[發明專利]一種測量含水層自然電位和水位波動的探頭

在審

• 申請號: 202010175107.5
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111412945A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 戴云峰;孫曉敏;林錦;韓江波;閔星;李偉
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了地下水監測技術領域的一種測量含水層自然電位和水位波動的探頭，通過一次測量即可獲取水位、電壓、溫度等多個參數，檢測干擾小、準確度高、攜帶方便，適合野外水文地質調查應用，能夠在野外水文地質調查中快速判斷巖性、劃分滲透層、求含水層視電阻率、估計泥質含量、確定含水層礦化度、含水層滲透系數和貯水系數。包括密封腔、檢測腔和防水導管，所述密封腔和所述檢測腔之間設置第一密封隔斷；所述檢測腔包括通過第二密封隔斷分隔開的多個檢測單元；所述檢測腔的殼體上設有多個進液孔；所述防水導管貫穿各個密封隔斷連接所述密封腔和所述檢測腔內的各個檢測單元；所述檢測單元包括液位檢測單元、溫度檢測單元和自然電位檢測單元。

技術領域

本發明屬于地下水監測技術領域，具體涉及一種測量含水層自然電位和水位波動的探頭。

背景技術

含水層中正負離子具有不同的遷移速率，含水層中泥質顆粒通常吸附正離子，砂質顆粒通常吸附負離子，以此在不同含水介質地層的交界面往往會形成較為穩定的自然電位差。自然電位測井屬于電化學測井，是最為常見的自然電位差測量方法之一，具有操作便捷、實用有效等特點，該方法通過測量地層自然電位記錄地層電阻率響應，以此判別含水層巖性、厚度、泥質含量、滲透性及咸淡水分界面等。測井獲取的地層電阻率響應是測試井中泥漿、含水層擾動層、含水層及隔水層的綜合反映，故所確定含水層電阻率為視電阻率。

地下水動態主要包括地下水的水位、水量、水質、水溫等要素在自然因素和人為因素影響下隨時間的變化規律。含水層中長序列的地下水水位波動監測為進一步查明水文地質條件，特別是地下水的補-徑-排條件，掌握地下水水位動態規律和揭示區域地下水流向，為地下水資源評價、保護、開發利用及管理提供基礎數據；短序列高頻率的地下水水位波動監測可以用于確定含水層水文地質參數，如滲透系數和貯水系數等。

根據自然電位曲線只能定性地判斷含水層滲透性，若將含水層自然電位與水位波動測量相結合，通過反演和配線等手段分析監測數據，可以同時確定含水層結構以及定量化確定含水層水文地質參數，以提高水文地質調查的效率和精度。然而在野外水文地質調查中，往往需要攜帶較多的檢測器具經過多次測量才能獲得所需要的數據，大量的檢測器具在使用時接線繁瑣，攜帶不便，且容易出現接線錯誤或測量不準的情況，給野外水文地質調查帶來了很多的不便。

發明內容

為解決現有技術中的不足，本發明提供一種測量含水層自然電位和水位波動的探頭，通過一次測量即可獲取水位、電壓、溫度等多個參數，檢測干擾小、準確度高、攜帶方便，適合野外水文地質調查應用，能夠在野外水文地質調查中快速判斷巖性、劃分滲透層、求含水層視電阻率、估計泥質含量、確定含水層礦化度、含水層滲透系數和貯水系數。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種測量含水層自然電位和水位波動的探頭，包括密封腔、檢測腔和防水導管，所述密封腔和所述檢測腔之間設置第一密封隔斷；所述檢測腔包括通過第二密封隔斷分隔開的多個檢測單元；所述檢測腔的殼體上設有多個進液孔；所述防水導管貫穿各個密封隔斷連接所述密封腔和所述檢測腔內的各個檢測單元；所述檢測單元包括液位檢測單元、溫度檢測單元和自然電位檢測單元。

優選地，所述液位檢測單元包括液位傳感器，所述液位傳感器連接防水導線，所述防水導線穿過所述防水導管連接所述密封腔內的信號調理電路板，所述信號調理電路板上設有液位傳感器調理電路。

優選地，所述液位傳感器的測量范圍是0~50米，精度等級為0.1級。

優選地，所述溫度檢測單元包括溫度傳感器，所述溫度傳感器連接防水導線，所述防水導線穿過所述防水導管連接所述密封腔內的信號調理電路板，所述信號調理電路板上設有溫度傳感器調理電路。

優選地，所述溫度傳感器采用PT100 A級鉑電極，可測溫度范圍-50℃~100℃。