CN112964845B - 水文地质抽水试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水文地质抽水试验系统,包括插入管,所述插入管的内部包含控制中心,所述插入管侧壁设有滑动槽,所述滑动槽内侧壁滑动连接有滑动杆,所述滑动杆底部固定连接有第一伸缩弹簧,所述第一伸缩弹簧底部与滑动槽内侧壁固定连接,所述插入管内侧壁滑动连接有吸水箱,所述滑动杆与吸水箱通过啮合机构连接,所述吸水箱内侧壁滑动连接有吸水板,所述吸水板顶部固定连接有拉水杆。本发明中,将装置插入到需要检测的水中,当达到需要的检测的水质附近的时候,拉动把手,把手拉动带动着拉板向上移动,牵引线向上移动通过第一固定环带动着插入头转动,插入头转动使得相对的插入头分开,使得吸水箱可以进入到水中,方便吸水。
Description
技术领域
本发明涉及水文地质领域,尤其涉及水文地质抽水试验系统。
背景技术
水文地质,地质学分支学科,指自然界中地下水的各种变化和运动的现象,水文地质学是研究地下水的科学,它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等,随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科,近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域。
抽水试验是广泛应用在水文地质、工程地质、环境地质领域的一种查明深部岩、土层水文地质特征、获取含水层各种水文地质参数的常见原位测试方法,为找水打井、水资源开采方案、基坑降水设计、污染物扩散等提供技术支撑,抽水试验一般在野外现场进行,抽水的时候会需要将水管出入到水中,插入的时候就会有干扰的液体进入到水管中,影响检测结果出现人为误差较大,因此,提出水文地质抽水试验系统。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的水文地质抽水试验系统。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
水文地质抽水试验系统,包括插入管,所述插入管的内部包含控制中心,所述插入管侧壁设有滑动槽,所述滑动槽内侧壁滑动连接有滑动杆,所述滑动杆底部固定连接有第一伸缩弹簧,所述第一伸缩弹簧底部与滑动槽内侧壁固定连接,所述插入管内侧壁滑动连接有吸水箱,所述滑动杆与吸水箱通过啮合机构连接,所述吸水箱内侧壁滑动连接有吸水板,所述吸水板顶部固定连接有拉水杆,所述拉水杆贯穿吸水箱与出入管并连接有把手,所述拉水杆外侧壁固定连接有对称设置的拉板,所述拉板底部与滑动杆顶部固定连接,所述插入管底部通过转动机构连接有插入头,所述插入头通过牵引机构与拉板连接,所述插入头通过集水机构与吸水箱连接。
优选的,所述啮合机构包括固定连接在滑动槽中转动轴,所述转动轴外侧壁转动连接有转动齿轮,所述滑动杆外侧壁固定连接有第一齿轮,所述第一齿轮与转动齿轮啮合连接,所述吸水箱外侧壁固定连接有第二齿轮,所述第二齿轮与转动齿轮啮合连接。
优选的,所述转动机构连接包括固定连接在插入管底部的转动座,所述转动座转动连接插入头,所述插入头外侧壁固定连接有第二伸缩弹簧,所述第二伸缩弹簧端部与插入管底部固定连接。
优选的,所述集水机构包括固定连接在吸水箱底部的吸水头,所述吸水头底部设有吸水口,所述吸水头外侧壁固定连接有第三伸缩弹簧,所述第三伸缩弹簧端部与插入头外侧壁固定连接。
优选的,所述牵引机构包括固定连接在插入头外侧壁的第一固定环,所述拉板端部固定连接有第二固定环,所述第一固定环与第二固定环通过牵引线连接,所述插入管外侧壁固定连接有多个限位板,所述牵引线贯穿多个限位板。
优选的,所述控制中心包括水质检测模块,所述水质检测模块包括一维检测模块、二维检测模块与显示模块,所述水质检测模块与一维检测模块之间信号连接,所述水质检测模块与二维检测模块之间信号连接,所述水质检测模块与显示模块之间信号连接,所述一维检测模块与二维检测模块之间信号连接,所述二维检测模块与显示模块之间信号连接,所述一维检测模块与显示模块之间信号连接。
优选的,所述一维检测模块包括算法仿真模块和扩散模型模块,所述一维检测模块与算法仿真模块之间信号连接,所述一维检测模块与扩散模型模块之间信号连接,所述算法仿真模块与扩散模型模块之间信号连接,所述二维检测模块包括算法仿真模块与扩散模型模块,所述二维检测模块与算法仿真模块之间信号连接,所述二维检测模块与扩散模型模块之间信号连接。
优选的,所述一维检测模块包含的算法仿真模块信号连接有浓度时间梯度模块与直线解析模块,所述二维检测模块包含的算法仿真模块信号连接有粒子群算法模块,所述浓度时间梯度模块与直线解析模块之间信号连接。
本发明的有益效果为:
1、本发明中,将装置插入到需要检测的水中,当达到需要的检测的水质附近的时候,拉动把手,把手拉动带动着拉板向上移动,拉板向上移动带动着滑动杆向上移动,滑动杆向上移动通过第一齿轮带动着转动轴转动,转动轴转动通过第二齿轮带动着吸水箱向下移动,同时拉板向上移动,拉板向上移动带动着牵引线向上移动,牵引线向上移动通过第一固定环带动着插入头转动,插入头转动使得相对的插入头分开,使得吸水箱可以进入到水中,方便吸水。
2、本发明中,同时把手向上移动带动着拉水杆向上移动,拉水杆带动着吸水板向上移动,吸水板向上移动使得吸水箱中的气压降低,在水压的作用下水流进入到吸水箱中,在保护了装置吸水的清洁性减少了对于水质的污染,并且方便对水的吸取。
3、本发明中,吸收在吸水箱中的液体受到水质检测模块进行检测,检测模块检测的电信号传递到第一检测模块中,通过对一维河道瞬时点源随流扩散模型的参数特征进行分析,测量获取点源污染的浓度时空变化过程,进而反演定位出污染源的位置和时间信息,将会对应对河道瞬时点源污染事件提供重要的保障,同时二维检测模块对二维水环境点源污染的定位研究大多将范围控制在静水环境,对二维静态水体中的稳态点源进行研究,针对其近岸污染源的扩散易受边界影响,分析对比了通用模型法、近似函数法和基于无迹卡尔曼滤波的估计方法的优缺点,通过检测模块的分析传递给显示模块,显示模块将分析之后的结果传递给显示屏,显示屏将分析的结果展示出来,使得装置可以将分析的结果展示。
附图说明
图1为本发明提出的水文地质抽水试验系统的结构示意图。
图2为本发明图1中A放大图。
图3为本发明图1中B放大图。
图4为本发明提出的水文地质抽水试验系统吸水箱、吸水板和拉水杆的结构连接示意图。
图5为本发明提出的水文地质抽水试验系统吸水箱、拉水杆和把手的结构连接示意图。
图6为本发明提出的水文地质抽水试验系统的模块示意图。
图中标号:1、插入管;2、滑动槽;3、滑动杆;4、第一齿轮;5、转动轴;6、转动齿轮;7、第二齿轮;8、吸水箱;9、吸水板;10、拉水杆;11、拉板;12、吸水头;13、转动座;14、插入头;15、第三伸缩弹簧;16、第二伸缩弹簧;17、第一固定环;18、牵引线;19、限位板;20、第一伸缩弹簧;21、把手;22、第二固定环。
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。
参照图1-6,水文地质抽水试验系统,包括插入管1,插入管1的内部包含控制中心,插入管1侧壁设有滑动槽2,滑动槽2内侧壁滑动连接有滑动杆3,滑动杆3底部固定连接有第一伸缩弹簧20,第一伸缩弹簧20底部与滑动槽2内侧壁固定连接,插入管1内侧壁滑动连接有吸水箱8。
滑动杆3与吸水箱8通过啮合机构连接,啮合机构包括固定连接在滑动槽2中转动轴5,转动轴5外侧壁转动连接有转动齿轮6,滑动杆3外侧壁固定连接有第一齿轮4,第一齿轮4与转动齿轮6啮合连接,吸水箱8外侧壁固定连接有第二齿轮7,第二齿轮7与转动齿轮6啮合连接,第一齿轮4移动带着转动齿轮6转动带动着第二齿轮7移动,出入管1侧壁由安装槽,使得转动齿轮6可以在安装槽中转动。
吸水箱8内侧壁滑动连接有吸水板9,吸水板9外侧壁与吸水箱8内侧壁之间设有密封圈,放置漏气难以吸水,吸水板9顶部固定连接有拉水杆10,拉水杆10贯穿吸水箱8与出入管1并连接有把手21,拉水杆10外侧壁固定连接有对称设置的拉板11,拉板11底部与滑动杆3顶部固定连接。
插入管1底部通过转动机构连接有插入头14,转动机构连接包括固定连接在插入管1底部的转动座13,转动座13转动连接插入头14,插入头14外侧壁固定连接有第二伸缩弹簧16,第二伸缩弹簧16端部与插入管1底部固定连接,插入头14在第二伸缩弹簧16带动下复位,插入头14通过牵引机构与拉板11连接,牵引机构包括固定连接在插入头14外侧壁的第一固定环17,拉板11端部固定连接有第二固定环22,第一固定环17与第二固定环22通过牵引线18连接,插入管1外侧壁固定连接有多个限位板19,牵引线18贯穿多个限位板19。
插入头14通过集水机构与吸水箱8连接,集水机构包括固定连接在吸水箱8底部的吸水头12,吸水头12底部设有吸水口,吸水头12外侧壁固定连接有第三伸缩弹簧15,第三伸缩弹簧15端部与插入头14外侧壁固定连接。
所述控制中心包括水质检测模块,所述水质检测模块包括一维检测模块、二维检测模块与显示模块,所述水质检测模块与一维检测模块之间信号连接,所述水质检测模块与二维检测模块之间信号连接,所述水质检测模块与显示模块之间信号连接,所述一维检测模块与二维检测模块之间信号连接,所述二维检测模块与显示模块之间信号连接,所述一维检测模块与显示模块之间信号连接。
所述一维检测模块包括算法仿真模块和扩散模型模块,所述一维检测模块与算法仿真模块之间信号连接,所述一维检测模块与扩散模型模块之间信号连接,所述算法仿真模块与扩散模型模块之间信号连接,所述二维检测模块包括算法仿真模块与扩散模型模块,所述二维检测模块与算法仿真模块之间信号连接,所述二维检测模块与扩散模型模块之间信号连接,所述一维检测模块包含的算法仿真模块信号连接有浓度时间梯度模块与直线解析模块,所述二维检测模块包含的算法仿真模块信号连接有粒子群算法模块,所述浓度时间梯度模块与直线解析模块之间信号连接。
工作原理:将装置插入到需要检测的水中,当达到需要的检测的水质附近的时候,拉动把手21,把手21拉动带动着拉板11向上移动,拉板11向上移动带动着滑动杆3向上移动,滑动杆3向上移动通过第一齿轮4带动着转动轴5转动,转动轴5转动通过第二齿轮7带动着吸水箱8向下移动。
同时拉板11向上移动,拉板11向上移动带动着牵引线18向上移动,牵引线18向上移动通过第一固定环17带动着插入头14转动,插入头14转动使得相对的插入头14分开,使得吸水箱8可以进入到水中。
同时把手21向上移动带动着拉水杆10向上移动,拉水杆10带动着吸水板9向上移动,吸水板9向上移动使得吸水箱8中的气压降低,在水压的作用下水流进入到吸水箱8中。
吸收在吸水箱8中的液体受到水质检测模块进行检测,检测模块检测的电信号传递到第一检测模块中,通过对一维河道瞬时点源随流扩散模型的参数特征进行分析,测量获取点源污染的浓度时空变化过程,进而反演定位出污染源的位置和时间信息,将会对应对河道瞬时点源污染事件提供重要的保障。
同时二维检测模块对二维水环境点源污染的定位研究大多将范围控制在静水环境,对二维静态水体中的稳态点源进行研究,针对其近岸污染源的扩散易受边界影响,分析对比了通用模型法、近似函数法和基于无迹卡尔曼滤波的估计方法的优缺点,由于实际的二维河道问题中包含了流速、降解、边界影响等因素,而且水环境本身多样性和复杂性,使得定位精度难以达到理想的标准。
算法仿真模块将信号传递到粒子群算法模块,粒子群算法作为一种仿生类的算法,通过记忆和反馈机制实现了高效的寻优,尤其粒子群算法前期收敛较快,可以对点源污染进行快速定位,提高定位效率。
通过检测模块的分析传递给显示模块,显示模块将分析之后的结果传递给显示屏,显示屏将分析的结果展示出来。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”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。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。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.水文地质抽水试验系统,包括插入管(1),其特征在于,所述插入管(1)的内部包含控制中心,所述插入管(1)侧壁设有滑动槽(2),所述滑动槽(2)内侧壁滑动连接有滑动杆(3),所述滑动杆(3)底部固定连接有第一伸缩弹簧(20),所述第一伸缩弹簧(20)底部与滑动槽(2)内侧壁固定连接,所述插入管(1)内侧壁滑动连接有吸水箱(8),所述滑动杆(3)与吸水箱(8)通过啮合机构连接,所述吸水箱(8)内侧壁滑动连接有吸水板(9),所述吸水板(9)顶部固定连接有拉水杆(10),所述拉水杆(10)贯穿吸水箱(8)与插入管(1)并连接有把手(21),所述拉水杆(10)外侧壁固定连接有对称设置的拉板(11),所述拉板(11)底部与滑动杆(3)顶部固定连接,所述插入管(1)底部通过转动机构连接有插入头(14),所述插入头(14)通过牵引机构与拉板(11)连接,所述插入头(14)通过集水机构与吸水箱(8)连接,所述啮合机构包括固定连接在滑动槽(2)中转动轴(5),所述转动轴(5)外侧壁转动连接有转动齿轮(6),所述滑动杆(3)外侧壁固定连接有第一齿轮(4),所述第一齿轮(4)与转动齿轮(6)啮合连接,所述吸水箱(8)外侧壁固定连接有第二齿轮(7),所述第二齿轮(7)与转动齿轮(6)啮合连接。
2.根据权利要求1所述的水文地质抽水试验系统,其特征在于,所述转动机构连接包括固定连接在插入管(1)底部的转动座(13),所述转动座(13)转动连接插入头(14),所述插入头(14)外侧壁固定连接有第二伸缩弹簧(16),所述第二伸缩弹簧(16)端部与插入管(1)底部固定连接。
3.根据权利要求1所述的水文地质抽水试验系统,其特征在于,所述集水机构包括固定连接在吸水箱(8)底部的吸水头(12),所述吸水头(12)底部设有吸水口,所述吸水头(12)外侧壁固定连接有第三伸缩弹簧(15),所述第三伸缩弹簧(15)端部与插入头(14)外侧壁固定连接。
4.根据权利要求1所述的水文地质抽水试验系统,其特征在于,所述牵引机构包括固定连接在插入头(14)外侧壁的第一固定环(17),所述拉板(11)端部固定连接有第二固定环(22),所述第一固定环(17)与第二固定环(22)通过牵引线(18)连接,所述插入管(1)外侧壁固定连接有多个限位板(19),所述牵引线(18)贯穿多个限位板(19)。
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