(jìn)入23點(diǎn)59分到否判斷程序(14)；