多深度河床沉積物溫度同步測定裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于河床飽和穩定條件下的多深度河床沉積物溫度同步測定裝置。
【背景技術】
[0002]河流與地下水是水資源系統中的兩個重要組成部分，彼此相互作用，相互影響著水量和水質。隨著人們對水資源需求量的增長以及供水不確定性因素的增加，迫切需要將河流與地下水作為統一的水資源體系加以利用。因此，為了實現對河流-地下水系統的科學管理與持續利用，需要對河水-地下水相互作用進行深入研究。
[0003]研究表明，河流與地下水相互作用發生在河床表面以下或側向多孔滲透區內，稱之為潛流帶。在潛流帶，河水與地下水水量相互交換，稱之為潛流帶水交換。潛流帶水交換是影響河水與地下水水質的主要驅動力之一。河水中的污染物可能會進入潛流帶的沉積物中，同樣潛流帶沉積物中的污染物釋放可能會引起河水的再次污染，即河流二次污染。甚至陸源污染徹底消除，但河流水質仍然會因來自潛流帶的污染物而受到嚴重污染。這充分說明潛流帶河水-地下水交換對于河流生態系統健康產生重要影響，研究潛流帶水交換過程是十分必要的，已成為流域生態學研究的熱點和難點問題，這不僅是科學研究者所面臨的新挑戰，而且也是管理者迫切需要解決的新問題。
[0004]河流與地下水相互作用測量方法概括起來主要有:滲透系數法，水力梯度法，水量平衡法，同位素或溶質示蹤法，數學模擬，溫度梯度法。這些研究河水與地下水水量交換常用的測量方法是基于水力傳導基礎上的，而水力傳導因不同測試點位介質滲透性差異較大，其測試結果的不確定性高，相比之下，地下水和地表水之間的水量交換過程和流動路徑的空間變動的研究需要較高空間分辨率的測試方法。熱可以作為示蹤劑，可以來研究河流-地下水相互作用。應用河床沉積物溫度梯度來計算滲流量的理論體系已得到完善。通過河水、潛流帶、地下水溫度分布可以計算滲流量。這種基于熱擴散對流的不同深度溫度測定方法在測定滲流量上具有成本低、效益高、相對快速、準確和可靠的特性，研究的空間分辨率較高，可以反映出從厘米級到米級不同空間尺度的水文特征。同時，由于溫度易受晝夜和季節性變化影響，具有明顯時間尺度優勢。因此，溫度梯度法在揭示潛流帶水文聯通性的水量交換方式及其滲流量的定量研究中具有很好的應用價值。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種較為簡便的同步采集河床潛流帶不同深度沉積物溫度的裝置，解決現有測量裝置限制條件多、成本高、程序復雜的不足，為研究河床潛流帶水交換提供新的手段。
[0006]本實用新型實現過程如下:
[0007]一種多深度河床沉積物溫度同步測定裝置:側部開有多個進水孔(7)的空心溫度測定棒(6)與上端的敲擊頭(3)通過多組延長桿(4)連接；溫度測定棒(6)內固定有空心不銹鋼內桿(16)，多個溫度傳感器(18)固定在內桿(16)中并通過防水線纜(2)將信號輸出到記錄儀(1);溫度測定棒(6)下端固定有鉆頭(8)。
[0008]所述多個進水孔(7)為4-10個；多個溫度傳感器(18)為4_10個；多組延長桿(4)為2-5組。
[0009]所述進水孔(7 )與溫度傳感器(18 )位置對應，溫度傳感器(18 )測定進入該進水孔
(7)水位的溫度；溫度測定棒(6)外壁刻有刻度。
[0010]敲擊頭(3)上端為敲擊面(11)，側面設有防水線纜出口(12)，敲擊頭(3)與延長桿
(4)通過連接外螺紋(13)與連接內螺紋(14)連接固定。防水線纜(2)經由一端封閉側邊開孔的敲擊頭(3 )引出與記錄儀(1)連接，電池(9 )為記錄儀(1)提供電源。
[0011]多根延長桿(4)通過螺紋連接，適用于不同水深環境。
[0012]所述的溫度傳感器(18)為鉑電阻傳感器，A級，精度達0.065°C，輸出為PT100阻值信號，溫度傳感器為7個，在不銹鋼內桿上分布位置從底端開始依次為0.00m,0.20m、0.35m、0.50m、0.60m、0.70m、0.80m，能同步測量 0.00m、0.20m、0.35m、0.50m、0.60m、0.70m、0.80m深度河床沉積物溫度。
[0013]每個溫度傳感器均帶有防水線纜，傳感器焊接于不銹鋼內桿上并包有外殼，材質為不銹鋼，焊接點耐壓50公斤，外殼耐壓300公斤，傳感器殼體防水性能良好，達到防護等級IP6要求。
[0014]本技術具有以下積極的效果:
[0015]1)本實用新型由溫度測定棒、無紙記錄儀、供電電池組成，重量較輕，能同時采集、存儲、顯示、分析多深度河床潛流帶沉積物溫度數據，便于野外操作；
[0016]2)本實用新型頂端經過加固處理，有效保護了絕緣數據線，延長了溫度同步測定技術裝置的使用壽命；
[0017]3)本實用新型有效的節省了野外實驗的時間，節省了野外實驗人員的體能，具有結構簡單、操作方便、測試效率高的優點。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型敲擊頭結構剖面示意圖；
[0020]圖3為本實用新型延長桿結構剖面示意圖；
[0021]圖4為本實用新型溫度測定棒剖面示意圖；
[0022]圖中:1.記錄儀；2.防水線纜；3.敲擊頭；4.延長桿；5.密封圈；6.溫度測定棒；7.進水孔；8.鉆頭；9.電池；10.電線；11.敲擊面；12.防水線纜出口 ；13.連接外螺紋；14.連接內螺紋；15.內桿固定螺栓；16.內桿；17.內桿密封圈；18.溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。
[0024]選用不鎊鋼Φ 10mm，長 lm 鋼管，從底端開始 0mm、200mm、350mm、500mm、600mm、700mm,800mm處鋼管內安裝溫度傳感器(18)，并用7m長三色(紅白藍)防水線纜(2)連接，安裝完后在上下兩端口加裝內桿密封圈(17)作為內桿(16)。
[0025]選用Φ 40mm、長2米不銹鋼鋼管，下面焊接同樣大小5cm長實心不銹鋼鉆頭(8)，上端開3cm長的內螺紋，為了便于熱傳導溫度快速平衡，從鉆頭上方開始0mm、200mm、350mm、500mm、600mm、700mm、800mm處，在鋼管壁開5mm直徑大小的進水孔(7)，以便水能進入，同時把內桿(16)固定于鋼管內壁開孔的一側，同時在鋼管外壁從0mm處開始向上刻劃lcm間隔的刻劃，用于測量深度，作為溫度測定棒(6)。
[0026]選用Φ 40mm、長10cm不銹鋼鋼管，一端用5mm厚不銹鋼板封口，一端開2cm長的外螺紋，能與溫度測定棒上端內螺口吻合，并加橡膠密封圈(5)，在離上端2cm處開直徑lcm孔，并焊接長2cm長不銹鋼鋼管，作為敲擊頭(3 )。
[0027]為了便于在水較深的地方能使用該裝置，設計lm、2m長的加長鋼管，選用Φ 40mm、長lm、2m不等的不銹鋼鋼管，一端開3cm長的內螺紋，一端開2cm長外螺紋，作為延長桿⑷。
[0028]操作時，將電纜從敲擊頭中穿出后，將敲擊頭與溫度測定棒連接，同時電纜連接到無紙記錄儀，將溫度測定棒打入河床中，并保證最上端溫度傳感器與河床表面等高，將24v電池連接到無紙記錄儀，即可開始工作。
[0029]無紙記錄儀，可以設置時間參數、采用間隔，設置溫度修正量，并自動保存數據，方便導入，同時能顯示實時溫度、溫度曲線等。
【主權項】
1.一種多深度河床沉積物溫度同步測定裝置，其特征在于:側部開有多個進水孔(7)的空心溫度測定棒(6)與上端的敲擊頭(3)通過多組延長桿(4)連接；溫度測定棒(6)內固定有空心不銹鋼內桿(16)，多個溫度傳感器(18)固定在內桿(16)中并通過防水線纜(2)將信號輸出到記錄儀(1);溫度測定棒(6)下端固定有鉆頭(8)。2.根據權利要求1所述的多深度河床沉積物溫度同步測定裝置，其特征在于:進水孔(7)與溫度傳感器(18)位置對應，溫度傳感器(18)測定進入該進水孔(7)水位的溫度。3.根據權利要求1所述的多深度河床沉積物溫度同步測定裝置，其特征在于:溫度測定棒(6)外壁刻有刻度。4.根據權利要求1所述的多深度河床沉積物溫度同步測定裝置，其特征在于:敲擊頭(3)上端為敲擊面(11)，側面設有防水線纜出口(12)，敲擊頭(3)與延長桿(4)通過連接外螺紋(13)與連接內螺紋(14)連接固定。5.根據權利要求1所述的多深度河床沉積物溫度同步測定裝置，其特征在于:所述的溫度傳感器(18)為鉑電阻傳感器，精度達0.065°C，能同步測量0.00m、0.20m、0.35m、0.50m、0.60m、0.70m、0.80m深度河床沉積物溫度。6.根據權利要求1所述的多深度河床沉積物溫度同步測定裝置，其特征在于:多根延長桿(4 )通過螺紋連接，適用于不同水深環境。
【專利摘要】本實用新型公開了一種多深度河床沉積物溫度同步測定裝置，側部開有多個進水孔的空心溫度測定棒與上端的敲擊頭通過多組延長桿連接；溫度測定棒內固定有空心不銹鋼內桿，多個溫度傳感器固定在內桿中并通過防水線纜將信號輸出到記錄儀；溫度測定棒下端固定有鉆頭。本裝置兼具準確獲取數據和操作簡便的優點，克服了傳統河床沉積物溫度測試方法成本高不便野外測量的缺點，延長了設備的使用壽命，提高了野外數據的，節省了野外實驗人員的體能。
【IPC分類】G01K13/10
【公開號】CN204964068
【申請號】CN201520521583
【發明人】宋進喜, 龍永清, 張楠
【申請人】西北大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年7月17日