本实用新型专利技术涉及一种以温度为示踪剂的地下水流速流向探测装置，包括一个探测探头，探头一端的中心位置设置一根阻值为２０欧姆的长直电阻丝，电阻丝两端与２５伏稳压直流电源相连接；以电阻丝为中心，在周围半径为２．５厘米的圆周上等间距设置８个高精度温度传感器，温度传感器通过信号线与多路数据采集系统相连，数据采集系统通过数据传输线与微型计算机相连；通过分析同一时刻各传感器测得的温度大小判断地下水的流动方向；通过分析各传感器探测到的温度值随时间的变化曲线计算地下水的流动速度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及的是岩土体地下水流动方向以及地下水流动速度的探测装置，属 于水文地质参数探测装置
技术介绍
现在技术中，常用的地下水流速流向探测方法是钻孔内的单孔示踪试验，是一种 基于单孔稀释理论的流速流向探测方法，在目前地下水流速流向探测中有着广泛的应用， 但是在探测过程中，需要探头位于钻孔中央才能准确测量到流速与流向，而由于探头尺寸 与钻孔大小有着一定的差距，一般在测量过程中都会出现偏心的情况，从而导致测量失真； 并且，为了保障测量结果的准确性，单孔示踪法一般使用放射性同位素作为示踪剂，放射性 同位素的使用会对环境以及试验人员的健康产生危害。在现有的探测装置中，装置的探头 一般较大，以放置所需要的模块，由于探头的作用，地下水会因探头的存在而受到干扰，因 此使探测到的结果产生误差。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提出一种以温度为示踪剂的地下水流速流向探 测装置。其通过给线状热源施加电压使其发热，在热源周围设置温度探头，地下水的流动会 带走热源发出的热量，因此，热源下游的温度探头首先探测到温度的变化，而且探测的温度 值也最高；热源上游的温度探头最后探测到温度的变化，而且探测到的温度值也最低。通 过各探头探测到的温度随时间的变化，判断出地下水的流动方向以及地下水的流速大小。 该装置包括一个探测探头，探头一端的中心位置设置一根阻值为20欧姆的长直电阻丝，电 阻丝两端与25伏稳压直流电源相连接；以电阻丝为中心，在周围半径为2. 5厘米的圆周上 等间距设置8个高精度温度传感器，温度传感器通过信号线与多路数据采集系统相连，数 据采集系统通过数据传输线与微型计算机相连；微型计算机控制数据的采集频率和采集模 式；利用微型计算机控制电阻丝的供电电源开关。当电源开启后，每隔一定的时间，控制多 路数据采集系统探测一次每个温度传感器的温度值，同时将采集到的温度数据传输至微型 计算机，并利用控制软件自动保存数据。根据以上的技术方案，可知本技术所提供的测量装置具有下述有益效果该装置通过给电阻施加稳定电压的方法使电阻丝发热，可以实现本技术中对 热源产生的要求；电阻丝周围的传感器可以准确的探测到当热源开始发热后，温度随时间 的变化情况；利用数据采集系统对数据进行采集，并利用微型计算机实现数据自动读取、自 动传输与自动存储。在节约了劳动力的同时，保证了数据采集以及数据分析的精确度，有效 地避免了人工操作过程中所产生的人为误差。该装置使用的温度传感器直径仅3mm，基本不 会对地下水游动产生扰动，使测量得到的数据更加接近真实值。附图说明图1是本技术的理论原理图；图2是本技术的结构示意图；图3是本技术所述装置得到的地下水流向判断图；图4是本技术所述装置得到的地下水流速判断图。具体实施方式以下将结合附图，详细地说明本技术的技术方案。如图1所示，本技术的理论原理图，根据地下水流动的对流传热理论，当热源 发热以后，地下水带走热量，因此在同一圆周上，热源下游的温度高于热源下游的温度，通 过各温度探头探测到的温度高低可以判断出地下水的流动方向；由于地下水流动的方向 性，同一圆周上，热源下游温度探头探测到的温度变化比热源上游早，探测到温度变化的时 间差与地下水的流动速度有关，可以确定出地下水流动速度的大小。如图2所示本技术的结构示意图，其原理是探头一端的中心位置设置一根阻 值为20欧姆的长直电阻丝，电阻丝两端与25伏稳压直流电源相连接；以电阻丝为中心，在 周围半径为2. 5厘米的圆周上等间距设置8个高精度温度传感器，温度传感器通过信号线 与多路数据采集系统相连，数据采集系统通过数据传输线与微型计算机相连；利用微型计 算机控制电阻丝的供电电源开关。当电源开启后，每隔一定的时间，控制多路数据采集系统 探测一次每个温度传感器的温度值，同时将采集到的温度数据传输至微型计算机，并利用 控制软件自动保存数据。图3是运用本技术探测装置获得的地下水流向判断原理图。其工作过程是， 通过微型计算机控制电源置开启状态，电阻丝开始发热，同时微型计算机控制数据采集系 统利用8个温度传感器进行温度值的探测，在经过一段时间以后，利用同一时刻测量到的 温度值，以温度值大小为矢量的大小，以热源到各传感器的方向为矢量方向，得到8个温度 矢量，将矢量利用平行四边形定则进行叠加，即得到地下水的流动方向。图4是运用本技术探测装置获得的地下水流速判断原理图。其工作过程是， 通过微型计算机控制电源置开启状态，电阻丝开始发热，同时微型计算机控制数据采集系 统利用8个温度传感器进行温度值的探测，每隔一段的时间记录下每个传感器测量到的温 度值，得到各传感器处温度随时间的变化曲线，利用最先开始变化的温度曲线以及最后开 始变化的温度曲线计算地下水的流动速度。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以温度为示踪剂的地下水流速流向探测装置，其特征是：包括一个探测探头，探测探头内设置数据采集系统，数据采集系统与微型计算机相连，微型计算机控制数据的采集频率和采集模式。
【技术特征摘要】
一种以温度为示踪剂的地下水流速流向探测装置，其特征是包括一个探测探头，探测探头内设置数据采集系统，数据采集系统与微型计算机相连，微型计算机控制数据的采集频率和采集模式。2.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，探测探头一端的中心位置设置一根 阻值为20欧姆的长直电阻丝，电阻丝两端与2...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁越，陈建生，陈亮，王宇铭，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]
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