CN113917100A - 一种地下水监测系统 - Google Patents

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刘春雷
郝奇琛
朱玉晨
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Abstract

本发明属于水信息监测技术领域，公开了一种地下水监测系统，包括数据处理终端、供电装置和监测取样装置，监测取样装置包括连接管，连接管内部中空，连接管开设有滑槽，滑槽连接有多件监测取样组件，监测取样组件包括箱体，箱体开设有进水口，箱体连接有水泵和水质实时监测仪，水泵连接有进水管和回水管，水质实时监测仪电连接有探头，连接管连接有连接板、连接杆和电动桨，连接杆连接有固定连杆，固定连杆铰接有第一浮杆，第一浮杆铰接有第二浮杆，第二浮杆铰接有滑动连杆，滑动连杆套接有抱箍；本发明解决了现有技术地下水监测系统的监测装置无法根据地下水环境调节取样深度和取样间隔的问题，适用于地下水的监测。

Description

一种地下水监测系统
技术领域
本发明涉及水信息监测技术领域，具体为一种地下水监测系统。
背景技术
地下水作为地球上重要的水体，与人类社会有着密切的关系，地下水的贮存有如在地下形成一个巨大的水库，以其稳定的供水条件、良好的水质，而成为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源，成为人类社会必不可少的重要水资源。随着全球人口的增长、工业的不断进步和社会经济的发展，人们的生活活动及工业生产对地下水环境造成了严重污染，导致地下水水位持续下降、水质恶化，水危机加剧。因此，对地下水环境进行监测有助于针对不同地方的地下水采取不同的保护措施。目前，我国地下水监测存在以下几个问题：一是地下水取样自动化程度低，人力劳动量大；二是传统监测井钻孔数量多，施工量大，占地面积大，成本高；三是多层监测井需分层填砾和止水，工艺复杂。
为了解决上述问题，中国专利(专利公开号：CN108088976B)公开了一种地下水监测系统，包括位于监测井外部工作站内用于数据采集和取样控制的控制终端与供电装置，位于监测井内的监测传感器组、连接监测传感器组与控制终端的传输线路，以及竖直安装于监测井中的监测装置，监测装置由多个分隔板组间隔设置在监测管道内构成，相邻两个分隔板组在监测管道内得到取样空间，利用泵在取样空间获取水样，实现对地下水的检测；但该系统的监测装置对于取样深度的调节不便于控制，且对于取样空间之间的间隔也无法调节，对于不同的地下水环境应用不方便；因此需要一种监测装置可以根据地下水环境调节取样深度和取样间隔的地下水监测系统。
发明内容
本发明意在提供一种地下水监测系统，以解决现有技术地下水监测系统的监测装置无法根据地下水环境调节取样深度和取样间隔的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供的基础技术方案是：一种地下水监测系统，包括数据处理终端、供电装置和监测取样装置，所述供电装置用于所述数据处理终端和所述监测取样装置的供电，所述数据处理终端用于处理分析所述监测取样装置获取得到的监测井内地下水信息，所述数据处理终端和所述供电装置均设于监测井外部的工作站，所述监测取样装置设于所述监测井的内部，所述监测取样装置包括连接管，所述连接管内部中空，所述连接管开设有滑槽，所述滑槽滑动连接有监测取样组件，所述监测取样组件包括箱体，所述箱体开设有进水口，所述箱体的内侧密封连接有水泵和水质实时监测仪，所述水泵连接有进水管和回水管，所述进水管的自由端与所述进水口密封管接，所述回水管与所述数据处理终端连通，所述水质实时监测仪电连接有探头，所述探头设于所述箱体的外侧，所述监测取样组件有多件，多件所述监测取样组件与所述连接管可拆卸连接，多件所述监测取样组件之间连接有电导线，所述电导线与所述数据处理终端和所述供电装置连接，所述连接管还连接有连接杆，所述连接杆设于所述监测取样组件的上侧，所述连接杆固定连接有固定连杆，所述固定连杆铰接有第一浮杆，所述第一浮杆铰接有第二浮杆，所述第二浮杆铰接有滑动连杆，所述滑动连杆的自由端与所述连接杆套接。
基础技术方案的原理：供电装置给数据处理终端和监测取样装置的电器元件提供电能，监测取样装置放入监测井内侧进行地下水的数据采集和地下水的采集，监测取样装置进入监测井中的地下水下时，第一浮杆和第二浮杆相当于监测取样装置的“浮漂”，第一浮杆和第二浮杆对整个监测取样装置一个向上的浮力，第一浮杆与固定连杆和第二浮杆转动连接，第二浮杆又与滑动连杆转动连接，滑动连杆与连接杆套接，上下滑动调节滑动连杆与连接杆的连接位置，将调节第一浮杆与第二浮杆的垂直度，即可以调节第一浮杆与第二浮杆浸入水内的体积，实现对“浮漂”浮力大小进行调节，以此实现对整个监测取样装置的沉入液面以下深度的调节；将监测取样组件从连接管上拆卸后根据需要调节多件监测取样装置之间的间隔实现对不同间隔深度的地下水进行监测和取样；其中，开启水泵，地下水经进水口进水管和回水管将水采集至监测井外部的工作站，开启实质实时监测仪对水不同深度的水进行实时监测。
基础技术方案的有益效果是：
1.调节滑动连杆与连接杆套接的位置可以实现对第一浮杆和第二浮杆的浮力大小进行调节，以此控制监测取样装置进入地下水液面的深度，调节方便、快捷、有效，可以根据不同的地下水环境调节监测取样组件沉入水液面的深度，适用范围广；
2.监测取样装置设置的“浮漂”，使得监测取样装置随着地下水水位的变化而变化，其沉入液面以下的深度保持一致，可以有效的避免了因为地下水位变化引起监测得到的实际数据与记录数据存在差异的问题，有益于保证监测记录的数据准确；
3.多件监测取样组件之间的间隔距离可调，可以根据实际需要调节需要监测地下水的水深梯度，易于推广使用；
4.监测取样组件设置有采集地下水的水泵组件和实时监测水质的仪器，获得地下水的数据全面，对地下水的监测准确。
优选地，所述连接管的左右侧壁均连接有连接板，所述箱体固定连接有锁紧螺母，所述箱体与所述连接板之间通过螺栓连接。
通过上述设置，箱体在滑槽和螺栓螺母的作用下与连接管锁紧，拧松螺栓即可调节箱体与连接管的相对位置，调节完成之后拧紧螺栓即可，操作便捷。
优选地，所述连接板开设有刻度标识，所述进水口连接有过滤网。
通过上述设置，根据刻度标识可以具体量化相邻监测取样组件之间的间隔大小，有益于精准的监测不同深度梯度地下水的水质，过滤网将地下水内的杂质进行过滤，避免杂质进入水泵。
优选地，所述第一浮杆、所述第二浮杆和所述滑动连杆均有多件，多件所述第一浮杆、所述第二浮杆和所述滑动连杆均匀设置在所述连接杆的四周，多件所述滑动连杆的外侧套接有抱箍，多件所述滑动连杆通过所述抱箍与所述连接杆套接。
通过上述设置，多件第一浮杆和第二浮杆均匀设置在连接杆的四周，使得由多件第一浮杆和多件第二浮杆一起构成的“浮漂”外形均匀，使得监测取样装置受到的浮力均匀，有益于保证监测取样装置的垂直度，进一步提高监测数据的准确性。
优选地，多件第一浮杆和所述第二浮杆所形成的腔室内连接有工业气囊。
通过上述设置，通过对工业气囊进行充放气可以调节“浮漂”的浮力大小，即当监测取样装置在监测井内侧的时候也可以通过对工业气囊进行充放气实现对监测取样装置沉入液面深度进行调节，调节方便快捷。
优选地，所述连接管还连接有电动桨，所述电动桨与所述供电装置电连接，所述电动桨设于所述监测取样组件的下端。
通过上述设置，启动电动桨既可以提高监测取样装置的浮力，还可以驱散监测取样装置周边的蜉蝣生物。
优选地，多件所述监测取样组件之间的电连接方式为并联，所述回水管和所述电导线设于所述连接管的中空内。
通过上述设置，多件监测取样组件之间并联，使得多件监测取样组件之间相互独立，可以有效的避免因为一件监测取样组件损坏导致整个装置无法使用；回水管和电导线设于连接管的中空内有益于提高整个装置的整洁度，避免其相互缠绕影响。
优选地，所述供电装置为太阳能电池板。
通过上述设置，对于拉结电线不方便的地区使用方便，进一步扩大适用范围。
附图说明
图1为本发明一种地下水监测系统监测取样装置的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大视图；
图3为本发明一种地下水监测系统箱体与连接管的连接结构示意图；
附图中的对应标记的名称为：
连接管1、滑槽11、连接板12、连接杆13、箱体21、水泵22、回水管23、进水管24、进水口25、水质实时监测仪26、探头27、锁紧螺母28、固定连杆31、第一浮杆32、第二浮杆33、滑动连杆34、抱箍35、工业气囊36、电导线4、电动桨5。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
如图1至图3所示，一种地下水监测系统，包括数据处理终端、供电装置和监测取样装置，供电装置为太阳能电池板，供电装置用于数据处理终端和监测取样装置的供电，数据处理终端用于处理分析监测取样装置获取得到的监测井内地下水信息，数据处理终端和供电装置均设于监测井外部的工作站，监测取样装置设于监测井的内部，监测取样装置包括连接管1，连接管1内部中空，连接管1开设有滑槽11，滑槽11滑动连接有监测取样组件，监测取样组件包括箱体21，箱体21开设有进水口25，进水口25捆接有过滤纱布，箱体21的内侧密封连接有水泵22和水质实时监测仪26，水泵22连接有进水管24和回水管23，进水管24的右端与进水口25密封管接，回水管23与数据处理终端连通，水质实时监测仪26电连接有探头27，探头27设于箱体21的外侧，连接管1的左右侧壁均固定焊接有连接板12，连接板12开设有刻度标识，箱体21固定焊接有锁紧螺母28，箱体21与连接板12之间通过螺栓连接，监测取样组件有多件，多件监测取样组件之间连接有电导线4，多件监测取样组件之间并联，回水管23和电导线4设于连接管1的中空部分，电导线4与数据处理终端和供电装置连接，连接管1的上端固定焊接有连接杆13，连接杆13设于监测取样组件的上侧，连接杆13固定焊接有固定连杆31，固定连杆31铰接有第一浮杆32，第一浮杆32铰接有第二浮杆33，第二浮杆33铰接有滑动连杆34，第一浮杆32、第二浮杆33和滑动连杆34均有多件，多件第一浮杆32、第二浮杆33和滑动连杆34均匀设置在连接杆13的四周，多件滑动连杆34的外侧套接有抱箍35，多件滑动连杆34通过抱箍35与连接杆13套接，多件第一浮杆32和第二浮杆33所形成的腔室内连接有工业气囊36，工业气囊36与监测井外部的工作站连通，连接管1的最下端通过螺栓连接有电动桨5，电动桨5与供电装置电连接。
具体实施过程如下：
使用本地下水监测系统前，先将各个电器元件之间电连接完成，接着根据需要监测的地下水环境调节滑动连杆34与连接杆13的相对位置关系，拧松抱箍35，沿着连接杆13的轴向上下滑动调节滑动连杆34的位置，调节完成之后拧紧抱箍35将滑动连杆34紧固连接在连接杆13上，根据需要对工业气囊36进行充气；同时调节多件监测取样装置之间的间隔大小，逆时针拧松螺栓，沿着滑槽11滑动箱体21以调节监测取样装置在连接管1上的相对位置，在调节的过程中，借助连接板12上的刻度标识以具体量化相邻监测取样装置之间的间隔大小，调节完成之后顺时针拧紧螺栓，将多件监测取样装置紧固连接在连接管1上，并将回水管23和电导线4卡接在连接管1的中空部分；调节完成就将整个监测取样装置放入监测井的地下水内，太阳能电池板发电对系统的各个电器元件进行供电，开启水泵22和水质实时监测仪26，水泵22将地下水抽至监测井外部的工作站，探头27淹没在地下水内，水质实时监测仪26对其进行实时监测，数据处理终端对监测取样装置得到的实时水质信息和采集得到的水进行数据分析处理，实现对地下水监测；其中，在地下水水位发生变化时，第一浮杆32、第二浮杆33和工业气囊36构成的“浮漂”会使得监测取样装置随着水位的变化而变化，保证监测取样装置监测和采集的水位与地下水水位相对高度恒定，同时，可以根据实际需要开启电动桨5，电动桨5既可以提高监测取样装置向上的浮力，实现对监测取样装置沉入地下水深度的调节，还可以驱赶地下水监测取样周边的蜉蝣生物，通过对工业气囊36充放气也可以调节监测取样装置的浮力，实现对监测取样装置沉入地下水深度的调节。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种地下水监测系统，包括数据处理终端、供电装置和监测取样装置，所述供电装置用于所述数据处理终端和所述监测取样装置的供电，所述数据处理终端用于处理分析所述监测取样装置获取得到的监测井内地下水信息，所述数据处理终端和所述供电装置均设于监测井外部的工作站，所述监测取样装置设于监测井的内部，其特征在于：所述监测取样装置包括连接管(1)，所述连接管(1)内部中空，所述连接管(1)开设有滑槽(11)，所述滑槽(11)滑动连接有监测取样组件，所述监测取样组件包括箱体(21)，所述箱体(21)开设有进水口(25)，所述箱体(21)的内侧密封连接有水泵(22)和水质实时监测仪(26)，所述水泵(22)连接有进水管(24)和回水管(23)，所述进水管(24)的自由端与所述进水口(25)密封管接，所述回水管(23)与所述数据处理终端连通，所述水质实时监测仪(26)电连接有探头(27)，所述探头(27)设于所述箱体(21)的外侧，所述监测取样组件有多件，多件所述监测取样组件与所述连接管(1)可拆卸连接，多件所述监测取样组件之间连接有电导线(4)，所述电导线(4)与所述数据处理终端和所述供电装置连接，所述连接管(1)还连接有连接杆(13)，所述连接杆(13)设于所述监测取样组件的上侧，所述连接杆(13)固定连接有固定连杆(31)，所述固定连杆(31)铰接有第一浮杆(32)，所述第一浮杆(32)铰接有第二浮杆(33)，所述第二浮杆(33)铰接有滑动连杆(34)，所述滑动连杆(34)的自由端与所述连接杆(13)套接。
2.根据权利要求1所述的一种地下水监测系统，其特征在于：所述连接管(1)的左右侧壁均连接有连接板(12)，所述箱体(21)固定连接有锁紧螺母(28)，所述箱体(21)与所述连接板(12)之间通过螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的一种地下水监测系统，其特征在于：所述连接板(12)开设有刻度标识，所述进水口(25)连接有过滤网。
4.根据权利要求1所述的一种地下水监测系统，其特征在于：所述第一浮杆(32)、所述第二浮杆(33)和所述滑动连杆(34)均有多件，多件所述第一浮杆(32)、所述第二浮杆(33)和所述滑动连杆(34)均匀设置在所述连接杆(13)的四周，多件所述滑动连杆(34)的外侧套接有抱箍(35)，多件所述滑动连杆(34)通过所述抱箍(35)与所述连接杆(13)套接。
5.根据权利要求4所述的一种地下水监测系统，其特征在于：多件第一浮杆(32)和所述第二浮杆(33)所形成的腔室内连接有工业气囊(36)。
6.根据权利要求1所述的一种地下水监测系统，其特征在于：所述连接管(1)还连接有电动桨(5)，所述电动桨(5)与所述供电装置电连接，所述电动桨(5)设于所述监测取样组件的下端。
7.根据权利要求1所述的一种地下水监测系统，其特征在于：多件所述监测取样组件之间的电连接方式为并联，所述回水管(23)和所述电导线(4)设于所述连接管(1)的中空内。
8.根据权利要求1所述的一种地下水监测系统，其特征在于：所述供电装置为太阳能电池板。
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