CN212207335U - 一种智能化土壤渗透水监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能化土壤渗透水监测装置，包括数据采集装置和调控装置，所述数据采集装置包括渗透水容纳装置及分别位于所述容纳装置顶部和侧部的收集装置，所述调控装置控制指定的所述收集装置的实时开启或关闭，以及调整收集部位的面积或角度变化；还包括位于内部的循环清洗装置，使得渗透水被处理用以全方位清洗所述容纳装置以确保样品监测结果的精准性，既能够实时对下渗水和侧渗水或同时原位精准测量，又有效避免了残留渗透水对测量结果的精准性的影响，大大提高了工作效率，提高了测量准确率，降低了作业成本和时间成本，同时能及时把握及处理污染土壤。

Description

一种智能化土壤渗透水监测装置

技术领域

本实用新型涉及土壤检测技术领域，尤其涉及一种智能化土壤渗透水监测装置。

背景技术

土壤是人类赖以生存的极为重要的珍贵自然资源，但是随着我国工、农业的迅速发展，生活垃圾随意丢弃，污水灌溉、尾矿堆积等一系列影响土壤环境安全性问题日益凸显。土壤渗透水是土壤环境监测中一项非常重要的指标，土壤渗透水可以分为下渗水和侧渗水，通过监测渗透水了解和掌握重金属元素和氮、磷等营养元素对地下水和周边土壤或水体环境的影响程度，目前市场上的土壤渗透水监测设施大多为下渗水收集装置，不能直接原位对渗透水进行监测，更不能对下渗水和侧渗水或同时原位精准测量，且渗透水收集装置往往无法避免受到上次残留渗透水的影响，加大了测试误差；如果监测数据精准则需将渗透水样品取出，经过前处理和实验室测试，工作周期长且需要投入大量人工成本，不能实时获得。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种智能化土壤渗透水监测装置，通过对下渗透水与侧渗透水的分别收集监测或同时监测，及通过调控装置的远程控制收集装置实时开启或关闭、监测设备实时监测、循环清洗装置处理渗透水后自我循环清洗以及土壤污染预警装置的预警报告，能够实时对下渗水和侧渗水或同时原位精准测量，且有效避免了残留渗透水对测量结果的精准性的影响，大大提高了工作效率，提高了测量准确率，降低了作业成本和时间成本，同时能及时把握及处理污染土壤。

本实用新型提供的具体技术方案如下：

一种智能化土壤渗透水监测装置，包括数据采集装置和调控装置，所述数据采集装置包括渗透水容纳装置及分别位于所述容纳装置顶部和侧部的收集装置，所述调控装置控制指定的所述收集装置的实时开启或关闭，以及调整收集部位的面积或角度变化；还包括位于内部的循环清洗装置，使得渗透水被处理用以全方位清洗所述容纳装置以确保样品监测结果的精准性。

优选地，所述收集装置包括位于顶部用于收集下渗透水的下渗水收集装置和位于侧部用于收集侧渗透水的侧渗水收集装置，所述收集装置均包含用于过滤渗透水的过滤单元、用于开启或关闭过滤功能的可调挡板及起支撑作用的支撑装置。

优选地，所述下渗水收集装置设有的过滤单元包括由上而下依次设置的逐级过滤层，设有的支撑装置包含气缸，使得所述过滤层的过滤面积大小变化，及所述过滤层形成可大小变化的夹角。

优选地，所述侧渗水收集装置包括由外到内依次设置的逐级过滤层，及在竖直平面滑动以控制过滤面积大小的可调挡板。

优选地，所述容纳装置包括渗透水监测装置、含通气通道的渗透水容纳装置及将所述渗透水处理后用于全方位清洗的循环清洗装置。

优选地，所述渗透水监测装置包括用于盛放下渗透水或侧渗透水的监测仓及传感器，所述传感器包括位于所述监测仓内部的重金属及土壤元素监测器及位于所述监测仓下部的重量传感器。

优选地，所述渗透水容纳装置包括由上而下依次设置的分别与所述下渗水收集装置及所述侧渗水收集装置分别相连通的下渗水容纳单元和侧渗水容纳单元，所述下渗水容纳单元和所述侧渗水容纳单元纵截面均为梯形，使得收集的下渗透水和侧渗透水均自由流入下水管道至下渗水监测仓和侧渗水监测仓。

优选地，所述循环清洗装置包括置于底部将渗透水加热蒸发的加热单元、置于独立空间的冷凝单元及将冷凝液分别喷洒至所述渗透水容纳装置和所述渗透水监测装置的喷洒单元。

优选地，所述调控装置包括传感器控制单元和集成控制单元，所述集成控制单元用于控制所述收集装置的实时开启或关闭，调整收集部位的面积或角度变化，控制所述循环清洗装置的开启或关闭，以及渗透水的排放开启。

优选地，还包括供能装置及预警装置，所述供能装置包括与所述调控装置、所述采集装置相连接的风能发电装置和太阳能发电装置，所述预警装置包括安装在地面高处的摄像头，及用于土壤污染的预警装置。

需要说明的是，下渗水收集装置和侧渗水收集装置可以根据需要分别开启收集，或同时开启收集，可远程通过调控装置调节实现，可按照指定日期进行收集，可分批或集中测试监测。

需要说明的是，所述下渗水容纳单元和所述侧渗水容纳单元纵截面均为梯形，由于倾斜面使收集的下渗透水和侧渗透水通过下斜面自由流经下水管道至下渗水监测仓和侧渗水监测仓中，方便收集，同时使所述下渗水容纳单元和所述侧渗水容纳单元在冲洗后不会留下残液，确保每次收集样本的准确性。

需要说明的是，安装的摄像头为360°广角镜头，可对监测点周边环境和人为活动进行监控，为后期溯源分析提供一手资料，风能发电装置和太阳能发电装置为野外工作提供能源，确保工作的连续性。

需要说明的是，所述与土壤接触的零部件材料均不含重金属，优选采用非金属材料，或对金属材料进行表面处理，确保检测的精准性。

本实用新型的有益效果为：

采用提供一种智能化土壤渗透水监测装置，通过对下渗透水与侧渗透水的分别收集监测或同时监测，及通过调控装置的远程控制收集装置实时开启或关闭、监测设备实时监测、循环清洗装置处理渗透水后自我循环清洗以及土壤污染预警装置的预警报告，能够实时对下渗水和侧渗水或同时原位精准测量，且有效避免了残留渗透水对测量结果的精准性的影响，大大提高了工作效率，提高了测量准确率，降低了作业成本和时间成本，同时能及时把握及处理污染土壤。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型结构方案示意图；

图2是本实用新型侧渗水收集装置结构示意图；

图3是图2的F-F视图；

图4是本实用新型下渗水收集装置结构示意图；

图5是图4的A向展开示意图。

其中：

1—加热器；2—储液缸；3—侧阀门；4—重量传感器；5—下排水仓门；6—重金属及土壤元素监测器；7—下渗水监测仓；8—下渗水通道；9—容纳装置；

10—侧渗水收集装置；100—50目不锈钢网；101—侧渗水可调挡板；102—漏水孔；

11—侧渗水容纳单元；12—可拆卸支撑杆；13—下渗水容纳单元；14—通气管；15—安全操作箱；16—集成控制器；17—通气管控制单元；18—信号器；19—警示灯；20—风车；21—太阳能板；22—摄像头；23—重金属及土壤元素监测控制器；24—重量传感控制器；

25—下渗水收集装置；250—下渗水管；251—调节气缸；252—50目尼龙纱布；253—鹅卵石；

26—下渗水可调挡板；27—储水箱；28—喷头；29—冷凝板；30—侧渗水通道；31—侧渗水监测仓；32—侧排水仓门；33—排出阀；34—定位器；35—下阀门；36—轨道。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

参照图1—图5，本实用新型的实施例：

一种智能化土壤渗透水监测装置，包括数据采集装置、调控装置、供能装置及预警装置。

所述数据采集装置包括下渗水收集装置25和侧渗水收集装置10，所述下渗水收集装置25位于容纳装置9的顶部，所述侧渗水收集装置10位于容纳装置9的侧部，均与容纳装置9内部相通。

优选地，所述侧渗水收集装置10包括由外至内依次排列的50目不锈钢网100、含漏水孔的漏水层102、侧渗水可调挡板101，其中，侧渗水可调挡板101与集成控制器16相连，在所述集成控制器16的控制下沿容纳装置9的侧壁上轨道36滑动，控制50目不锈钢网100与土壤的接触面积，从而控制收集的渗漏水的数量及收集具体位置，且所述侧渗水收集装置10的设置数量及具体位置根据实际需要确定。

所述侧渗水收集装置10收集的渗漏水流入梯形的侧渗水容纳单元11中，经侧渗水通道30自然流入侧渗水监测仓31。

优选地，所述下渗水收集装置25包括由上到下依次排列的大小均匀的鹅卵石253、多层50目尼龙纱布252、及布置在周边与尼龙纱布252连接的作为支撑架的调节气缸251，所述调节气缸251与集成控制器16相连，在所述集成控制器16的控制下通过调节气缸251的伸缩实现过滤面积大小的变化及形所述下渗水收集装置25形成角度ɑ，ɑ的大小可根据伸缩的长短调节，鹅卵石253可放置单层或多层。

所述下渗水收集装置25的开启与关闭均通过所述集成控制器16控制下渗水可调挡板26移动实现，即当需要接收下渗透水时，所述集成控制器16控制下渗水可调挡板26移开，下渗水收集装置25开始接收下渗透水，当不需要接收下渗透水时，控制下渗水可调挡板26关闭下渗水容纳单元13上部开口。

所述下渗水收集装置25收集的渗漏水经下渗水管250流入梯形的下渗水容纳单元13中，经下渗水通道8自然流入下渗水监测仓7。

优选地，所述容纳装置9包括由上而下依次排列的渗透水容纳装置、渗透水监测装置、加热装置及位于一侧部独立空间的冷凝装置。

所述渗透水容纳装置包括由上而下依次排列纵截面均为梯形的下渗水容纳单元13、侧渗水容纳单元11，且所述容纳装置9内设有与地面空气连通的通气管14，以保持正常气压；

所述渗透水监测装置包括侧渗水监测仓31和下渗水监测仓7，所述侧渗水监测仓31和所述下渗水监测仓7内部均装有重金属及土壤元素监测器6，下部均装有重量传感器4，且下端分别设有用于排出渗透水的侧排水仓门32和下排水仓门5，在集成控制器16的控制下，侧排水仓门32可排放侧渗水监测仓31内的渗透水，下排水仓门5可排放下渗水监测仓7内的渗透水；下方装有储液缸2，集成控制器16与所述储液缸2相连，控制所述储液缸2的下阀门35开关，从而控制储液缸2内的渗透水是否流出供所述加热装置加热。重金属及土壤元素监测控制器23、重量传感控制器24分别与所述重金属及土壤元素监测器6、重量传感器4均相连，控制重金属及土壤元素的监测及渗透水重量的监测，其中，可根据重量传感器4的检测结果，控制渗透水的保留量，当渗透水过多时，集成控制器16控制侧阀门3将渗透水排出装置。优选地，所述加热装置包括加热器1，所述加热器1将流出的渗透水加热后产生水蒸气进入冷凝室内遇到冷凝板29后冷却成蒸馏水，蒸馏水分别进入各储水箱27内经喷头28喷洒清洗侧渗水容纳单元11、下渗水容纳单元13及包括下渗水监测仓7、侧渗水监测仓31的整个容纳装置9，清洗后的溶液可以循环使用，当需要排出装置外时通过排出阀33排出；下渗水监测仓7、侧渗水监测仓31内的渗透水可以通过侧阀门3排出。

所述调控装置位于地面上安装的安全操作箱15内，包括用于控制装置开启或关闭的集成控制器16、用于启动或关闭数据检测的重金属及土壤元素监测控制器23和重量传感控制器24；及用于控制通气管14开关的通气管控制单元17，用于信号传输及接收的信号器18，用于测量目标定位的定位器34。

优选地，还包括贯穿于整个容纳装置9的可拆卸支撑杆12，所述可拆卸支撑杆12内安装有传输导线，所述可拆卸支撑杆12上安装有风车20、太阳能板21，确保所述调控装置在野外工作的长期的能源供应，还包括安装在所述可拆卸支撑杆12上用于监测地面检测活动的摄像头22，及用于警示土壤污染的警示灯19。

所述与土壤接触的零部件材料均不含重金属，优选采用非金属材料，或对金属材料进行表面处理，确保检测的精准性。

需要说明的是，下渗水收集装置和侧渗水收集装置可以根据需要分别开启收集，或同时开启收集，可远程通过调控装置调节实现，可按照指定日期进行收集，可分批或集中测试监测。

需要说明的是，所述下渗水容纳单元和所述侧渗水容纳单元纵截面均为梯形，由于倾斜面使收集的下渗透水和侧渗透水通过下斜面自由流经下水管道至下渗水监测仓和侧渗水监测仓中，方便收集，同时使所述下渗水容纳单元和所述侧渗水容纳单元在冲洗后不会留下残液，确保每次收集样本的准确性。

需要说明的是，安装的摄像头为360°广角镜头，可对监测点周边环境和人为活动进行监控，为后期溯源分析提供一手资料，风能发电装置和太阳能发电装置为野外工作提供能源，确保工作的连续性，所述定位装置用于测量目标的定位。

本实用新型的有益效果为：

采用提供一种智能化土壤渗透水监测装置，通过对下渗透水与侧渗透水的分别收集监测或同时监测，及通过调控装置的远程控制收集装置实时开启或关闭、监测设备实时监测、循环清洗装置处理渗透水后自我循环清洗以及土壤污染预警装置的预警报告，能够实时对下渗水和侧渗水或同时原位精准测量，且有效避免了残留渗透水对测量结果的精准性的影响，大大提高了工作效率，提高了测量准确率，降低了作业成本和时间成本，同时能及时把握及处理污染土壤。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能化土壤渗透水监测装置，包括数据采集装置和调控装置，其特征在于，所述数据采集装置包括渗透水容纳装置及分别位于所述容纳装置顶部和侧部的收集装置，所述调控装置控制指定的所述收集装置的实时开启或关闭，以及调整收集部位的面积或角度变化；还包括位于内部的循环清洗装置，使得渗透水被处理用以全方位清洗所述容纳装置以确保样品监测结果的精准性。

2.根据权利要求1所述的智能化土壤渗透水监测装置，其特征在于，所述收集装置包括位于顶部用于收集下渗透水的下渗水收集装置和位于侧部用于收集侧渗透水的侧渗水收集装置，所述收集装置均包含用于过滤渗透水的过滤单元、用于开启或关闭过滤功能的可调挡板及起支撑作用的支撑装置。

3.根据权利要求2所述的智能化土壤渗透水监测装置，其特征在于，所述下渗水收集装置设有的过滤单元包括由上而下依次设置的逐级过滤层，设有的支撑装置包含气缸，使得所述过滤层的过滤面积大小变化，及所述过滤层形成可大小变化的夹角。

4.根据权利要求3所述的智能化土壤渗透水监测装置，其特征在于，所述侧渗水收集装置包括由外到内依次设置的逐级过滤层，及在竖直平面滑动以控制过滤面积大小的可调挡板。

5.根据权利要求4所述的智能化土壤渗透水监测装置，其特征在于，所述容纳装置包括渗透水监测装置、含通气通道的渗透水容纳装置及将所述渗透水处理后用于全方位清洗的循环清洗装置。

6.根据权利要求5所述的智能化土壤渗透水监测装置，其特征在于，所述渗透水监测装置包括用于盛放下渗透水或侧渗透水的监测仓及传感器，所述传感器包括位于所述监测仓内部的重金属及土壤元素监测器及位于所述监测仓下部的重量传感器。

7.根据权利要求6所述的智能化土壤渗透水监测装置，其特征在于，所述渗透水容纳装置包括由上而下依次设置的分别与所述下渗水收集装置及所述侧渗水收集装置分别相连通的下渗水容纳单元和侧渗水容纳单元，所述下渗水容纳单元和所述侧渗水容纳单元纵截面均为梯形，使得收集的下渗透水和侧渗透水均自由流入下水管道至下渗透水监测仓和侧渗透水监测仓。

8.根据权利要求7所述的智能化土壤渗透水监测装置，其特征在于，所述循环清洗装置包括置于底部将渗透水加热蒸发的加热单元、置于独立空间的冷凝单元及将冷凝液分别喷洒至所述渗透水容纳装置和所述渗透水监测装置的喷洒单元。

9.根据权利要求8所述的智能化土壤渗透水监测装置，其特征在于，所述调控装置包括传感器控制单元和集成控制单元，所述集成控制单元用于控制所述收集装置的实时开启或关闭，调整收集部位的面积或角度变化，控制所述循环清洗装置的开启或关闭，以及渗透水的排放开启。

10.根据权利要求9所述的智能化土壤渗透水监测装置，其特征在于，还包括供能装置及预警装置，所述供能装置包括与所述调控装置、所述采集装置相连接的风能发电装置和太阳能发电装置，所述预警装置包括安装在地面高处的摄像头，及用于土壤污染的预警装置。

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