錄儲存起來。通過數據記錄器11可設置采樣時間間隔，連續監測記錄滴水的pH值、溫度、電導率、？0)2等參數，可長時間記錄存儲數據。洞穴內的滴水通過收集漏斗12進入滴水收集器10內，在收集漏斗12內放置小球13的作用是為了滴水在收集漏斗12內沒有到達一定量的時候密封收集漏斗12的出口，從而密封住滴水采集器10，避免滴水采集器10內收集的滴水與周圍空氣接觸發生脫氣，影響監測數據的準確性。
[0033]所述滴率測定模塊3處于所述水化學監測記錄模塊2的下方，并且所述水化學監測記錄模塊2通過軟管I 5連接所述滴率測定模塊3，所述滴率測定模塊3用于產生監測洞穴滴水的速率或流量的信號，并且將監測信號輸送給所述數據記錄器11計算成洞穴滴水的速率或流量。如圖4所示，所述滴率測定模塊3包括滴率測定容器16和翻斗17，所述滴率測定容器16連接在所述滴水收集器10的底部，所述軟管I 5的一端處于所述滴水收集器10內、所述漏斗15的上方，所述軟管I 5的另外一端穿過所述滴水收集器10后延伸到所述滴率測定容器16內。滴水采集器10內收集的滴水超過軟管I 5的端部在收集容器10內的高度的時候，滴水便可以通過軟管I 5流出。所述翻斗17通過轉軸18安裝在所述滴率測定容器16內對應所述軟管I 5的位置處，在所述滴率測定容器16內設有干簧管19，所述翻斗17上設有與所述干簧管19相對應的磁鋼20，滴水收集器10內收集的洞穴滴水通過軟管I 5滴落到翻斗17達到一定量后，可以使翻斗17發生翻轉，翻斗17發生翻轉的同時干磁鋼20穿過干簧管19產生脈沖信號信號，所述數據記錄器11將單位時間的所述脈沖信號數換算成洞穴滴水的速率或流量，便可得到洞穴滴水的速率或流量。
[0034]所述自動取樣模塊4通過軟管II 6連接所述滴率測定模塊3，其用于對洞穴滴水定時取樣或者連續取樣。如圖5所示，所述自動取樣模塊4包括上圓盤21、取樣器22、步進電機23和控制板24，所述取樣器22內部中空并且開口向上，所述上圓盤21處于所述取樣器22上部的開口處，所述步進電機23通過轉軸25可以帶動所述上圓盤21在所述取樣器22上部的開口處轉動，所述控制板24控制所述步進電機23的運行。在所述取樣器22內的底面上均勻設有若干個固定取樣瓶26的固定孔27，在所述上圓盤21上設有與所述固定孔27相對應的取樣孔30，所述軟管II 6的一端處于所述滴率測定容器16的內部，所述軟管II 6的另外一端固定在所述取樣孔30內。通過控制板24設置步進電機23的運行參數，步進電機23根據上述設定帶動上圓盤21于取樣器22上部的開口處轉動，每一次轉動后取樣孔30對應一個取樣瓶26，完成一個取樣瓶26取樣后步進電機再次帶動上圓盤21轉動，實現連續多個取樣瓶26的取樣。上圓盤21可以將取樣器22上部的開口密封起來，避免完成取樣的取樣瓶26內的滴水與周圍環境的大氣接觸發生脫氣。在軟管II 6上還設有通過控制板24控制的三通電磁閥28，當不需要取樣的時候，通過控制板24控制電磁閥28，使軟管II 6內的滴水直接排到外面即可。
[0035]綜上所述，本實用新型提供的一種洞穴滴水的自動監測以及取樣裝置，能高分辨率地連續自動監測洞穴滴水的水化學變化過程，獲取長時間尺度的數據，分析其機理以及連續自動取樣，為巖溶表層帶的監測研究提供了新的方法；同時，能顯著降低勞動強度，減少頻繁往返研究點所需的人力、財力、物力，使研究者能關注于數據的分析，特別適用于在偏遠且交通不便地區的研究點。
[0036]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種洞穴滴水的水文水化學自動監測以及取樣裝置，其特征在于，包括供電模塊(1)、水化學監測記錄模塊(2)、滴率測定模塊(3)、自動取樣模塊(4)和數據記錄器(11); 所述供電模塊(1)通過導線分別連接所述水化學監測記錄模塊(2)、所述滴率測定模塊(3)、所述自動取樣模塊(4)和所述數據記錄器(11)，其用于將太陽能轉換成電能儲蓄起來，并向所述水化學監測記錄模塊(2)、所述滴率測定模塊(3)、所述自動取樣模塊(4)和所述數據記錄器(11)提供電能； 所述水化學監測記錄模塊(2)處于洞穴內，其用于收集并監測洞穴滴水的pH值、溫度和電導率，并且將監測到的數據輸送給所述數據記錄器(11)記錄儲存起來； 所述滴率測定模塊(3)處于所述水化學監測記錄模塊(2)的下方，并且所述水化學監測記錄模塊(2)通過軟管I (5)連接所述滴率測定模塊(3)，所述滴率測定模塊(3)用于產生監測洞穴滴水的速率或流量的信號，并且將監測信號輸送給所述數據記錄器(11)計算成洞穴滴水的速率或流量； 所述自動取樣模塊(4)通過軟管II (6)連接所述滴率測定模塊(3)，其用于對洞穴滴水自動定時取樣或者連續取樣。2.根據權利要求1所述的一種洞穴滴水的水文水化學自動監測以及取樣裝置，其特征在于，所述供電模塊⑴包括太陽能電池板(7)、蓄電池⑶和太陽能控制器(9)，所述太陽能電池板(7)處于洞穴外，利用光電效應將太陽光能轉化成電能為所述蓄電池(8)充電，所述蓄電池(8)向所述水化學監測記錄模塊(2)、所述滴率測定模塊(3)和所述自動取樣模塊(4)提供電能，所述太陽能控制器(9)控制所述太陽能電池板(7)向所述蓄電池⑶充電以及所述蓄電池⑶的電能輸出。3.根據權利要求1所述的一種洞穴滴水的水文水化學自動監測以及取樣裝置，其特征在于，所述水化學監測記錄模塊(2)包括用于收集洞穴滴水的滴水收集器(10)，所述滴水收集器(10)通過固定支架(29)處于洞穴內，在所述滴水收集器(10)的上部開口處設有收集漏斗(12)，在所述收集漏斗(12)內放置有小球(13)，所述收集漏斗(12)底部的漏口通過軟管III (31)連接到所述滴水收集器(10)的底部，在所述滴水收集器(10)內還設有分別監測洞穴滴水的pH值、溫度和電導率的監測探頭(14)，所述監測探頭(14)分別通過數據線連接所述數據記錄器(11)，并將監測數據輸送給所述數據記錄器(11)記錄儲存起來。4.根據權利要求3所述的一種洞穴滴水的水文水化學自動監測以及取樣裝置，其特征在于，在所述滴水收集器(10)內的底部設有倒置的漏斗(15)，所述監測探頭(14)處于所述滴水收集器(10)的內壁與所述漏斗(15)之間，所述軟管I (5)的一端從所述漏斗(15)的尖端伸入所述滴水收集器(10)內。5.根據權利要求4所述的一種洞穴滴水的水文水化學自動監測以及取樣裝置，其特征在于，所述滴率測定模塊(3)包括滴率測定容器(16)和翻斗(17)，所述軟管I (5)的另外一端延伸到所述滴率測定容器(16)內，所述翻斗(17)通過轉軸(18)安裝在所述滴率測定容器(16)內對應所述軟管I (5)的位置處，在所述滴率測定容器(16)內設有干簧管(19)，所述翻斗(17)上設有與所述干簧管(19)相對應的磁鋼(20)，所述滴水收集器(10)內收集的洞穴滴水通過所述軟管I (5)滴落到所述翻斗(17)積累后，可以使所述翻斗(17)發生翻轉，所述翻斗(17)發生翻轉的同時所述磁鋼(20)穿過所述干簧管(19)的位置產生開關脈沖信號，所述數據記錄器(11)將單位時間內的所述脈沖信號數換算成洞穴滴水的速率或流量。6.根據權利要求1至5任一項所述的一種洞穴滴水的水文水化學自動監測以及取樣裝置，其特征在于，所述自動取樣模塊(4)包括上圓盤(21)、取樣器(22)、步進電機(23)和控制板(24)，所述取樣器(22)內部中空并且開口向上，所述上圓盤(21)處于所述取樣器(22)上部的開口處，所述步進電機(23)通過轉軸(25)可以帶動所述上圓盤(21)在所述取樣器(22)上部的開口處轉動，所述控制板(24)控制所述步進電機(23)的運行； 在所述取樣器(22)內的底面上均勻設有若干個固定取樣瓶(26)的固定孔(27)，在所述上圓盤(21)上設有與所述固定孔(27)相對應的取樣孔(30)，所述軟管II (6)的一端連接所述滴率測定模塊(3)，所述軟管II (6)的另外一端固定在所述取樣孔(30)內。7.根據權利要求6所述的一種洞穴滴水的水文水化學自動監測以及取樣裝置，其特征在于，所述上圓盤(21)可以將所述取樣器(22)上部的開口密封起來。8.根據權利要求6所述的一種洞穴滴水的水文水化學自動監測以及取樣裝置，其特征在于，在所述軟管II (6)上還設有通過所述控制板(24)控制的三通電磁閥(28)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種洞穴滴水的水文水化學自動監測以及取樣裝置，包括供電模塊、水化學監測記錄模塊、滴率測定模塊和自動取樣模塊；所述供電模塊向所述水化學監測記錄模塊、所述滴率測定模塊和所述自動取樣模塊提供電能；所述水化學監測記錄模塊用于收集并監測洞穴滴水的pH值、溫度、電導率等數據，并且將監測到的數據記錄儲存起來；所述滴率測定模塊用于監測計算洞穴滴水的速率或流量；所述自動取樣模塊用于對洞穴滴水自動定時取樣或者連續取樣。本實用新型提供的一種洞穴滴水水文水化學的自動監測以及取樣裝置，為巖溶表層帶的監測研究提供了新的方法；同時，能顯著降低勞動強度，減少頻繁往返研究點所需的人力、財力、物力，特別適用于在偏遠且交通不便地區的研究點。
【IPC分類】G01N33/18, G01N1/20, G01P5/00, G01F11/26
【公開號】CN205049559
【申請號】CN201520736724
【發明人】汪進良, 章程, 郝玉培, 苗迎
【申請人】中國地質科學院巖溶地質研究所
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年9月22日