一种地下水渗透流速智能测量装置制造方法及图纸

一种地下水渗透流速智能测量装置，包括探头和智能终端设备，探头包括 测量/控制组件、投源器和通讯接口，测量/控制组件包括NaI晶体、光电倍增 管和控制电路，光电倍增管、投源器和通讯接口分别与所述的控制电路连接； 探头通过通讯接口与蓝牙无线通讯装置连接，蓝牙无线通讯装置以蓝牙通讯方 式与智能终端设备连接。本发明专利技术装置测量精度和工作效率高，大大减少放射性 源的使用，既有效保护环境，又减少射线对人体的损伤。探头上的整体设计， 减少了探头接口，有效保障仪器在测井中安全稳定工作。投源器的对称出源设 计，可达到均匀投源的目的。基于蓝牙技术的无线控制和便携设备的应用，简 化了设备，更易于在野外作业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地下水动力学测量
，涉及一种地下水渗透流速测量装置。
技术介绍
对于地下水渗透流速的测量，其测量方法是在测井中投入放射源，通过射 线传感元件记录射线强度，测定不同时刻测井内的放射源强度后，利用不同时 刻测井内放射源强度和点稀释定理求得地下水渗透流速。现有技术中常用基于 盖革管作为传感元件的测渗系统。盖革管根据射线对气体的电离作用制成，通 常的结构是在密闭的玻璃管内以金属丝为阴极，在玻璃管的另一端以金属盖为 阳极，玻璃管内充满惰性气体。当射线进入玻璃管内，会使惰性气体发生电离， 产生瞬时脉冲电压，因此可以根据一定时间内产生脉冲电压的次数记录射线强 度。对于利用盖革管作为射线传感元件的地下水渗透流速测量装置，为测量测井内的放射源强度，首先射线须穿透玻璃管；其次射线须电离惰性气体以产生 脉冲电压，因此其工作效率较低。同时，为了减少射线进入盖革管时的能量损 失，玻璃管壁都非常薄，极易破碎，容易造成仪器的损坏。再者，现有的地下 水渗透流速测量装置中，探头分成探测、电路控制、投源器等相互隔离的部分， 有多个接缝都需要做密封处理，密封过程复杂，且有一处密封出现问题都会引 起系统瘫痪，易带来探头漏水而无法工作等问题；投源器采用单孔出源结构， 容易导致投源不均的现象。另外，现有的测量装置仪器笨重，携带非常不方便， 不易于野外作业。本专利技术的目的在于提供一种地下水渗透流速智能测量装置，能克服上述基 于盖革管射线传感器的测渗系统的缺陷，解决现有设备工作效率低、测量精度 和可靠性低、仪器稳定性和便携性差等问题，同时减少放射源的使用，是一种 安全、可靠、操作简便且便于携带，又能保证测量精度的地下水渗透流速智能 测量系统。本专利技术的技术解决方案如下一种地下水渗透流速智能测量装置，包括探头和智能终端设备，其特征在 于所述探头包括测量/控制组件、投源器和通讯接口，测量/控制组件包括Nal 晶体、光电倍增管和控制电路，采用NaI晶体为射线传感器并设置于光电倍增 管前端，光电倍增管与控制电路连接；投源器和通讯接口分别与测量/控制组 件内的控制电路连接；所述的探头通过通讯接口与蓝牙无线通讯装置连接，蓝牙无线通讯装置以 蓝牙通讯方式与智能终端设备连接。本专利技术的智能测量装置测量地下水渗透流速的方法，是在测井中投入放射 源，投源的方法有点投和整孔标记两种方法，由测量/控制组件记录放射源的 射线强度，即Nal晶体受到射线激发发出光子，光电倍增管接收光子并放大， 控制电路根据光电倍增管电压变化确定射线强度；测定出不同时刻测井内的放 射源强度后，由蓝牙无线通讯装置将数据发送至智能终端设备，由智能终端设 备保存并进行处理。所述的测量/控制组件中，Nal晶体、光电倍增管和控制电路都置于探头内 部，设计为固定连接并形成整体结构所述的测量/控制组件内的控制电路与光电倍增管、投源器和通讯接口连 接，可由单片微型计算机系统组成，探头中投源操作、数据测量、采集以及通 讯由单片微型机控制。所述探头内部设有电源提供探头所需的电能，并提供光电倍增管工作所需 的高压。所述的通讯接口与蓝牙无线通讯装置之间由通讯电缆连接，如实施例中所采用的2芯电缆，电缆能承受50kg的拉力，控制电路通过RS-485通讯方式将 数据发送到蓝牙无线通讯装置。探头所采集的数据通过通讯接口由蓝牙无线通讯装置发送至智能终端设 备，智能终端设备保存并进行数据处理，并对装置进行控制。所述的智能终端 设备为带有操作系统的智能终端设备，如微型计算机或笔记本电脑，优选基于 内嵌操作系统的便携设备。所述的智能终端设备功能结构上包括投源模块、测 量模块和数据处理模块。其中，投源模块主要功能是启动/关闭投源器；测量 模块主要功能启动/关闭测量/控制组件，接收/保存经蓝牙发送到智能终端系统 的测量数据；数据处理模块主要功能是，处理接收到的数据，输出流速值及流 速随深度变化图等测量结果。除采用现有各种投源器外，本专利技术的测量装置还对投源器进行双出源口优 化设计，以对称投源的方式达到均匀标记测井内水体的目的。所述的投源器分 为隔离的动力腔和投源腔，动力腔和投源腔由连动设备连接，动力腔内电机驱 动连动设备工作，连动设备带动投源腔内螺旋桨转动；在投源腔对称的位置布 置两个投源口。投源时启动电机带动动力腔内连动设备，投源腔内螺旋桨在连 动设备带动下转动，投源腔体内的放射源受到压力作用从对称的出源口出源， 实现双出源口对称投源方式。本专利技术的地下水渗透流速智能测量装置，光电倍增管比盖革管射线传感器 更灵敏，测量精度更高，使用少量放射源即可完成地下水流速测量；仪器工作 效率高，可减少放射性源的使用量，不仅更有效的保护了环境，同时也减少了 射线对人体的损伤。探头设计上测量和控制电路的整体设计，减少了探头接口， 大大降低了仪器探头进水的概率，更实现了仅利用带有操作系统的智能终端设 备取代现有技术中仪器箱加笔记本电脑的模式，大大简化了仪器设备，提高了 地下水渗透流速智能测量系统的便携性，更易于在野外作业。投源器的双出源 口设计，通过对称投源的方式达到均匀标记测井内水体的目的，测量数据更可 靠。总之，本专利技术能提高仪器工作效率，减少放射源的使用，提高仪器的安全 可靠性以及便携性。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。本专利技术的保护范围 并不以具体实施方式为限，而是由权利要求的范围加以限定。附图说明图1是本专利技术中探头的模块结构示意图 图2是本专利技术中探头的内部结构示意图 图3是本专利技术中智能终端设备的功能模块图 图4是本专利技术智能测量装置的操作流程图 图5是本专利技术用于野外测量的工作示意图 图6是本专利技术用于野外测量的工作流程图 图7是投源器结构示意图图中1是探头内的测量/控制组件、2是Nal晶体、3是光电倍增管、4 是控制电路、5是电源、6是投源器、7是通讯接口、 8是通讯电缆、9是无线蓝牙通讯装置、IO是智能终端设备、ll是地层、12是测井、21是动力腔、22 是投源腔、23是电机、24是连动设备、25、 26是出源口、 27是螺旋桨。具体实施例方式一种地下水渗透流速智能测量装置，包括探头、蓝牙无线通讯装置9和智 能终端设备10，探头上的通讯接口 7用2芯通讯电缆8 (电缆能承受50kg的 拉力)与蓝牙无线通讯装置9连接，探头和智能终端设备10通过蓝牙无线通 讯装置9进行通讯和数据交换。如图1和图2，探头包括测量/控制组件1、投源器6和通讯接口 7。其结 构是探头内的测量/控制组件1采用Nal晶体2为射线传感器，Nal晶体2固定 在光电倍增管3前面；测量/控制组件内的控制电路4为单片机系统，光电倍 增管3与控制电路4相连并固定在控制电路4的电路板上；因此Nal晶体2、 光电倍增管3和控制电路4固定连接并形成整体结构。投源器6和通讯接口 7 再与测量/控制组件1中的控制电路4连接。电源5提供探头的工作电源，其 中光电倍增管3工作的高压，由电源5经逆变、放大和整流等过程将直流电转 换形成，电源5由水银开关控制，探头置于测井内时便自动接通。探头的工作原理是，控制电路4控制探头将投源器6中的放射源注入测井 并启动测量和采集数据，Nal晶体2受到射线激发发出光子，光电倍增管3接 收光子并将信号放大，控制电路4读取光电倍增管3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下水渗透流速智能测量装置，包括探头和智能终端设备，其特征在于：所述探头包括测量／控制组件、投源器和通讯接口，测量／控制组件包括ＮａＩ晶体、光电倍增管和控制电路，采用ＮａＩ晶体为射线传感器并设置于光电倍增管前端，光电倍增管与控制电路连接；投源器和通讯接口分别与测量／控制组件内的控制电路连接；　所述的探头通过通讯接口与蓝牙无线通讯装置连接，蓝牙无线通讯装置以蓝牙通讯方式与智能终端设备连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建生，林统，陈亮，
申请(专利权)人：陈建生，林统，陈亮，
类型：发明
国别省市：84