[發明專利]基于熱傳導的巖土滲流實時測量儀器系統

有效

• 申請號: 201811358944.0
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109283117B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 李青;張超;王燕杰;童仁園;施閣;孫葉青
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N25/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于熱傳導的巖土滲流實時測量儀器系統，其特征在于：系統包括遠方測量儀器和現場測量儀器；現場測量儀器包括多個滲流測量傳感器（1）、多個滲流測量處理終端（2）、滲流信息集匯發送器（3）和發送端天線（4），每個滲流測量傳感器（1）均連接有一個滲流測量處理終端（2），各個滲流測量處理終端（2）經485總線（8）電連接到滲流信息集匯發送器（3），滲流信息集匯發送器（3）和發送端天線（4）連接，使用時滲流測量傳感器與滲流測量處理終端組成使用并埋設于地下；

遠方測量儀器包括接收端天線（5）、遠程接收裝置（6）和PC機（7），接收端天線（5）和現場測量儀器的發送端天線（4）無線通信連接，接收端天線（5）和遠程接收裝置（6）的輸入端連接，遠程接收裝置（6）的輸出端和PC機（7）連接；

所述的滲流測量傳感器（1）包括細管漏斗結構和安裝在細管漏斗結構中的水探測針（10）、多孔陶瓷片（11和11’）、溫度傳感器（12和12’）和可控加熱棒（13），細管漏斗結構為中間細管和連接在細管兩端的兩個漏斗，漏斗的小端固接到細管的端部并和細管相通，漏斗的大端端面設有多孔陶瓷片（11和11’），多孔陶瓷片（11和11’）僅容許水滲透過，不容許水以外的土體物質透過，細管內部的中央布置有可控加熱棒（13），細管內部的兩端部均布置有一溫度傳感器（12和12’），細管內部的中部插裝有水探測針（10），從而形成傳感器；

地下水經滲流測量傳感器（1）一端的多孔陶瓷片進入細管，先經過處于上游的溫度傳感器（1112），再經過可控加熱棒（13）被加熱，最后再從滲流測量傳感器（1）另一端的多孔陶瓷片流。

2.根據權利要求1所述的一種基于熱傳導的巖土滲流實時測量儀器系統，其特征在于：所述的滲流測量處理終端（2）包括溫度傳感器接入電路、恒流源電路、信號放大電路、A/D轉換電路、MCU單片機、可控加熱電路、485總線驅動電路、水探測電路；溫度傳感器（12和12’）均連接到溫度傳感器接入電路，恒流源電路連接到溫度傳感器接入電路進行供電，溫度傳感器接入電路輸出端依次經信號放大電路、A/D轉換電路連接到MCU單片機，MCU單片機經485總線驅動電路連接485總線（8），485總線（8）連接到滲流信息集匯發送器（3），MCU單片機分別和可控加熱電路、水探測電路連接，可控加熱電路、水探測電路分別和可控加熱棒（13）、水探測針（10）連接。

3.根據權利要求1所述的一種基于熱傳導的巖土滲流實時測量儀器系統，其特征在于：包括有多個滲流測量傳感器（1），多個滲流測量傳感器（1）的細管軸線相互間具有夾角，測量時根據多個滲流測量傳感器（1）的溫度測量值共同分析得出真實的滲流方向和滲流量。

4.根據權利要求1所述的一種基于熱傳導的巖土滲流實時測量儀器系統，其特征在于：所述的現場測量儀器和遠方測量儀器之間通過發送端天線（4）和接收端天線（5）無線通信連接，兩者通過GPRS或GSM、CDMA、TD-LTE或FDD-LT等無線通訊制式中的任何一種制式實現連接。

5.根據權利要求1所述的一種基于熱傳導的巖土滲流實時測量儀器系統，其特征在于：所述的細管側壁設有用于可控加熱棒（13）和溫度傳感器（12和12’）輸出線引出的分支管，分支管填埋封閉。

6.根據權利要求1所述的一種基于熱傳導的巖土滲流實時測量儀器系統，其特征在于：所述的滲流信息集匯發送器（3）和發送端天線（4）置于地表（9）。