專利名稱：地埋管地溫測量裝置的制作方法
技術領域：
地埋管地溫測量裝置技術領域:本實用新型涉及巖土工程勘測領域，尤其是巖土體熱物性測試的地源熱泵地埋管的初始地溫測試裝置，以及長期監測地埋管工程動態溫度的地溫測試裝置。
技術背景:在地源熱泵熱響應測試中，巖土體初始溫度屬于重要設計參數，屬于必測內容。眾所周知，對土壤溫度的精確表述是非常重要的，因為大地和地埋換熱管內循環水之間的溫差是進行熱傳遞的動力，只有清楚地掌握了土壤的地溫情況，了解了每個地層的溫度差異，分析計算的結果才能盡可能符合實際情況，才能真正保證以后的地源熱泵系統經濟安全運行。為了能夠精確的測得地下土壤的溫度，本行業內的測試人員都是全力以赴，追求盡善盡美，恨不得能夠測量出換熱孔內每厘米土層的初始溫度。在地埋管工程中也是如此，對地埋管的地溫變動情況掌握得越詳細，越主動。2012年8月29日公開的實用新型專利CN202403812U，《一種豎直地埋管地源熱泵巖土體溫度測量器定位結構》，其設計方案是將溫度傳感器和溫度傳感器導線固設于地埋管的外壁表面，采集裝置中設有兩個以上溫度傳感器，且溫度傳感器以一定間距，間隔固定于地埋管的外壁表面，每個溫度傳感器的線纜都直接和記錄儀相連。CN202403812U專利中，在地埋管換熱管的外面布置一定數量的溫度傳感器，記錄不同溫度傳感器的溫度數據，即可得到粗略的各層土壤的初始溫度，主要的不足在于:如果溫度傳感器的數量較少，則測試點的間距大，測試結果必然很粗略；如果溫度傳感器數量較多的話，溫度線纜的數量必然很多，測試成本很高、施工復雜，而且由于每個溫度傳感器的誤差不一致，有的是正溫差有的是負溫差，對最終的結果影響比較明顯。這兩年，出現了 一種“一線制溫度檢測方式”，接線簡單方便很多，只需一根三線制的總線接到孔下，一根電纜可根據用戶不同需求內置1-12根傳感器，所有的傳感器就象燈泡一樣，直接掛在總線上，大大減少了布線的工作量和施工成本。但這種方式仍然只能夠布置有限數量的溫度傳感器，測試的精度仍然有限，如果特意布置大量的溫度傳感器，成本仍然會很高。本實用新型根據上述現有技術的不足，巧妙地解決了地源熱泵熱響應測試中巖土體初始溫度的測量精度問題，在大幅度提高測試精度的同時，也降低了測試成本低。
發明內容:本實用新型公開了一種測量地埋管地溫的裝置，適用于巖土體熱物性測試的地源熱泵地埋管的初始地溫測試，以及長期監測地埋管工程動態溫度。地埋管地溫測量裝置，包括溫度傳感器、線纜、數據記錄儀，其特征在于地埋管孔內預埋設一根測溫管，測溫管下端深入到地埋管孔底部，上端露出地面，溫度傳感器在測溫管內沿測溫管上下移動。其特征在于溫度傳感器在測溫管內沿管道方向移動，溫度傳感器在移動的同時，測量沿程的溫度數據，并通過線纜傳送到數據記錄儀，記錄存儲溫度數據。在準備換熱管的同時，準備一根和換熱管的長度差不多的測溫管，測溫管可以使用鍍鋅鋼管等金屬管材，也可以使用PVC或者PE等非金屬管材，將溫度傳感器和與之相連的線纜，預先穿到測溫管中，然后，將測溫管和換熱管同時下管，使測溫管和換熱管并列放入地埋管孔中，測溫管下端深入到地埋管孔底部，上端露出地面。經過多次測試驗證，測試時如果使用合適的措施，測溫管內灌水與否影響不大，測試管的下端是否堵塞，以及管子上是否鉆花孔，需要根據具體的地質情況而定，均屬于本實用新型專利保護范圍。使用一個溫度傳感器測量多個點的溫度，將溫度傳感器放入換熱管或者測溫管中，沿著換熱管或者測溫管移動，邊移動邊測量溫度，這樣，僅僅使用一個溫度傳感器就可以完成整個地埋管孔中的測溫任務。通過調整溫度數據記錄儀的數據記錄間隔時間，或者調整溫度傳感器的移動速度，或者兩者同時調整，就可以到達任意要求的測溫點數量，從而保證測試精度要求。溫度傳感器從孔上面的管口往下面的孔底移動，以及溫度傳感器從下面的孔底往孔上面的管口移動，都屬于本實用新型保護范圍。例如，如果希望測量100米深的換熱孔內的每厘米的溫度數據，使用常規的測量方式就必須在孔內從上到下密密麻麻地布置I萬個溫度傳感器，施工復雜且成本很高，顯然不可能實現，而如果使用本實用新型公開的技術方案就很容易做到，讓溫度傳感器從換熱管或者測溫管中的一端朝著另一端移動一次，移動速度可以是I厘米/秒，同時設定溫度數據記錄儀的數據記錄間隔時間是I次/秒，則等于沿孔深的每厘米都測量了一個溫度；實際的測試中，也可以使用移動速度是I厘米/秒，數據記錄間隔時間是10次/秒，這樣就等于是沿孔深的每毫米都測量了一個溫度數據，再將相鄰的多個溫度數據取其算術平均值，得到的數據誤差更小，精度更高。測溫過程中，這樣或者那樣的偶然干擾因素總是免不了的，如果數據量足夠多，就可以有效地去除干擾因素的不利影響，提供真實準確的測量數據。使用一個溫度傳感器測量多個點的溫度，通過調整溫度傳感器的移動速度和記錄儀的間隔時間，可以保證測量記錄的溫度點與相鄰溫度點之間的距離為I絲米到I厘米之間，或者測量的溫度點與相鄰溫度點之間的距離為I厘米到10厘米之間，或者測量的溫度點與相鄰溫度點之間的距離為10厘米到50厘米之間，或者測量的溫度點與相鄰溫度點之間的距離為50厘米到100厘米之間，或者測量的溫度點與相鄰溫度點之間的距離為100厘米到500厘米之間，或者測量的溫度點與相鄰溫度點之間的距離為500厘米到800厘米之間，或者測量的溫度點與相鄰溫度點之間的距離為800厘米到1000厘米之間。也就是說，對于100米孔深的地埋管地埋管孔，得到的地溫原始數據個數在I百萬到I萬個之間，或者得到的地溫原始數據個數在I萬到1000個之間，或者得到的地溫原始數據個數在1000到200個之間，或者得到的地溫原始數據個數在200到100個之間，或者得到的地溫原始數據個數在100到20個之間，或者得到的地溫原始數據個數在20到10個之間；對于60米孔深的地埋管地埋管孔，得到的地溫原始數據個數在60萬到6000個之間，或者得到的地溫原始數據個數在6000到600個之間，或者得到的地溫原始數據個數在600到120個之間，或者得到的地溫原始數據個數在120到60個之間，或者得到的地溫原始數據個數在60到12個之間，或者得到的地溫原始數據個數在12到6個之間。依此類推。本實用新型的優點是:使用移動的溫度傳感器，巧妙地解決了地源熱泵熱響應測試和地埋管長期運行的溫度測量中，巖土體初始溫度的測量精度問題，在大幅度提高測試精度的同時,也降低了測試成本低。
圖1是本實用新型的原理示意圖；如圖1所示，圖中標記分別為:溫度數據記錄儀1、線纜收放裝置2、線纜3、地埋管換熱器4、溫度傳感器5、測溫管6、地埋管孔7。
具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本實用新型進一步說明:實施例:如圖1所示，準備一根和換熱管4等長的測溫管6，將溫度傳感器5和與之相連的線纜3，預先穿到測溫管6中；鉆孔7完成后，將測溫管6和換熱管4并列放入地埋管孔7中，溫度傳感器5位于測溫管6的最下端，回填埋管，靜置至少48小時以上；連接好溫度傳感器5的線纜3和數據記錄儀1，啟動數據記錄儀I ;將溫度傳感器5在測溫管6內沿管道方向勻速向上移動，同時注意觀察數據記錄儀I記錄存儲溫度數據是否正常；待溫度傳感器5到達測溫管6的頂部時，停止記錄存儲溫度數據；處理上述溫度記錄數據，計算出算術平均值；取出溫度傳感器5，結束地埋管地溫的測試。
權利要求1.地埋管地溫測量裝置，包括溫度傳感器、線纜、數據記錄儀，其特征在于地埋管孔內預埋設一根測溫管，測溫管下端深入到地埋管孔底部，上端露出地面，溫度傳感器在測溫管內沿測溫管上下移動。
2.根據權利要求1所述的地埋管地溫測量裝置，其特征在于溫度傳感器邊移動邊測量溫度數據，同時將溫度數據通過線纜傳送到地埋管孔外的數據記錄儀。
專利摘要本實用新型公開了一種測量地埋管地溫的裝置，適用于巖土體熱物性測試的地源熱泵地埋管的初始地溫測試，以及長期監測地埋管工程動態溫度。其關鍵技術方案是使用一個溫度傳感器測量多個點的溫度，將溫度傳感器放入換熱管或者測溫管中，沿著測溫管移動，邊移動邊測量溫度，這樣，僅僅使用一個溫度傳感器就可以完成整個地埋管孔中的測溫任務。通過調整溫度數據記錄儀的數據記錄間隔時間，或者調整溫度傳感器的移動速度，或者兩者同時調整，就可以到達任意要求的測溫點數量，從而保證測試精度要求。
文檔編號G01K1/14GK203053610SQ201320016648
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月14日 優先權日2013年1月14日
發明者李明, 林漢柱, 黃若文 申請人:湖南凌天科技有限公司