CN112147303A - 一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，包括处理箱和检测杆，所述处理箱的内侧通过PP胶水连接有聚四氟乙烯纤维层，且聚四氟乙烯纤维层的内侧通过PP胶水连接有丁二烯橡胶层，所述处理箱的外侧通过PP胶水连接有硅橡胶层，且硅橡胶层的外侧通过PP胶水连接有远红外陶瓷纤维层，所述处理箱内腔的右端固定连接有加热丝。本发明设置了无线信号发射器、检测杆、第二温度传感器、水位传感器、加热棒、风力发电机、太阳能电板、第一温度传感器、加热丝、定位器、无线信号接收器、聚四氟乙烯纤维层、丁二烯橡胶层、硅橡胶层和远红外陶瓷纤维层，有效提高了本装置的监测效果和智能化程度以及安全性。

Description

一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置
技术领域
本发明涉及监测装置技术领域，具体为一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置。
背景技术
在青藏高原多年冻土区，表部季节性融化层中赋存有冻土层上水，该类地下水受其下部不透水的多年冻土层阻隔，地下水埋藏浅，易接受降水和地表水的补给，包气带土壤含水量高，是高海拔地区沼泽湿地和草甸植被可利用水分的主要水源，具有重要的水源涵养与生态维持功能。然而近些年来，随着气候变化与人类活动加剧，高原冻土环境变化显著，冻土层上水的动态变化趋于复杂。冻结土上水本身质和量的变化以及引起其变化的环境条件和地下水的运移规律不便直接观察，且这一个演变过程是渐变型的，长期产生的影响难以预测。因此，开展冻土层上水的水位、水温长序列监测对于维持青藏高原亚洲水塔及生态涵养功能具有重要的现实与科学意义。同时高原地区人烟稀少，自动化的智能化的监测技术开发显得尤为重要。但现有的监测装置其监测效果差，且智能化程度低，从而为人们的使用带来不便，为此，我们提出一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，包括处理箱和检测杆，所述处理箱的内侧通过PP胶水连接有聚四氟乙烯纤维层，且聚四氟乙烯纤维层的内侧通过PP胶水连接有丁二烯橡胶层，所述处理箱的外侧通过PP胶水连接有硅橡胶层，且硅橡胶层的外侧通过PP胶水连接有远红外陶瓷纤维层，所述处理箱内腔的右端固定连接有加热丝，处理箱内腔底部的左端固定连接有定位器，处理箱内腔的底部且位于定位器的右侧固定连接有无线信号发射器，所述处理箱内腔右侧的下端固定连接有无线信号接收器，处理箱内腔的右侧且位于无线信号接收器的上端固定连接有第一温度传感器，所述处理箱的顶部固定连接有支撑板，且支撑板的顶部嵌设有太阳能电板，所述支撑板顶部的外侧通过多个等距分布的支架固定连接有连接杆，且连接杆的顶部通过轴承活动连接有风力发电机，所述检测杆内腔的下端开设有预留槽，且预留槽的内腔固定连接有加热棒，所述检测杆的左右两侧嵌设有多个等距分布可单独检测的水位传感器，且检测杆的前后两侧嵌设有多个等距分布可单独检测的第二温度传感器。
优选的，所述处理箱的底部固定连接有安装板，且安装板内表面的四周均开设有安装孔，同时，安装板的底部等距分布有多个锚杆，且锚杆的外表面固定连接有倒刺。
优选的，所述处理箱内腔顶部的左端固定连接有蓄电池，且蓄电池的输入端与风力发电机和太阳能电板的输出端电性连接，同时，蓄电池还通过导线与水位传感器、加热棒和第二温度传感器连接。
优选的，所述处理箱的内腔且位于加热丝的左右两侧均固定连接有防护网，且防护网为玻璃纤维网，同时，支撑板的顶部且位于太阳能电板的上端嵌设有防护板，防护板的顶部与支撑板的顶部平齐，且防护板为透明钢化玻璃板。
优选的，所述处理箱内腔的右端且位于第一温度传感器的上端固定连接有模数转换器，处理箱内腔的右端且位于模数转换器的上端固定连接有数据储存器，同时，处理箱内腔顶部的右端固定连接有中央处理器。
优选的，所述第二温度传感器和水位传感器为一一对应设置，且检测杆正表面的左端设置有刻度尺，同时，检测杆外表面的上端套接有卡板。
优选的，所述聚四氟乙烯纤维层与丁二烯橡胶层之间还设置有钛合金涂层，处理箱与硅橡胶层之间还设置有铁红酚醛防锈涂层，且铁红酚醛防锈涂层和钛合金涂层的厚度相同，同时，处理箱的材质为不锈钢板。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明设置了无线信号发射器、检测杆、第二温度传感器和水位传感器，人们预先将检测杆埋设在冻土层中，第二温度传感器和水位传感器可对冻土层中对应位置的水温和水位情况进行监测，并将监测结果实时通过无线信号发射器发送给后台控制室，方便人们远程掌握监测信息，设置了加热棒，可在取出检测杆前对检测杆进行加热，使其周围的土壤升温后变软，方便人们取出检测杆，设置了风力发电机和太阳能电板，可将风能和太阳能转换为电能并储存在蓄电池内，从而达到新能源供电的需求，且满足了本装置在任何环境下使用的需求，设置了第一温度传感器和加热丝，第一温度传感器可对处理箱内的温度进行检测，当处理箱内的温度低于其设定值时，第一温度传感器自动接通加热丝的电源，给处理箱内升温，设置了定位器，可对处理箱的位置进行定位，避免其出现被盗的现象发生，保障了其使用安全性，设置了无线信号接收器，可接收后台控制室内的控制指令，达到远程控制本装置的需求，设置了聚四氟乙烯纤维层，可提高处理箱的耐腐蚀性，设置了丁二烯橡胶层和硅橡胶层，可提高处理箱的抗寒性，设置了远红外陶瓷纤维层，可在紫外线的照射下产生热量，避免低温对处理箱产生影响，通过以上结构的配合，有效提高了本装置的监测效果和智能化程度以及安全性。
附图说明
图1为本发明剖视结构示意图；
图2为本发明检测杆主视结构示意图；
图3为本发明聚四氟乙烯纤维层结构示意图。
图中：1处理箱、2无线信号发射器、3锚杆、4安装板、5定位器、6第一温度传感器、7蓄电池、8防护网、9加热丝、10防护板、11风力发电机、12连接杆、13支架、14太阳能电板、15支撑板、16中央处理器、17数据储存器、18模数转换器、19无线信号接收器、20安装孔、21倒刺、22卡板、23水位传感器、24加热棒、25预留槽、26检测杆、27刻度尺、28第二温度传感器、29聚四氟乙烯纤维层、30钛合金涂层、31丁二烯橡胶层、32铁红酚醛防锈涂层、33硅橡胶层、34远红外陶瓷纤维层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请的处理箱1、无线信号发射器2、锚杆3、安装板4、定位器5、第一温度传感器6、蓄电池7、防护网8、加热丝9、防护板10、风力发电机11、连接杆12、支架13、太阳能电板14、支撑板15、中央处理器16、数据储存器17、模数转换器18、无线信号接收器19、安装孔20、倒刺21、卡板22、水位传感器23、加热棒24、预留槽25、检测杆26、刻度尺27、第二温度传感器28、聚四氟乙烯纤维层29、钛合金涂层30、丁二烯橡胶层31、铁红酚醛防锈涂层32、硅橡胶层33和远红外陶瓷纤维层34部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
请参阅图1-3，一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，包括处理箱1和检测杆26，处理箱1的底部固定连接有安装板4，且安装板4内表面的四周均开设有安装孔20，同时，安装板4的底部等距分布有多个锚杆3，且锚杆3的外表面固定连接有倒刺21，提高本装置安装的稳定性，处理箱1的内侧通过PP胶水连接有聚四氟乙烯纤维层29，可提高处理箱1的耐腐蚀性，且聚四氟乙烯纤维层29的内侧通过PP胶水连接有丁二烯橡胶层31，处理箱1的外侧通过PP胶水连接有硅橡胶层33，设置了丁二烯橡胶层31和硅橡胶层33，可提高处理箱1的抗寒性，且硅橡胶层33的外侧通过PP胶水连接有远红外陶瓷纤维层34，可在紫外线的照射下产生热量，避免低温对处理箱1产生影响，聚四氟乙烯纤维层29与丁二烯橡胶层31之间还设置有钛合金涂层30，可提高处理箱1的整体强度，处理箱1与硅橡胶层33之间还设置有铁红酚醛防锈涂层32，可提高处理箱1的防锈性，且铁红酚醛防锈涂层32和钛合金涂层30的厚度相同，同时，处理箱1的材质为不锈钢板，处理箱1内腔的右端固定连接有加热丝9，处理箱1内腔底部的左端固定连接有定位器5，可对处理箱1的位置进行定位，避免其出现被盗的现象发生，保障了其使用安全性，处理箱1内腔的底部且位于定位器5的右侧固定连接有无线信号发射器2，处理箱1内腔右侧的下端固定连接有无线信号接收器19，可接收后台控制室内的控制指令，达到远程控制本装置的需求，处理箱1内腔的右侧且位于无线信号接收器19的上端固定连接有第一温度传感器6，第一温度传感器6可对处理箱1内的温度进行检测，当处理箱1内的温度低于其设定值时，第一温度传感器6自动接通加热丝9的电源，给处理箱1内升温，处理箱1内腔的右端且位于第一温度传感器6的上端固定连接有模数转换器18，处理箱1内腔的右端且位于模数转换器18的上端固定连接有数据储存器17，同时，处理箱1内腔顶部的右端固定连接有中央处理器16，处理箱1的顶部固定连接有支撑板15，且支撑板15的顶部嵌设有太阳能电板14，处理箱1的内腔且位于加热丝9的左右两侧均固定连接有防护网8，且防护网8为玻璃纤维网，同时，支撑板15的顶部且位于太阳能电板14的上端嵌设有防护板10，防护板10的顶部与支撑板15的顶部平齐，且防护板10为透明钢化玻璃板，支撑板15顶部的外侧通过多个等距分布的支架13固定连接有连接杆12，且连接杆12的顶部通过轴承活动连接有风力发电机11，可将风能和太阳能转换为电能并储存在蓄电池7内，从而达到新能源供电的需求，且满足了本装置在任何环境下使用的需求，检测杆26内腔的下端开设有预留槽25，且预留槽25的内腔固定连接有加热棒24，可在取出检测杆26前对检测杆26进行加热，使其周围的土壤升温后变软，方便人们取出检测杆26，检测杆26的左右两侧嵌设有多个等距分布可单独检测的水位传感器23，且检测杆26的前后两侧嵌设有多个等距分布可单独检测的第二温度传感器28，人们预先将检测杆26埋设在冻土层中，第二温度传感器28和水位传感器23可对冻土层中对应位置的水温和水位情况进行监测，并将监测结果实时通过无线信号发射器2发送给后台控制室，方便人们远程掌握监测信息，处理箱1内腔顶部的左端固定连接有蓄电池7，且蓄电池7的输入端与风力发电机11和太阳能电板14的输出端电性连接，同时，蓄电池7还通过导线与水位传感器23、加热棒24和第二温度传感器28连接，第二温度传感器28和水位传感器23为一一对应设置，且检测杆26正表面的左端设置有刻度尺27，同时，检测杆26外表面的上端套接有卡板22。
使用时，设置了无线信号发射器2、检测杆26、第二温度传感器28和水位传感器23，人们预先将检测杆26埋设在冻土层中，第二温度传感器28和水位传感器23可对冻土层中对应位置的水温和水位情况进行监测，并将监测结果实时通过无线信号发射器2发送给后台控制室，方便人们远程掌握监测信息，设置了加热棒24，可在取出检测杆26前对检测杆26进行加热，使其周围的土壤升温后变软，方便人们取出检测杆26，设置了风力发电机11和太阳能电板14，可将风能和太阳能转换为电能并储存在蓄电池7内，从而达到新能源供电的需求，且满足了本装置在任何环境下使用的需求，设置了第一温度传感器6和加热丝9，第一温度传感器6可对处理箱1内的温度进行检测，当处理箱1内的温度低于其设定值时，第一温度传感器6自动接通加热丝9的电源，给处理箱1内升温，设置了定位器5，可对处理箱1的位置进行定位，避免其出现被盗的现象发生，保障了其使用安全性，设置了无线信号接收器19，可接收后台控制室内的控制指令，达到远程控制本装置的需求，设置了聚四氟乙烯纤维层29，可提高处理箱1的耐腐蚀性，设置了丁二烯橡胶层31和硅橡胶层33，可提高处理箱1的抗寒性，设置了远红外陶瓷纤维层34，可在紫外线的照射下产生热量，避免低温对处理箱1产生影响，通过以上结构的配合，有效提高了本装置的监测效果和智能化程度以及安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，包括处理箱(1)和检测杆(26)，其特征在于：所述处理箱(1)的内侧通过PP胶水连接有聚四氟乙烯纤维层(29)，且聚四氟乙烯纤维层(29)的内侧通过PP胶水连接有丁二烯橡胶层(31)，所述处理箱(1)的外侧通过PP胶水连接有硅橡胶层(33)，且硅橡胶层(33)的外侧通过PP胶水连接有远红外陶瓷纤维层(34)，所述处理箱(1)内腔的右端固定连接有加热丝(9)，处理箱(1)内腔底部的左端固定连接有定位器(5)，处理箱(1)内腔的底部且位于定位器(5)的右侧固定连接有无线信号发射器(2)，所述处理箱(1)内腔右侧的下端固定连接有无线信号接收器(19)，处理箱(1)内腔的右侧且位于无线信号接收器(19)的上端固定连接有第一温度传感器(6)，所述处理箱(1)的顶部固定连接有支撑板(15)，且支撑板(15)的顶部嵌设有太阳能电板(14)，所述支撑板(15)顶部的外侧通过多个等距分布的支架(13)固定连接有连接杆(12)，且连接杆(12)的顶部通过轴承活动连接有风力发电机(11)，所述检测杆(26)内腔的下端开设有预留槽(25)，且预留槽(25)的内腔固定连接有加热棒(24)，所述检测杆(26)的左右两侧嵌设有多个等距分布可单独检测的水位传感器(23)，且检测杆(26)的前后两侧嵌设有多个等距分布可单独检测的第二温度传感器(28)。
2.根据权利要求1所述的一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，其特征在于：所述处理箱(1)的底部固定连接有安装板(4)，且安装板(4)内表面的四周均开设有安装孔(20)，同时，安装板(4)的底部等距分布有多个锚杆(3)，且锚杆(3)的外表面固定连接有倒刺(21)。
3.根据权利要求1所述的一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，其特征在于：所述处理箱(1)内腔顶部的左端固定连接有蓄电池(7)，且蓄电池(7)的输入端与风力发电机(11)和太阳能电板(14)的输出端电性连接，同时，蓄电池(7)还通过导线与水位传感器(23)、加热棒(24)和第二温度传感器(28)连接。
4.根据权利要求1所述的一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，其特征在于：所述处理箱(1)的内腔且位于加热丝(9)的左右两侧均固定连接有防护网(8)，且防护网(8)为玻璃纤维网，同时，支撑板(15)的顶部且位于太阳能电板(14)的上端嵌设有防护板(10)，防护板(10)的顶部与支撑板(15)的顶部平齐，且防护板(10)为透明钢化玻璃板。
5.根据权利要求1所述的一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，其特征在于：所述处理箱(1)内腔的右端且位于第一温度传感器(6)的上端固定连接有模数转换器(18)，处理箱(1)内腔的右端且位于模数转换器(18)的上端固定连接有数据储存器(17)，同时，处理箱(1)内腔顶部的右端固定连接有中央处理器(16)。
6.根据权利要求1所述的一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，其特征在于：所述第二温度传感器(28)和水位传感器(23)为一一对应设置，且检测杆(26)正表面的左端设置有刻度尺(27)，同时，检测杆(26)外表面的上端套接有卡板(22)。
7.根据权利要求1所述的一种高寒地区冻土层上水水位及水温监测装置，其特征在于：所述聚四氟乙烯纤维层(29)与丁二烯橡胶层(31)之间还设置有钛合金涂层(30)，处理箱(1)与硅橡胶层(33)之间还设置有铁红酚醛防锈涂层(32)，且铁红酚醛防锈涂层(32)和钛合金涂层(30)的厚度相同，同时，处理箱(1)的材质为不锈钢板。
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