CN210834900U - 一种包气带水热监测装置 - Google Patents
一种包气带水热监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210834900U CN210834900U CN201921491015.7U CN201921491015U CN210834900U CN 210834900 U CN210834900 U CN 210834900U CN 201921491015 U CN201921491015 U CN 201921491015U CN 210834900 U CN210834900 U CN 210834900U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor
- soil
- data acquisition
- aeration zone
- monitoring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
一种包气带水热监测装置，包括传感器部分、数据采集主机、太阳能供电系统，所述传感器部分包括：土壤三参数传感器，用于监测土壤体积含水量、电导率、温度；热通量板，用于测量流过土壤中的热量；水位传感器，用于测量地下水水位；所述土壤三参数传感器、热通量板、水位传感器均连接数据采集主机，所述传感器部分、数据采集主机均连接太阳能供电系统。本实用新型装置能够对包气带水热进行实时监测，并且能对数据进行自动采集、自动存储，并通过无线方式进行发送到监测终端。通过该装置能有效的研究包气带水热运行移动机理。
Description
技术领域
本实用新型涉及水资源监测技术领域，具体涉及一种包气带水热监测装置。
背景技术
水是国家经济和社会可持续发展的战略性资源。对水资源缺少地区而言，提高水资源评价精度，对水资源合理开发利用起着至关重要的作用。我国西北内陆的干旱半干旱地区，地表水系极不发育，降雨稀少，蒸发强烈，昼夜温差大，生态环境极其脆弱。已有研究表明，该区的水循环以垂向交换为主，蒸发为地下水排泄的主要途径，也是地下水与大气边界水量交换的主要表现形式。在以往的研究中，学者们从水文地质角度，深入研究“降水(蒸发)一地表水一包气带水一地下水"的相互转化机理，取得了丰硕的成果。然而，地温随季节以及昼夜的变化是否对蒸发有影响，影响程度有多大，均有待深入研究。因此，进一步探讨包气带水热运移机理具有十分重要的意义。
发明内容
本实用新型提供一种包气带水热监测装置，该装置能够对包气带水热进行实时监测，并且能对数据进行自动采集、自动存储，并通过无线方式进行发送到监测终端。通过该装置能有效的研究包气带水热运行移动机理。
本实用新型采取的技术方案为：
一种包气带水热监测装置，包括传感器部分、数据采集主机、太阳能供电系统，所述传感器部分包括：
土壤三参数传感器，用于监测土壤体积含水量、电导率、温度；
热通量板，用于测量流过土壤中的热量；
水位传感器，用于测量地下水水位；
所述土壤三参数传感器、热通量板、水位传感器均连接数据采集主机，所述传感器部分、数据采集主机均连接太阳能供电系统。
所述土壤三参数传感器为多个，由上至下分布设置在包气带内。
所述土壤三参数传感器采用CS655型土壤水分温度电导率传感器，该传感器连接数据采集主机的SDI-12数据采集接口。
所述热通量板采用HFP01型热通量板，该热通量板连接数据采集主机的电压采集接口。
所述水位传感器采用绝压压力传感器，该传感器连接电流采集接口。
所述数据采集主机为CR1000型数据采集器，该数据采集器包括主控单元，所述主控单元连接无线发送模块。
所述无线发送模块与监测终端无线通讯连接。
所述太阳能供电系统包括太阳能控制器、太阳能板、蓄电池；蓄电池连接太阳能控制器，太阳能控制器连接太阳能板。
本实用新型一种包气带水热监测装置，技术效果如下：
1：通过监测土壤三参数传感器监测包气带内的温度、热通量板监测流过土壤中的热量并进行数据采集处理，有效监测包气带热量运行移动机理。
2：通过监测土壤三参数传感器监测包气带内的土壤体积含水量、水位传感器监测地下水水位，有效监测包气带水量运行移动机理。
3：包气带内设置有多个土壤三参数传感器，能监测多个土壤深度点的土壤三参数，提高了包气带水热监测精度。
4：数据采集主机采用CR1000型数据采集器，该数据采集器集成有电流、电压采集接口，CR1000支持几乎各种类型的传感器数据采集，无需额外外接数据采集板，测量方式简单可靠。
5：包气带水热监测数据，能够通过无线发送模块远程发动至监测终端进行实时分析并处理，无需现场监控。
6：通过设置太阳能供电系统，为蓄电池进行供电，蓄电池为该监测装置的各个模块提供了电源，保证野外测量时的自动供电。
附图说明
图1为本实用新型装置的硬件连接示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种包气带水热监测装置，包括传感器部分1、数据采集主机2、太阳能供电系统3。
所述传感器部分1包括：
土壤三参数传感器11，用于监测土壤体积含水量、电导率、温度；
热通量板12，用于测量流过土壤中的热量；
水位传感器13，用于测量地下水水位；
所述土壤三参数传感器11、热通量板12、水位传感器13均连接数据采集主机2，所述传感器部分1、数据采集主机2均连接太阳能供电系统3。
所述土壤三参数传感器11为多个，由上至下分布设置在包气带A内，能够监测不同土壤深度点的土壤体积含水量、电导率、温度三参数。
所述土壤三参数传感器11采用CS655型土壤水分温度电导率传感器，该传感器连接
数据采集主机2的SDI-12数据采集接口22。CS655型土壤水分温度电导率传感器可精确测量水分含量，不需对特定土壤进行标定。水分含量由介电常数计算得来。土壤电导率由信号衰减值计算得来。土壤温度由热敏电阻测量。供电方式：6 ~ 18 VDC，操作温度：-10~ 70°C；输出信号：SDI-12。
所述热通量板12采用HFP01型热通量板，其输出为mv级电压信号。该热通量板连接数据采集主机2的电压采集接口23。HFP01型热通量板输入电压：9~15VDC，量程：2000~2000W/m2；工作温度：-30℃~70℃。
所述水位传感器13采用PTG708F绝压压力传感器，其输出信号为4-20mA的电流信号，该传感器连接电流采集接口21。供电电压: 24DCV(9～36DCV)；量程: -100KPA～-5KPA～100KPA～1000KPA～5000KPA。
所述数据采集主机2为CR1000型数据采集器， CR1000型数据采集器包含测量主控单元24和接线面板，主控单元24与无线发送模块25连接。接线面板集成有电流采集接口21、SDI-12数据采集接口22、电压采集接口23。主控单元24很容易与接线面板断开，在野外不需要对传感器进行再连线，就可以更换主控单元24、接线面板。主控单元24采用H8S Hitachi微型控制器。
所述无线发送模块25与监测终端无线通讯连接。监测终端采用PC机，CR1000型数据采集器与PC机 之间的通讯可以通过多种方式进行，包括：直接通讯，以太网接口(NL100, NL115, NL120)，多子站总线 modem等。
所述太阳能供电系统3包括太阳能控制器31、太阳能板32、蓄电池33；蓄电池33连接太阳能控制器31，太阳能控制器31连接太阳能板32。蓄电池33为土壤三参数传感器11、热通量板12、水位传感器13、主控单元24等提供电源。
蓄电池33采用2V 铅酸储能型蓄电池，太阳能板32、蓄电池33、太阳能控制器31的充电放电工作原理，参照中国专利“一种太阳能蓄电池充放电控制器”（申请号：201320707268.X；授权公告号 CN 203589779 U）中记载的太阳能供电技术方案。
为了便于安装携带和检修拆卸，优选方案：CR1000型数据采集器、蓄电池33、太阳能控制器31安装在一个机箱内，使得该装置安装方便，适合野外作业。
实施步骤：
在包气带A内由上至下埋设多个土壤三参数传感器11，对包气带A钻孔，使得地下水面的饱和水带露出，将水位传感器13置于钻孔B内的饱和水带中，启动本实用新型监测装置，CS655型土壤水分温度电导率传感器监测土壤体积含水量，电导率和温度三参数；HFP01型热通量板测量流过土壤中的热量；水位传感器13测量饱和水带水位。监测数据通过采集接口输入至主控单元24，主控单元24将处理后的监测数据通过无线远程方式发动到监测终端，并对数据进行实时存储。通过监测终端，研究人员能观测包气带水热运移机理各种关键数据。太阳能供电系统3为本实用新型监测装置提供工作所需的电源，使得本实用新型监测装置实现无人值守情况下的野外作业。
Claims (8)
1.一种包气带水热监测装置，包括传感器部分（1）、数据采集主机（2）、太阳能供电系统（3），其特征在于：
所述传感器部分（1）包括：
土壤三参数传感器（11），用于监测土壤体积含水量、电导率、温度；
热通量板（12），用于测量流过土壤中的热量；
水位传感器（13），用于测量地下水水位；
所述土壤三参数传感器（11）、热通量板（12）、水位传感器（13）均连接数据采集主机（2），所述传感器部分（1）、数据采集主机（2）均连接太阳能供电系统（3）。
2.根据权利要求1所述一种包气带水热监测装置，其特征在于：所述土壤三参数传感器（11）为多个，由上至下分布设置在包气带（A）内。
3.根据权利要求1所述一种包气带水热监测装置，其特征在于：所述土壤三参数传感器（11）采用CS655型土壤水分温度电导率传感器，该传感器连接数据采集主机（2）的SDI-12数据采集接口（22）。
4.根据权利要求1所述一种包气带水热监测装置，其特征在于：所述热通量板（12）采用HFP01型热通量板，该热通量板连接数据采集主机（2）的电压采集接口（23）。
5.根据权利要求1所述一种包气带水热监测装置，其特征在于：所述水位传感器（13）采用绝压压力传感器，该传感器连接电流采集接口（21）。
6.根据权利要求1所述一种包气带水热监测装置，其特征在于：所述数据采集主机（2）为CR1000型数据采集器，该数据采集器包括主控单元（24），所述主控单元（24）连接无线发送模块（25）。
7.根据权利要求6所述一种包气带水热监测装置，其特征在于：所述无线发送模块（25）与监测终端无线通讯连接。
8.根据权利要求1所述一种包气带水热监测装置，其特征在于：所述太阳能供电系统（3）包括太阳能控制器（31）、太阳能板（32）、蓄电池（33）；蓄电池（33）连接太阳能控制器（31），太阳能控制器（31）连接太阳能板（32）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921491015.7U CN210834900U (zh) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 一种包气带水热监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921491015.7U CN210834900U (zh) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 一种包气带水热监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210834900U true CN210834900U (zh) | 2020-06-23 |
Family
ID=71263629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921491015.7U Active CN210834900U (zh) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 一种包气带水热监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210834900U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113325162A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-08-31 | 长安大学 | 一种基于互联网的包气带土壤水-气-热数据采集系统 |
-
2019
- 2019-09-09 CN CN201921491015.7U patent/CN210834900U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113325162A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-08-31 | 长安大学 | 一种基于互联网的包气带土壤水-气-热数据采集系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207423248U (zh) | 一种农田浅层地下水位、水质在线监测及自动取样系统 | |
| CN102607498B (zh) | 冻土及干土层测量传感器 | |
| CN101498598A (zh) | 大坝无线式安全监测系统 | |
| CN203038449U (zh) | 一种能耗数据采集器 | |
| CN202511782U (zh) | 冻土及干土层测量传感器 | |
| CN203287071U (zh) | 供水仪表数据采集终端 | |
| CN108931624A (zh) | 监控土壤环境质量的户外土壤定点监测仪 | |
| CN107045004A (zh) | 一种分体式参数水质监测系统 | |
| CN210834900U (zh) | 一种包气带水热监测装置 | |
| CN202512418U (zh) | 一种分布式综合生态环境监测站 | |
| CN203241081U (zh) | 基于Zigbee与GPRS的水利监测系统 | |
| CN202049013U (zh) | 一种洪水测报装置 | |
| CN205691088U (zh) | 一种冻土深度传感器 | |
| CN109540197A (zh) | 地下水远程监测装置及具有其的地下水监测系统 | |
| CN201611343U (zh) | 一种基于wsn的海参养殖水质监测系统 | |
| CN206564571U (zh) | 一种光伏汇流装置 | |
| CN108106661B (zh) | 野外空气、二氧化碳气体浓度及环境参数的自动监测装置 | |
| CN215727476U (zh) | 土壤含水率实时检测装置 | |
| CN210243837U (zh) | 一种淤泥沉积在线监测系统 | |
| CN214407823U (zh) | 浅层地热温度数据采集装置 | |
| CN209230862U (zh) | 一种基于NBIoT网络的智能压力监测装置 | |
| CN204804816U (zh) | 一种油田钻机安全综合参数仪 | |
| CN211014241U (zh) | 一种基于嵌入式的水质监测装置 | |
| CN203812059U (zh) | 远程测控终端装置 | |
| CN203025913U (zh) | 一种基于弱磁传感器的山体滑坡无线网络监测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |