CN220063118U - 地下水流向实时监测*** - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种地下水流向实时监测***，包括：多个使用时置入不同监测井且与基准面等距离的探测装置，每个探测装置包括用于采集自身所在位置水位信息的数据采集模块、以及用于向外发送所述水位信息的无线发射模块；终端处理装置，包括与所述无线发射模块通信、接收所述水位信息的无线接收模块、以及用于根据所述水位信息计算获得地下水流向的处理器。本申请不同探测装置与基准面等距，不同探测装置的水位信息反映了基准面距离水面的高度，不同探测装置水位信息的相对差可用于计算地下水流向。本申请不需反复施工测量，能够实现地下水流向实时精准地监测，使用时只需将探测装置保持于地下水中即可获得地下水流向。
Description
技术领域
本申请涉及水文学技术领域，特别是涉及一种地下水流向实时监测***。
背景技术
目前，在建设用地土壤污染状况调查、污染地块修复工程以及污染地块风险管控工程中，均会涉及到建设地下水监测井，监测井的建设除了满足地下水取样检测外，另一方面还被用来进行整个场地地下水流向的判定，具体方式为：首先逐一测定场地内各监测井的地下水水位高程，然后根据实际测得的水位高程数据进行场地地下水流向的判定。
但是，在诸多的实际操作过程中，上述地下水流向的判定方式不能够实时、精确的判定场地地下水流向。尤其对于被河道包围的地块，由于河道水流的影响，场地的地下水流向更加复杂，不同时节其地下水流向存在很大的不同。这就导致地块土壤污染状况调查判定的地下水流向不能够指导后续的地下水修复施工；污染地块修复及风险管控施工因不能够实时获取精确的地下水流向信息，而产生修复不彻底或过度修复的问题。
总体而言，目前地下水流向的测量不能适应地下水流向的实时变化，不利于指导地下水修复不施工。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种地下水流向实时监测***。
本申请地下水流向实时监测***，包括：
多个使用时置入不同监测井且与基准面等距离的探测装置，每个探测装置包括用于采集自身所在位置水位信息的数据采集模块、以及用于向外发送所述水位信息的无线发射模块；
终端处理装置，包括与所述无线发射模块通信、接收所述水位信息的无线接收模块、以及用于根据所述水位信息计算获得地下水流向的处理器。
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
可选的，所述探测装置包括容纳所述数据采集模块和无线发射模块的密封容器，所述数据采集模块具有伸出所述密封容器的压力传感器。
可选的，所述数据采集模块包括接收压力传感器输出信号的下位机，所述下位机用于输出信号转换为所述水位信息。
可选的，所述压力传感器和所述下位机之间耦接有降压电路，所述降压电路包括：
第一线性稳压器，具有接收所述输出信号的第一输入端、第一接地端、以及第一输出端；
第二线性稳压器，具有耦接所述第一输出端的第二输入端、第二接地端、用于耦接所述下位机的第二输出端。
可选的，所述密封容器包括筒体以及密封所述筒体两个端部的第一堵头和第二堵头，所述压力传感器从所述第一堵头伸出所述密封容器。
可选的，所述第一堵头和第二堵头与筒体之间均设置有密封圈。
可选的，所述第二堵头上设置有吊环。
可选的，包括连接所述吊环的吊挂绳。
可选的，所述探测装置包括供电模块。
可选的，所述第一线性稳压器为12V转5V稳压器，所述第二线性稳压器为5V转3V稳压器，所述下位机为单片机。
本申请地下水流向实时监测***至少具有以下技术效果：
本申请不同探测装置与基准面等距，不同探测装置的水位信息反映了基准面距离水面的高度，不同探测装置水位信息的相对差可用于计算地下水流向。
本申请不需反复施工测量，能够实现地下水流向实时精准地监测，使用时只需将探测装置保持于地下水中即可获得地下水流向。
附图说明
图1为本申请一实施例中地下水流向实时监测***的模块结构示意图；
图2为图1中数据采集模块的模块结构示意图；
图3～图4为本申请一实施例中降压电路的电路原理图；
图5为本申请一实施例中探测装置的剖面结构示意图；
图6为本申请一实施例中探测装置的结构示意图；
图中附图标记说明如下：
100、探测装置；110、数据采集模块；111、压力传感器；112、下位机；120、无线发射模块；
200、终端处理装置；210、无线接收模块；220、处理器；
300、密封容器；310、筒体；320、第一堵头；321、密封圈；330、第二堵头；331、密封圈；340、吊环；350、PCB板。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“耦接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、次序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
本申请中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
本申请中，术语“相应的”，“对应的”，“相匹配的”，“相适应的”，例如“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A的形状、位置或功能具有对应关系，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息而确定B。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
现有技术中，地下水流向测量需要先测出地下水水位高程，然后根据实际测得的水位高程进行场地地下水流向的判定，不能适应地下水流向的实时变化。
参见图1，本申请提供一种地下水流向实时监测***，包括探测装置100和终端处理装置200。
探测装置100包括使用时置入不同监测井且与基准面等距离的多个。每个探测装置100包括用于采集自身所在位置水位信息的数据采集模块110、以及用于向外发送水位信息的无线发射模块120。
终端处理装置200包括与无线发射模块120通信、接收水位信息的无线接收模块210、以及用于根据水位信息计算获得地下水流向的处理器220。无线发射模块120和无线接收模块210例如采用无线射频收发电路配置。终端处理装置200例如可以是直接发出操控命令的计算机，终端处理装置200具有用于显示各个监测井之间地下水流向的显示装置，可用于显示各种信号变化，例如液压、水位、温度等。
本实施例数据采集模块110获得的水位信息具体是探测装置100所处的水位深度。由于不同探测装置100与基准面等距，则不同探测装置100的水深深度反映了基准面距离监测井水面的高度。不同探测装置100水位深度的相对差可用于计算地下水流向，例如利用几何法等方式计算。本实施例不需反复施工测量，能够实现地下水流向实时、精准地监测，使用时只需将探测装置100保持于地下水中即可获得地下水流向。
具体来说，现有技术中测量的数据为基准面与水面的距离。而本实施例测量的水位信息为探测装置距离水面的距离，由于各探测装置与基准面等距离，水位信息就能够用于反映不同位置监测井的水面高度差距，从而用于计算获得地下水流向。
本实施例提供的地下水流向实时监测***能够实现实时监测，结构相对简单、精确度高、成本低。具体操作时，通过在污染场地中布置多个监测井，各个监测井中分别布置如上述的探测装置100(水位监测装置)，实时监测水位的变化，实时将水位信息通信传输至终端处理装置200，最后通过终端处理装置200对数据的分析得到整个场地中地下水在此时间段内的流向情况。监测井至少布置两个，根据需求可选择具体监测井个数，个数例如可以是九个，各个监测井形成拓扑网络。
参见图1和图2，探测装置100包括容纳数据采集模块110和无线发射模块120的密封容器，数据采集模块110具有伸出密封容器的压力传感器111。数据采集模块110包括接收压力传感器111输出信号的下位机112，下位机112用于输出信号转换为水位信息。探测装置100包括供电模块，用于给数据采集模块110和无线发射模块120供电。
下位机112作为直接控制设备获取设备状况的计算机，可选择PLC/single chipmicrocomputer/slave computer/lower computer等计算机，例如可以选用配置于PCB板内的单片机(型号例如STM32)。数据采集模块110、无线发射模块120与下位机112一同集成于PCB板。
终端处理装置200发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应的模块、电路、或设备。下位机周期性地读取设备状态数据(一般为模拟量)，例如压力传感器输出信号的模拟量，转换成数字信号反馈给终端处理装置。
参见图3和图4，具体地，压力传感器111和下位机112之间耦接有降压电路，降压电路包括第一线性稳压器(U36)和第二线性稳压器(U10)。第一线性稳压器具有接收输出信号的第一输入端、第一接地端、以及第一输出端；第二线性稳压器具有耦接第一输出端的第二输入端、第二接地端、用于耦接下位机112的第二输出端。
第一输入端(INPUT)和地线之间耦接有电容C7，第一输出端(OUTPUT)和地线之间耦接有电容C8。第二输入端(VIN)和地线之间耦接电容C2和电容C6，第二输出端(VOUT)和地线之间耦接有电容C1、电容C3、电容C4、电容C5，第二输出端(VOUT)和下位机之机耦接有熔断器F1。如图所示，第一线性稳压器具体为12V转5V稳压器。第二线性稳压器具体为5V转3.3V(3V3)稳压器。
参见图5和图6，探测装置100的密封容器300包括筒体310以及密封筒体310两个端部的第一堵头320和第二堵头330，压力传感器111从第一堵头320伸出密封容器300。第一堵头320与筒体310之间设置有密封圈321，第二堵头330与筒体310之间设置有密封圈331。
第一堵头320和第二堵头330均与筒体310可拆卸连接，例如可以与筒体310螺纹连接。第一堵头320和第二堵头330均开设有用于设置密封圈的密封槽。在连接装配时可涂抹密封脂，筒体两端真圆度控制在0.2以内，并且设置导向角防止密封圈在装配过程中磨损。
此外，第二堵头330上设置有吊环340或其他定位件，地下水流向实时监测***还包括连接吊环340的吊挂绳，用于探测装置100在使用时配置为与基准面等距离。由于吊挂绳长度易知，通过探测装置100的水位信息即可获得探测装置100所处监测井的水位高程。即探测装置100受自身重力稳定在相对基准面的一定深度(可通过吊挂绳长度计算)下，通过此深度减去由测得的水位信息，即可获得监测井水面相对于基准面的距离。可以理解，监测井内径向空间不大，探测装置100能够良好地稳定于监测井内。
对于吊环340的安装方式，例如可以是第二堵头330开设螺纹孔，吊环340或其他定位件通过螺纹孔连接至第二堵头、并保持密封(例如使用环氧树脂灌封胶灌封)。吊挂绳例如采用凯夫拉零浮力电缆。吊放可直接通过电缆完成，同时可利用安全绳与吊环固定保证安全。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.地下水流向实时监测***，其特征在于，包括：
多个使用时置入不同监测井且与基准面等距离的探测装置，每个探测装置包括用于采集自身所在位置水位信息的数据采集模块、以及用于向外发送所述水位信息的无线发射模块；
终端处理装置，包括与所述无线发射模块通信、接收所述水位信息的无线接收模块、以及用于根据所述水位信息计算获得地下水流向的处理器。
2.如权利要求1所述的地下水流向实时监测***，其特征在于，所述探测装置包括容纳所述数据采集模块和无线发射模块的密封容器，所述数据采集模块具有伸出所述密封容器的压力传感器。
3.如权利要求2所述的地下水流向实时监测***，其特征在于，所述数据采集模块包括接收压力传感器输出信号的下位机，所述下位机用于输出信号转换为所述水位信息。
4.如权利要求3所述的地下水流向实时监测***，其特征在于，所述压力传感器和所述下位机之间耦接有降压电路，所述降压电路包括：
第一线性稳压器，具有接收所述输出信号的第一输入端、第一接地端、以及第一输出端；
第二线性稳压器，具有耦接所述第一输出端的第二输入端、第二接地端、用于耦接所述下位机的第二输出端。
5.如权利要求4所述的地下水流向实时监测***，其特征在于，所述第一线性稳压器为12V转5V稳压器，所述第二线性稳压器为5V转3V稳压器，所述下位机为单片机。
6.如权利要求2所述的地下水流向实时监测***，其特征在于，所述密封容器包括筒体以及密封所述筒体两个端部的第一堵头和第二堵头，所述压力传感器从所述第一堵头伸出所述密封容器。
7.如权利要求6所述的地下水流向实时监测***，其特征在于，所述第一堵头和第二堵头与筒体之间均设置有密封圈。
8.如权利要求7所述的地下水流向实时监测***，其特征在于，所述第二堵头上设置有吊环。
9.如权利要求8所述的地下水流向实时监测***，其特征在于，包括连接所述吊环的吊挂绳。
10.如权利要求1所述的地下水流向实时监测***，其特征在于，所述探测装置包括供电模块。
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