專利名稱：地下水流速、流向測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量液體流速、流向的裝置，具體地說(shuō)是一種測(cè)定地下水流速、流向的裝置。
目前測(cè)量地下水流速的方法有指示劑連通試驗(yàn)法。即在兩地各鉆一孔，然后將指示劑從其中一個(gè)孔投入地下水中，再在另一孔記下指示劑到達(dá)的時(shí)間。這種方法不但費(fèi)工費(fèi)時(shí)，而且測(cè)量結(jié)果也不準(zhǔn)確，因?yàn)榈叵滤⒎嵌际茄貎煽组g的直線流動(dòng)的。南京農(nóng)科院原子能研究所研究出了同位素示蹤測(cè)速法，但由于同位素的獲取、運(yùn)輸、保管以及污染等問(wèn)題，該方法的應(yīng)用受到很大的限制。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種可以測(cè)量地下水流速、流向的裝置，該裝置尤其可測(cè)量低流速地下水的流速和流向。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型任務(wù)的解決方案是所提供的地下水流，速流向測(cè)量裝置具有一個(gè)可插入地下水的探頭和對(duì)該探頭的檢測(cè)訊號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理的微型計(jì)算機(jī)。上述探頭具有一個(gè)豎直的恒功率的線狀熱源，在以線狀熱源為軸心的同一園周上均布有偶數(shù)個(gè)熱敏件，其中同一直徑上的兩個(gè)熱敏件為一組，各組熱敏件通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與溫差變送器相接，溫差變送器的輸出端與微型計(jì)算機(jī)相接。
本實(shí)用新型的測(cè)量依據(jù)是熱場(chǎng)偏移理論。根據(jù)該理論如果在水中設(shè)置一熱源，當(dāng)水流流速較小時(shí)，其流速U可近似表達(dá)為U＝λ(T1－T2)式中λ是由熱源功率、介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)、熱敏件與熱源間的距離等因素決定的常數(shù)；T1、T2分別是兩熱敏件的溫度。因此，只要測(cè)得兩熱敏件的溫差即可計(jì)算出水流的流速。而兩熱敏件的溫差又可通過(guò)變送器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所以通過(guò)試驗(yàn)可建立起水流流速與兩熱敏件溫差信號(hào)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以此作為計(jì)算機(jī)的運(yùn)算依據(jù)。
本裝置的測(cè)量過(guò)程是將探頭從所鉆的豎孔中放入地下水中，線狀熱源將向其周圍傳遞熱量。當(dāng)?shù)叵滤鹘?jīng)探頭時(shí)，會(huì)攜帶熱量向水流下游運(yùn)動(dòng)，由于各組中兩個(gè)熱敏件是以線狀熱源為對(duì)稱的，所以兩者間必然存在一溫差，其中溫差最大一組的兩熱敏件間的連線即為水流方向。流速越大，兩熱敏件間溫差越大。各組熱敏件依次通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與溫差變送器相接，將其溫差信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)經(jīng)放大后送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析運(yùn)算，得出地下水的流速。
當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，本裝置的探頭可用剛性接桿從地面經(jīng)測(cè)量孔送入地下水。此時(shí)探頭上各組熱敏件的方位可由剛性接桿上的標(biāo)記來(lái)確定；當(dāng)?shù)叵滤惠^低時(shí)，探頭可用電纜吊送到地下水中。此時(shí)，在探頭筒體中的一個(gè)水平面上安裝兩個(gè)相互垂直的磁敏件，用以測(cè)量熱敏件的具體方位。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容加以說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型探頭的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖2是圖1的A向視圖。
圖3是探頭的工作位置圖。
如圖1、圖2所示探頭(1)有一個(gè)筒體(2)，筒體(2)的中央裝有一個(gè)線狀熱源(3)，它由不銹鋼鋼管(4)和電熱絲(5)組成。在其周圍設(shè)有八個(gè)在同一園周上等距分布的不銹鋼管(6)，其內(nèi)設(shè)有熱敏件(7)，八個(gè)熱敏件的編號(hào)為1、2、3(見(jiàn)圖2)，其中對(duì)應(yīng)于同一直徑上的兩個(gè)熱敏件為一組，如編號(hào)4、5為一組。每一組中的兩個(gè)熱敏件通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接到溫差變送器測(cè)量電橋的兩個(gè)橋臂上。當(dāng)?shù)叵滤鹘?jīng)探頭(1)時(shí)，各組中的兩個(gè)熱敏件的溫度是不同的。其中以與水流方向一致的一組熱敏件的溫差為最大，這一溫差信號(hào)通過(guò)測(cè)量電橋轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)送至微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理，即可得出測(cè)量點(diǎn)的地下水流速。為了確定各組熱敏件的方位，在探頭筒體(2)中設(shè)置了兩個(gè)磁敏件(8)、(9)，它實(shí)際上是兩個(gè)水平放置且相互垂直的地磁場(chǎng)測(cè)量線圈，它們分別與兩組熱敏件的位置相對(duì)應(yīng)，通過(guò)該線圈可確定熱敏件與地磁場(chǎng)間的夾角，從而確定各組熱敏件的方位。測(cè)量時(shí)探頭(1)是用電纜送到地下水中的(見(jiàn)圖三)。為了防止線狀熱源和熱敏件在吊送過(guò)程中被碰壞，在線狀熱源的鋼管(4)和裝置熱敏件的鋼管(8)的端頭裝有一個(gè)護(hù)罩(10)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、省時(shí)、耗資少，不污染地下水。本實(shí)用新型的另一優(yōu)點(diǎn)是可以測(cè)量極低的流速。
權(quán)利要求1.一種地下水流速、流向測(cè)量裝置，其特征是具有一個(gè)可插入鉆孔中地下水的探頭(1)和對(duì)探頭(1)的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理的微型計(jì)算機(jī)，所說(shuō)的探頭(1)有一個(gè)豎直的恒功率線狀熱源(3)，在以線狀熱源(3)為軸心的同一園周上均布有偶數(shù)個(gè)熱敏件(7)，其中同一直徑上的兩個(gè)熱敏件為一組，各熱敏件通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與溫差變送器相接，溫差變送器的輸出端與微型計(jì)算機(jī)相接。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征是在探頭(1)的一個(gè)水平面上裝有兩個(gè)相互垂直的磁敏件(8、9)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量裝置，其特征是所說(shuō)的熱敏件(7)有八個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種測(cè)量地下水流速、流向的裝置。它主要由探頭和微型計(jì)算機(jī)兩部分組成。該探頭具有一個(gè)線狀熱源，在圍繞線狀熱源的同一圓周上均布有偶數(shù)個(gè)熱敏件，其中同一直徑上的兩個(gè)熱敏件為一組。當(dāng)?shù)叵滤鹘?jīng)探頭時(shí)，各組熱敏件必將存在一溫度差，其中以與水流方向一致的一組熱敏件的溫差最大。該溫差信號(hào)通過(guò)變送器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析運(yùn)算，即可得出地下水的流速。
文檔編號(hào)G01P5/14GK2060887SQ90201289
公開(kāi)日1990年8月22日 申請(qǐng)日期1990年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月4日
發(fā)明者王為民, 翁德儀, 柯玲玲, 沈軍, 葉霞 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院西安分院