CN212807749U - 一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，涉及岩溶动力系统技术领域。本实用新型包括主体，主体包括水化学记录模块、滴率测定模块、自动取样模块和信息记录器，水化学记录模块包括滴水收集器和监测探头，滴率测定模块包括收集盒、翻斗和数据记录器，自动取样模块包括取样器和控制板，通过设置水化学记录模块、滴率测定模块、自动取样模块和信息记录器，达到能高分辨率地连续自动监测洞穴滴水的水化学变化过程，获取长时间尺度的数据，分析其机理以及连续自动取样的效果。

Description

一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置

技术领域

本实用新型属于岩溶动力系统技术领域，特别是涉及一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置。

背景技术

洞穴滴水在古环境重建和岩溶表层带研究中占有重要地位，监测滴水的水化学成分、同位素组成等对研究岩溶表层带(饱气带)与环境的响应(如气温、降雨)至关重要，形成洞穴的基岩由于岩性、构造的差异，往往形成裂隙和管道。降雨经过土壤入渗后进入下部的基岩后，沿着裂隙或管道，形成洞穴滴水点。不同来源的滴水具有不同的水文水化学特征和同位素组成：裂隙滴水点由于其主要来源于土壤孔隙和基岩裂隙，水岩相互作用时间长，滴速(滴水速率)较慢，变化较小，流量稳定，水化学成分一般过饱和，滴水进入洞穴后，一般迅速脱气，在地面上的滴水点往往形成石笋；而管道型滴水点主要来源于基岩中的溶蚀管道，汇水比较集中，水岩相互作用过程短，受降雨影响大，滴速变化大，流量不稳定，雨季最大流量比平均流量大10倍以上，形成快速流，而枯季时甚至断流。限于研究手段，传统对洞穴滴水的研究，采用定期人工取样、现场测试水化学参数和计时测量滴水速率的方法。这种方法的主要缺陷在于人工劳动强度大、费时费力，对于比较偏远的研究点来说，由于交通的限制，过密的监测间隔不太容易实现，能够获得的监测数据有限。由于岩溶洞穴系统对环境的敏感性和滴水的特殊性，过少的数据其代表性也不是太好，因而迫切需要一种能够高分辨率监测记录滴水水化学参数，并根据需要自动进行取样的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，解决现有的人工操作难度大，费时费力的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，包括主体，所述主体包括水化学记录模块、滴率测定模块、自动取样模块和信息记录器；

所述水化学记录模块包括滴水收集器和监测探头，所述滴水收集器包括收集漏斗和收集管，所述收集漏斗位于主体外表面，所述收集管位于主体内部，所述收集漏斗底部的漏口与收集管相通，所述监测探头位于收集管内部，所述监测探头通过数据线与信息记录器连接，通过收集漏斗收集的水滴进入收集管，位于收集管内部的监测探头可以进行工作，进行信息收集，并且传送到信息记录器内记录；

所述滴率测定模块包括收集盒、翻斗和数据记录器，所述收集盒外表面设有贯穿孔，所述贯穿孔通过管道连接与主体外表面相通，将收集到多余的水滴排出主体外面，所述收集盒与收集管之间通过软管连接，所述翻斗通过转轴安装在收集盒内对应所述软管的位置处，所述收集盒内部设有干簧管，所述翻斗上设有与干簧管相对应的磁钢，所述翻斗在翻转后穿过干簧管，所述磁钢产生开关脉冲信号，激活数据记录器，将单位时间内的所述脉冲信号数换算成洞穴滴水的速率或流量，所述数据记录器通过数据线与信息记录器连接；

所述自动取样模块包括取样器、控制板和若干腔室，所述取样器一端设有管道在收集盒内部，所述取样器另一端与腔室连接，所述控制板与取样器连接，通过控制板调整好自动收集的时间，控制取样器工作，使取样器按照规定的时间进行取样，放入不同的腔室内，方便后期取样，所述控制板在主体外表面。

进一步地，所述监测探头包括pH值监测器、温度监测器和电导率监测器。

进一步地，所述主体外表面设有取样口，所述取样口与腔室相通，可以在后期方便取出收集的样品。

进一步地，所述收集漏斗外表面设有防尘盖，可以在不用的时候防止污渍进入。

进一步地，所述主体内部设有储电池，所述控制板、数据记录器、取样器、信息记录器和监测探头通过储电池提供电能。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过设置水化学记录模块、滴率测定模块、自动取样模块和信息记录器，达到能高分辨率地连续自动监测洞穴滴水的水化学变化过程，获取长时间尺度的数据，分析其机理以及连续自动取样的效果。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置结构示意图；

图2为图1正视结构示意图；

图3为图2处A的结构放大示意图；

图4为储电池供电分布图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、主体；2、水化学记录模块；201、滴水收集器；202、监测探头；203、收集漏斗；204、收集管；3、滴率测定模块；301、收集盒；3011、贯穿孔；302、翻斗；303、数据记录器；304、软管；305、转轴；306、干簧管；307、磁钢；4、自动取样模块；401、取样器；402、控制板；403、腔室；5、信息记录器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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实用新型的限制。

请参阅图1-4所示，本实用新型为一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，包括主体1，主体1包括水化学记录模块2、滴率测定模块3、自动取样模块4和信息记录器5；

水化学记录模块2包括滴水收集器201和监测探头202，滴水收集器201包括收集漏斗203和收集管204，收集漏斗203位于主体1外表面，收集管204位于主体1内部，收集漏斗203底部的漏口与收集管204相通，监测探头202位于收集管204内部，监测探头202通过数据线与信息记录器5连接，通过收集漏斗203收集的水滴进入收集管204，位于收集管204内部的监测探头202可以进行工作，进行信息收集，并且传送到信息记录器5内记录；

滴率测定模块3包括收集盒301、翻斗302和数据记录器303，收集盒301外表面设有贯穿孔3011，贯穿孔3011通过管道连接与主体1外表面相通，将收集到多余的水滴排出主体1外面，收集盒301与收集管204之间通过软管304连接，翻斗302通过转轴305安装在收集盒301内对应软管304的位置处，收集盒301内部设有干簧管306，翻斗302上设有与干簧管306相对应的磁钢307，翻斗302在翻转后穿过干簧管306，磁钢307产生开关脉冲信号，激活数据记录器303，将单位时间内的脉冲信号数换算成洞穴滴水的速率或流量，数据记录器303通过数据线与信息记录器5连接；

自动取样模块4包括取样器401、控制板402和若干腔室403，取样器401一端设有管道在收集盒301内部，取样器401另一端与腔室403连接，控制板402与取样器401连接，通过控制板402调整好自动收集的时间，控制取样器401的工作，使取样器401按照规定的时间进行取样，放入不同的腔室403内，方便后期取样，控制板402在主体1外表面。

监测探头202包括pH值监测器、温度监测器和电导率监测器。

主体1外表面设有取样口，取样口与腔室403相通，可以在后期方便取出收集的样品。

收集漏斗203外表面设有防尘盖，可以在不用的时候防止污渍进入。

主体1内部设有储电池，控制板、数据记录器303、取样器401、信息记录器5和监测探头202与储电池电性连接。

本实用新型在实际情况中，采用SP型号储电池、CSK6-YKW数据记录器、AT45DB081A-RC型号信息记录器、LOHANDBIOLOGICAL型号检测探头和LB-8000F型号取样器，具体操作时，将主体1放入在洞穴内，设有收集漏斗203的一面放在滴水的洞顶下方，收集漏斗203开始收集水滴，水滴进入收集管204，监测探头202进行水化学数据分析，所得数据通过数据线记录在信息记录器5内，然后水滴通过软管304进入到收集盒301内部，落入翻斗302内，在积累到一定数量后，翻斗302发生翻转。带动磁钢307转动穿过干簧管306产生开关脉冲信号，激活数据记录器303，将将单位时间内的所述脉冲信号数换算成洞穴滴水的速率或流量，然后将所得数据通过数据线传送到信息记录器5内保存，通过控制板403设置规定的取样时间，控制取样器401工作，得到不同时间段的样品，然后收集盒301内多余的水滴通过贯穿孔3011流出主体1。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，包括主体(1)，其特征在于：所述主体(1)包括水化学记录模块(2)、滴率测定模块(3)、自动取样模块(4)和信息记录器(5)；

所述水化学记录模块(2)包括滴水收集器(201)和监测探头(202)，所述滴水收集器(201)包括收集漏斗(203)和收集管(204)，所述收集漏斗(203)位于主体(1)外表面，所述收集管(204)位于主体(1)内部，所述收集漏斗(203)底部的漏口与收集管(204)相通，所述监测探头(202)位于收集管(204)内部，所述监测探头(202)通过数据线与信息记录器(5)连接；

所述滴率测定模块(3)包括收集盒(301)、翻斗(302)和数据记录器(303)，所述收集盒(301)外表面设有贯穿孔(3011)，所述贯穿孔(3011)通过管道连接与主体(1)外表面相通，所述收集盒(301)与收集管(204)之间通过软管(304)连接，所述翻斗(302)通过转轴(305)安装在收集盒(301)内对应所述软管(304)的位置处，所述收集盒(301)内部设有干簧管(306)，所述翻斗(302)上设有与干簧管(306)相对应的磁钢(307)，所述翻斗(302)在翻转后穿过干簧管(306)，所述磁钢(307)产生开关脉冲信号，激活数据记录器(303)，将单位时间内的所述脉冲信号数换算成洞穴滴水的速率或流量，所述数据记录器(303)通过数据线与信息记录器(5)连接；

所述自动取样模块(4)包括取样器(401)、控制板(402)和若干腔室(403)，所述取样器(401)一端设有管道在收集盒(301)内部，所述取样器(401)另一端与腔室(403)连接，连接，所述控制板(402)与取样器(401)连接,所述控制板(402)在主体(1)外表面。

2.根据权利要求1所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，其特征在于，所述监测探头(202)包括pH值监测器、温度监测器和电导率监测器。

3.根据权利要求1所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，其特征在于，所述主体(1)外表面设有取样口，所述取样口与腔室(403)相通。

4.根据权利要求1所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，其特征在于，所述收集漏斗(203)外表面设有防尘盖。

5.根据权利要求1所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，其特征在于，所述主体(1)内部设有储电池，所述控制板(402)、数据记录器(303)、取样器(401)、信息记录器(5)和监测探头(202)与储电池电性连接。

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