專利名稱：地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測儀，涉及一種地下流體觀測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水文地質(zhì)學(xué)是一門古老的學(xué)科。地下水微動(dòng)態(tài)研究，向地質(zhì)作用與地殼活動(dòng) 過程上探索。利用地下水微動(dòng)態(tài)，可取得地球物理、地球化學(xué)、水文地質(zhì)的某些 參數(shù)；可研究現(xiàn)今的最新、最活地殼活動(dòng)的形式，地層內(nèi)應(yīng)力分布、變化、轉(zhuǎn)換 的過程，以及地震孕育、發(fā)生、調(diào)整和演變等。地下水位、水溫的變化，反映了 地殼內(nèi)部運(yùn)動(dòng)變化的一些重要信息。長期以來的觀測發(fā)現(xiàn)，往往在地震發(fā)生前后， 均伴隨有明顯水位和水溫的變化。因而對地下水的動(dòng)態(tài)綜合觀測非常必要，是地 震前兆監(jiān)測和研究的重要手段之一。
目前，已建立的長江三峽工程水庫誘發(fā)地震觀測系統(tǒng)，主要包括數(shù)字地震遙 測臺(tái)網(wǎng)、地殼形變監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與地下水動(dòng)態(tài)井網(wǎng)等。
長江三峽工程誘發(fā)地震地下水動(dòng)態(tài)觀測井網(wǎng)(簡稱三峽井網(wǎng))將是我國第一
個(gè)以監(jiān)測水庫地震的地下水前兆井網(wǎng)，它是以捕捉到水庫誘發(fā)地震前可能出現(xiàn)的
地下水動(dòng)態(tài)前兆異常信息為主要目的。 三峽井網(wǎng)涉及的技術(shù)要點(diǎn)和難點(diǎn)有
① 高精度數(shù)字化水位觀測技術(shù)；
② 高精度數(shù)字化水溫觀測技術(shù)；
③ 高精度數(shù)字化氣溫、氣壓、雨量氣象參數(shù)觀測技術(shù)；
④ 高精度數(shù)據(jù)采集、通信(有線和無線)、處理及集成技術(shù)；
⑤ 電源系統(tǒng)及防雷技術(shù)；
⑥ 系統(tǒng)處理及應(yīng)用軟件。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述要點(diǎn)和難點(diǎn)，提供一種地 下水動(dòng)態(tài)綜合觀測儀，不僅滿足了三峽井網(wǎng)的需要，并推廣到地下流體觀測技術(shù) 中。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
1、 技術(shù)路線，
① 采取精密測量集成方案和抗干擾設(shè)計(jì)，使儀器性能穩(wěn)定可靠、觀測精度高。
② 采取模塊化結(jié)構(gòu)，便于儀器的維護(hù)和升級。
③ 數(shù)據(jù)采用壓縮格式，使系統(tǒng)存儲(chǔ)容量大，通信速度快，數(shù)據(jù)不易丟失； 采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，便于推廣應(yīng)用。
④ 使操作系統(tǒng)用戶界面更加友好，使軟件操作簡便、容易維護(hù)。
⑤ 采用無線通信方式，使系統(tǒng)安裝靈活，網(wǎng)絡(luò)化，通信速度快質(zhì)量高，防 雷性能好，故障率低。
⑥ 提供一種功耗低、供電時(shí)間長、防雷系統(tǒng)性能好的直流電源。
2、 具體技術(shù)方案
1)地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測儀(簡稱本儀器)
如圖1、 2，本系統(tǒng)包括測項(xiàng)變送器(100)、數(shù)據(jù)采集控制器(200)、無線 數(shù)據(jù)終端設(shè)備(300)、有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(400)和防雷供電裝置(500);
測項(xiàng)變送器(100)和數(shù)據(jù)采集控制器(200)連接，數(shù)據(jù)采集控制器(200) 分別與無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(300)或有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(400)連接；
所述的測項(xiàng)變送器(100)包括水位變送器(110)、水溫變送器(120)、氣 溫變送器(130)、氣壓變送器(140)、雨量變送器(150)。
本儀器的工作原理是
測項(xiàng)變送器將水位、水溫、氣溫、氣壓和雨量的物理量轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào) 或數(shù)字信號(hào)，對模擬電壓信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；單片計(jì)算機(jī)在日常處理程序的控 制下，定時(shí)(如每分鐘)選通多路開關(guān)，送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬電壓信號(hào)變換 為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)單片計(jì)算機(jī)可直接接收，又經(jīng)單片計(jì)算機(jī)接收處理(包括 軟件濾波、數(shù)據(jù)壓縮、格式轉(zhuǎn)換等)分別送至顯示器進(jìn)行顯示和電子盤存儲(chǔ)；再經(jīng)RS-232接口，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程通信，將數(shù)據(jù)經(jīng)由無線或有線方式傳送至監(jiān)測中
心分析和處理。
2)地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測流程(簡稱本流程)
如圖7，本流程主要完成日常處理工作，其步驟依次為
開始(6);
進(jìn)行系統(tǒng)初始化(7)，即對LCD顯示器、時(shí)鐘、串行通訊口、擴(kuò)展并行口等 進(jìn)行初始化；
進(jìn)入按鍵査詢(8);若有鍵按下則進(jìn)入按鍵值散轉(zhuǎn)(16)，進(jìn)入功能服務(wù)子 程序，包括單路采樣(1)、多路采樣(2)、時(shí)鐘設(shè)定(3)、參數(shù)設(shè)置(4)和參 數(shù)顯示(5) 5個(gè)子程序；執(zhí)行完某個(gè)子程序后，再進(jìn)入到時(shí)鐘查詢判斷分鐘采
樣時(shí)刻到否(10);上述過程為重新開機(jī)或硬件復(fù)位才進(jìn)行；
若無鍵按下且延時(shí)間到(9)，也進(jìn)入到時(shí)鐘査詢判斷分鐘采樣時(shí)刻到否(10);
采樣時(shí)刻未到則進(jìn)入循環(huán)采集、顯示多路測量數(shù)據(jù)和日歷時(shí)鐘(17);繼續(xù) 判斷分鐘采樣時(shí)刻到否(10);
直到采樣時(shí)刻到則進(jìn)入選擇多路開關(guān)(11);
再進(jìn)入啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器(12);
再進(jìn)入處理和存儲(chǔ)(13);
再進(jìn)入23點(diǎn)59分到否判斷程序(14);
23點(diǎn)59分未到則又進(jìn)入判斷分鐘采樣時(shí)刻到否(10)下一分鐘的工作循環(huán)； 當(dāng)23點(diǎn)59分到則進(jìn)入數(shù)據(jù)平移和刷新，保留存近期數(shù)據(jù)(15)，執(zhí)行完后 又返回到(10)，這樣周而復(fù)始地工作。
系統(tǒng)還有些中斷子程序，完成通信等任務(wù)。
在通信信息量為包流量方式時(shí)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)主動(dòng)地將數(shù)據(jù)傳送到中心監(jiān)測 站，不包流量時(shí)可采用被動(dòng)方式由中心監(jiān)測站定時(shí)或不定時(shí)調(diào)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)。 本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果
1、 各測項(xiàng)采用模塊結(jié)構(gòu)，儀器為一體化集成方案，抗干擾設(shè)計(jì)，性能穩(wěn) 定可靠，便于維護(hù)，較分散結(jié)構(gòu)有重大創(chuàng)新；
2、 觀測精度高，觀測精度優(yōu)于中華人民共和國地震行業(yè)《地下流體觀測 儀器》入網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)；
3、 采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，節(jié)省了存儲(chǔ)空間和通信時(shí)間；
4、 擴(kuò)展內(nèi)存觀測數(shù)據(jù)存放的時(shí)間提高到半年以上；
5、 系統(tǒng)采用CMOS電路，直流供電為大容量設(shè)計(jì)，市電停電后工作時(shí)間更
長；
6、 數(shù)據(jù)采集處理主機(jī)有不同的配置，滿足不同需求；
7、 無線通信方式，網(wǎng)絡(luò)化、故障率低、傳輸速度快質(zhì)量高、防雷擊性能
好；
8、 系統(tǒng)分析處理軟件界面友好，操作簡單、使用方便。


圖1是本實(shí)用新型組成方框圖(簡要)；
圖2是本實(shí)用新型組成方框圖(詳細(xì))；
圖3是水位變送器測量電路原理圖4是鉑電阻水溫變送器測量電路原理圖5是石英晶體水溫變送器測量電路原理圖6是雨量變送器測量原理圖7是儀器主程序觀測流程圖。
其中
100—測項(xiàng)變送器，
110—水位變送器，
lll一精密電流源，112—壓力傳感器，
113—放大器， 114一濾波器； 120—水溫變送器，
121—精密電流源，122—鉑電阻傳感器，
123—放大器，124—濾波器；
125—測溫石英晶體振蕩器，126—基頻石英晶體振蕩器，
127—差頻電路； 130—?dú)鉁刈兯推鳎?140—?dú)鈮鹤兯推鳎?br> 150—雨量變送器。 200—數(shù)據(jù)采集控制器； 210—多路開關(guān)； 240—控制驅(qū)動(dòng)； 271—日歷時(shí)鐘；
274—鍵盤；
300—無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備;
400—有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備; 410—光電隔離器；
500—防雷供電裝置； 510—交流電源； 540—穩(wěn)壓器；
570—蓄電瓶。
220—模數(shù)轉(zhuǎn)換器; 250—數(shù)字信號(hào)； 272—看門狗； 275—電子盤； 310_天線。
420—有線Modem;
520—電源避雷器； 550—電源保護(hù)器；
230—單片計(jì)算機(jī)； 260—RS232接口； 273—LCD顯示器； 276——Ethmet、 Modem。
430—信號(hào)避雷器。
530—電感器； 560—直流充電器；
具體實(shí)施方式
一、 總體布置
水位變送器(110)和水溫變送器(120)放置井水位以下，氣溫變送器(130) 和氣壓變送器(140)放在室內(nèi)或室外百葉箱里，雨量變送器(150)放置在室 外空曠地方(屋頂上也可)，均與數(shù)據(jù)采集控制器(200)相連接。分布多個(gè) 測點(diǎn)的儀器可與中心站組成一個(gè)數(shù)字化地下流體監(jiān)測網(wǎng)。
二、 各功能塊的結(jié)構(gòu) 1、測項(xiàng)變送器(100) 1)水位變送器(110)
如圖3，水位變送器(110)由依次連接的精密電流源(111)、壓力傳感器 (112)、放大器(113)和濾波器(114)組成。 水位變送器(110)的工作原理是
由于水位的變化，會(huì)使安放在水中的壓力傳感器(112)上的壓力發(fā)生變化， 壓力傳感器(112)將壓力變化量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并經(jīng)放大器(113)放大和濾波器 (114)濾波后輸出(可換算水位的變化)，再由數(shù)據(jù)采集控制器(200)定時(shí)數(shù)
據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理及傳輸?shù)韧瓿蓪λ坏谋O(jiān)測。 其中-
精密電流源(111)是基準(zhǔn)源加在測量電橋上，選用MC1403和精密電阻；
壓力傳感器(112)是一種高性能擴(kuò)散硅半導(dǎo)體壓力器件，組成測量電橋， 將壓力(水位)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，選用著名的美國NovaSensor公司壓力傳感器;
放大器(113)將測量到的微小信號(hào)進(jìn)行放大，選用ICL7650低漂移運(yùn)算放 大器；
濾波器(114)將高頻干擾濾掉，選用二階有源濾波器。
本水位變送器(110)采用方便的投入工作方式安裝，無機(jī)械隨動(dòng)誤差，無 機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，不存在金屬疲勞問題，故壽命長，可長期使用。壓力傳感器(112) 為差壓式，電纜中有一根通氣管從壓力傳感器(112)內(nèi)部引出，經(jīng)防水過濾層 與大氣連通，起氣壓自動(dòng)補(bǔ)償作用。壓力傳感器(112)用不銹鋼全封焊，雙重 防水密封結(jié)構(gòu)，具有良好的防潮性能和優(yōu)異的介質(zhì)兼容性，適用于較弱的腐蝕性 介質(zhì)中。本水位變送器(110)為全封閉電路，具有防潮、防結(jié)露、防滲透的性 能，使得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量得到有力的保證。
水位變送器(110)的主要技術(shù)指標(biāo)如下
基本量程10米水柱(也可在0至350米選型)；
精度±0. 1%FS ;
分辨力優(yōu)于0.01XFS(三峽井網(wǎng)為O. l毫米)； 重復(fù)性±0. 05%F. S; 動(dòng)態(tài)響應(yīng)> lm/S;
長期穩(wěn)定性《±0. 2%F. S/年。 2)水溫變送器(120)
水溫變送器(120)可分別使用兩種類型的傳感器。
①如圖4，水溫變送器(120)由依次連接的精密電流源(121)、鉑電阻傳 感器(122)、放大器(123)和濾波器(124)組成。 水溫變送器(120)的工作原理是
當(dāng)水的溫度發(fā)生變化時(shí)，鉑電阻傳感器(122)將水溫的變化轉(zhuǎn)換為電阻值 的變化，經(jīng)電路的變換又將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的變化，送入數(shù)據(jù)采集控制器(200)紀(jì)錄。鉑電阻傳感器(122)是國際上公認(rèn)溫標(biāo)元件，性能穩(wěn)定可 靠，選用Ptl000鉑電阻。
②如圖5，水溫變送器(120)是測溫石英晶體振蕩器(125)和基頻石英晶 體振蕩器(126)分別與差頻電路(127)連接而成。
測溫石英晶體振蕩器(125)，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，其輸出頻率隨之變化， 選用0'C時(shí)10MHz測溫石英晶體；
基頻石英晶體振蕩器(126)，輸出頻率不隨溫度變化，選用穩(wěn)頻石英晶體 振蕩器與74HC00構(gòu)成基準(zhǔn)頻率振蕩發(fā)生器；
差頻電路(127)，將兩種頻率相減，變?yōu)榈皖l信號(hào)便于計(jì)數(shù)測量,選用74HC74 型D觸發(fā)器。
水溫變送器(120)主要指標(biāo)如下-
測溫范圍0°C +70°C (特制+10(TC);
分辨力o.oorc 或 o.ooorc; 精 度土o.orc;
時(shí)間常數(shù)<10秒；
穩(wěn)定性 《o.orc/a。
3) 氣溫變送器(130)
氣溫變送器(130)與鉑電阻的水溫變送器(120)原理相同，但要求精度低、 范圍寬。也是采用Ptl000鉑電阻。
氣溫變送器(130)主要指標(biāo)如下
測溫范圍-20°C +85°C;
分辨力 o.orc; 精度 ±0. rc;
時(shí)間常數(shù) <10秒；
穩(wěn)定性 《0. l°C/a;
輸出范圍 2000 8500 mV(正好與氣溫范圍值相對應(yīng))。
4) 氣壓變送器(140)
氣壓變送器(140)與水位變送器(110)原理基本相同。 采用國際知名品牌SMI壓力傳感器，該傳感器具有溫度補(bǔ)償，出廠前經(jīng)過了
精密激光修調(diào)，其失調(diào)電壓低、線性好、精度達(dá)士0.05MF.S、有良好的穩(wěn)定性。 選用了電流型電路設(shè)計(jì)，使溫度影響降至更低。本氣壓計(jì)輸出為模擬信號(hào)。 氣壓變送器(140)主要技術(shù)指標(biāo)如下
測量范圍 500 1090hpa ;
分辨力 《0. 1 hpa;
精 度 優(yōu)于土0.2WF.S;
輸出范圍 500 1090 mV(正好與氣壓值相對應(yīng))。
5)雨量變送器(150)
雨量變送器(150)采用上海氣象儀器廠SL3-l型雨量遙測傳感器，如圖6， 由依次連接的承水器(151)、上翻斗(152)、計(jì)量翻斗(153)、計(jì)數(shù)翻斗(154)、 光隔離器(155)和計(jì)數(shù)器(156)組成。
雨量變送器(150)工作原理是
雨水由承水器(151)匯集，進(jìn)入上翻斗(152)，上翻斗(152)的作用是使 降水強(qiáng)度近似大降水強(qiáng)度，然后進(jìn)入計(jì)量翻斗(153)計(jì)量，計(jì)量翻斗(153)翻 動(dòng)一次為0. lram降水量。隨之雨水由計(jì)量翻斗(153)倒入計(jì)數(shù)翻斗(154)。在 計(jì)數(shù)翻斗(154)的中部裝有一塊小磁鋼，磁鋼的上面裝有干簧開關(guān)，計(jì)數(shù)翻斗 (154)翻轉(zhuǎn)一次，則開關(guān)閉合一次，有開關(guān)的閉合送出一個(gè)信號(hào)。本系統(tǒng)將該 信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào)，進(jìn)行計(jì)數(shù)，由計(jì)算機(jī)直接讀取該數(shù)字信號(hào)。這種方法 避免了其它轉(zhuǎn)換會(huì)帶來誤差。當(dāng)計(jì)數(shù)滿了它會(huì)自動(dòng)復(fù)位。
雨量變送器(150)主要技術(shù)指標(biāo)如下-
承水口徑 ①200 mm;
測量降水強(qiáng)度 4mm/min以內(nèi)；
測量分辯力 O.lmm降水量；
最大允許誤差 土0.4mm(《10mm )。
2、數(shù)據(jù)采集控制器(200)
如圖2，數(shù)據(jù)采集控制器(200)的結(jié)構(gòu)是
多路開關(guān)(210)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(220)和單片計(jì)算機(jī)(230)依次連接； 單片計(jì)算機(jī)(230)分別與控制驅(qū)動(dòng)(240)、數(shù)字信號(hào)(250) 、 RS232接口 (260)、日歷時(shí)鐘(271)、看門狗(272) 、 LCD顯示器(273)、鍵盤(274)、 電子盤(275) 、 Ethmet (以太網(wǎng)接口) 、 Modem (276)連接。 其工作原理是
在日歷時(shí)鐘(271)定時(shí)控制下，單片計(jì)算機(jī)(230)順序選通多路開關(guān)(210) 中的某一路，將其變送器的傳感器信號(hào)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器(220)，變換為數(shù)字信 號(hào)，經(jīng)單片計(jì)算機(jī)(230)接收處理(包括軟件濾波、數(shù)據(jù)壓縮、格式轉(zhuǎn)換等) 分別送至LCD顯示器(273)和電子盤(275)，進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)；并可通過有線 或無線通信設(shè)備與中心監(jiān)測站的上位PC機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)字通訊，將數(shù)據(jù)送中心。 每天對數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新，始終保存近期數(shù)據(jù)。并能隨時(shí)接受遠(yuǎn)程發(fā)出的控制命令， 進(jìn)入中斷服務(wù)程序予以響應(yīng)。
其中
多路開關(guān)(210)是一種8路模擬開關(guān)CM0S集成電路，選用CD4051;
模數(shù)轉(zhuǎn)換器(220)，將各測項(xiàng)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，選用ICL7135;
單片計(jì)算機(jī)(230)為CPU，它將各測項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、存儲(chǔ)和傳輸， 選用AT89C52等，增強(qiáng)型配有PC104工控機(jī)；
控制驅(qū)動(dòng)(240),對外部設(shè)備進(jìn)行控制，包括并行接口 81C55、驅(qū)動(dòng)三極管 9013、繼電器等；
數(shù)字信號(hào)接口 (250),輸入數(shù)字或頻率信號(hào)，由光隔離施密特電路1L11、 計(jì)數(shù)器74HC393等組成；
RS232接口 (260)，接入無線、有線或以太網(wǎng)等接口，電平電路為MAX202;
日歷時(shí)鐘(271)，為系統(tǒng)提供基準(zhǔn)時(shí)鐘，選用防掉電的DS12C887;
看門狗(272) ， Watching dog為防止儀器死機(jī)監(jiān)控電路，選用振蕩器、計(jì) 數(shù)器和施密特電路CD4098，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)停止工作時(shí)，立即將其復(fù)位，使其馬上 進(jìn)入正常工作狀態(tài)，始終保持儀器穩(wěn)定可靠工作；
LCD顯示器(273),顯示時(shí)鐘和數(shù)據(jù)等信息，選用2xl6字符液晶顯示器；
鍵盤(274)，為4x4鍵盤，功能操作、寫初始化參數(shù)、修改時(shí)鐘；
電子盤(275)，為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的防掉電的RAM;
Ethmet、 Modem (276)，可接入以太網(wǎng)或調(diào)制解調(diào)器，把數(shù)據(jù)送入Internet 網(wǎng)絡(luò)或其它數(shù)據(jù)終端。
3、無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(300)
如圖2，無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(300)是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，有上市產(chǎn)品，由GSM(數(shù)字 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng))、GPRS(是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到 端的、廣域的無線IP連接)、CDMA(是"碼分多址"數(shù)字無線通信技術(shù))等DTU(數(shù) 據(jù)終端設(shè)備)組成。
無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(300)的功能是將數(shù)字信號(hào)經(jīng)過無線傳輸方式進(jìn)行通 信。GSM可以實(shí)現(xiàn)無線對無線或無線對有線的調(diào)制解調(diào)數(shù)字通信。GPRS和 CDMA均可與無線IP連接，實(shí)現(xiàn)Internet網(wǎng)絡(luò)接入。
4、 有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(400)
如圖2，有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(400)包括依次連接的光電隔離器(410)、有 線Modem (420)、信號(hào)避雷器(430)，其三個(gè)功能塊均是標(biāo)準(zhǔn)件，有上市產(chǎn)品。 光電隔離器(410)選用RS-232C型無源隔離器；
有線Modem (420)選用TM-EC5658V型調(diào)制解調(diào)器，采用快速反應(yīng)式半導(dǎo)體 防雷，增強(qiáng)抗雷擊能力；
信號(hào)避雷器(430)選用ASP SR-E170V/2S作為通訊線路電涌過電壓保護(hù)， 標(biāo)稱放電電流5KA,最大放電電流10KA，限制電壓240V。
有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(400)的功能是將數(shù)字信號(hào)經(jīng)過調(diào)制為頻率信號(hào)，經(jīng) 由有線(如電話網(wǎng)絡(luò))傳送到接收端，再經(jīng)過解調(diào)還原成數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn) 數(shù)字通信。
5、 防雷供電裝置(500)
如圖2，防雷供電裝置(500)包括依次連接的交流電源(510)、電源避雷 器(520)、電感器(530)、穩(wěn)壓器(540)、電源保護(hù)器(550)、直流充電器 (560)、蓄電瓶(570)。
防雷供電裝置(500)的各功能塊均是標(biāo)準(zhǔn)件，有上市產(chǎn)品。
電源避雷器(520)第一級防雷保護(hù)，選用ASPAsafe-25—級模塊化電壓開 關(guān)型電涌保護(hù)器，標(biāo)稱放電電流25KA(100/350 u s),最大放電電流140kA，限制電 壓〈2000V，可防護(hù)直擊雷浪涌電壓。
電感器(530)采用自制，用兩根5 10米長線的粗銅線在其中間繞個(gè)10 20圈作為電感，這樣可濾掉部分高頻脈沖。
穩(wěn)壓器(540)選用CWY-1系列凈化交流穩(wěn)壓電源。
電源保護(hù)器(550)選用ASPA6-420-PR0插座式電源浪涌保護(hù)器，標(biāo)稱放電 電流20KA，標(biāo)稱通流容量(8/20 us)最大放電電流30KA，可將感應(yīng)雷擊過電壓 限制到〈1000V。
直流充電器(560)選用BC-1230型全自動(dòng)充電機(jī)。
蓄電瓶(570)選用冠軍牌蓄電池，額定電壓12 V ，額定容量200AH。 供電裝置(500)的工作原理及其功能是將線路進(jìn)行防雷保護(hù)，對市電作 凈化處理，再穩(wěn)壓成為220V， 一路給系統(tǒng)進(jìn)行交流供電，另一路給充電機(jī)對直 流電瓶進(jìn)行充電，當(dāng)巿電停電時(shí)裝置會(huì)自動(dòng)不間斷給系統(tǒng)供電，保證系統(tǒng)不間斷 電源。
權(quán)利要求1、一種地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測儀，其特征在于包括測項(xiàng)變送器(100)、數(shù)據(jù)采集控制器(200)、無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(300)、有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(400)和防雷供電裝置(500)；測項(xiàng)變送器(100)和數(shù)據(jù)采集控制器(200)連接，數(shù)據(jù)采集控制器(200)分別與無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(300)、有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(400)連接；所述的測項(xiàng)變送器(100)包括水位變送器(110)、水溫變送器(120)、氣溫變送器(130)、氣壓變送器(140)、雨量變送器(150)。
2、 按權(quán)利要求1所述的一種地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測裝置，其特征在于 水位變送器(110)由依次連接的精密電流源(111)、壓力傳感器(112)、放大器(113)和濾波器(114)組成。
3、 按權(quán)利要求1所述的一種地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測裝置，其特征在于水溫變 送器(120):或由依次連接的精密電流源(121)、鉑電阻傳感器(122)、放大器(123) 和濾波器(124)組成；或是測溫石英晶體振蕩器(126)和基頻石英晶體振蕩器(127)分別與差頻 電路(128)連接而成。
4、 按權(quán)利要求1所述的一種地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測裝置，其特征在于數(shù)據(jù)采 集控制器(200)的結(jié)構(gòu)是多路開關(guān)(210)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(220)和單片計(jì)算機(jī)(230)依次連接； 單片計(jì)算機(jī)(230)分別與控制驅(qū)動(dòng)(240)、數(shù)字信號(hào)(250) 、 RS232接口 (260)、日歷時(shí)鐘(271)、看門狗(272) 、 LCD顯示器(273)、鍵盤(274)、 電子盤(275) 、 Ethmet (以太網(wǎng)接口) 、 Modem (276)連接。
5、 按權(quán)利要求1所述的一種地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測裝置，其特征在于 防雷供電裝置(500)包括依次連接的交流電源(510)、電源避雷器(520)、電感器(530)、穩(wěn)壓器(540)、電源保護(hù)器(550)、直流充電器(560)、蓄 電瓶(570)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種地下水動(dòng)態(tài)綜合觀測儀，涉及一種地下流體觀測系統(tǒng)。本實(shí)用新型是測項(xiàng)變送器(100)和數(shù)據(jù)采集控制器(200)連接，數(shù)據(jù)采集控制器(200)分別與無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(300)、有線數(shù)據(jù)終端設(shè)備(400)連接；所述的測項(xiàng)變送器(100)包括水位變送器(110)、水溫變送器(120)、氣溫變送器(130)、氣壓變送器(140)、雨量變送器(150) 本實(shí)用新型將水位、水溫、氣溫、氣壓和雨量的模擬電信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，又經(jīng)單片計(jì)算機(jī)接收處理分別送至顯示器進(jìn)行顯示和電子盤存儲(chǔ)；再經(jīng)RS-232接口，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程通信；不僅滿足了三峽井網(wǎng)的需要，并推廣到地下流體觀測技術(shù)中。
文檔編號(hào)G01V9/00GK201072447SQ200720087009
公開日2008年6月11日 申請日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者姚運(yùn)生, 張衛(wèi)華, 李家明, 梅建昌 申請人:中國地震局地震研究所