本實用新型涉及智能機器設備領域，特別是一種高精度喀斯特洞穴滴水傳感器及其收集裝置。

背景技術：

中國有近1/3的喀斯特地貌，其典型地質特點是地表巖石多，土壤少，對水分保持嚴重不足，以至于碦斯特地區(qū)人民存在兩大自然災害，第一：嚴重缺水，降水后的水源快速滲入地下造成的部分地區(qū)過于干旱，有時方圓幾公里內人、畜、灌溉共用一個泥塘；第二：具有地下水被快速污染的脆弱性，地面上的污染物很容易隨液體快速滲入到地下，一但地下水被污染，凈化需要幾十年，如果能夠通過研究發(fā)現(xiàn)某地區(qū)地下水的流向，不論是針對缺水問題或者污染問題，將提供科學有效的依據(jù)和解決方法。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種高精度喀斯特洞穴滴水傳感器及其收集裝置，以滿足通過高精度洞穴滴水傳感方法及裝置的實現(xiàn)，使得洞穴滴水滴速的測量和根據(jù)滴速變化進行樣品自動采集的系統(tǒng)功能可以實現(xiàn)，解決了傳統(tǒng)裝備體積大、重量重、難以固定，不利于野外工作等困難。

為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型公開了一種高精度喀斯特洞穴滴水傳感器及其收集裝置，包括了筒體、頂蓋、傳感器組件、支撐臺、過濾組件和接液收集組件，頂蓋設置于筒體頂 部，且開設有漏孔，傳感器組件安裝于支撐臺上并整體安放于筒體內部，過濾組件設置于支撐臺底部并與筒體底部包合，接液收集組件設置于過濾組件外部，并與過濾組件相連。

其中，筒體為不銹鋼圓筒，高度為25cm，頂蓋為不銹鋼倒錐形去頂裝置、削頂口徑為半徑5cm，傳感器組件包括了水滴傳感面、EPE珍珠棉、塑料柱狀盒、核心傳感器、硬質有機玻璃墊臺和傳感器信號線，支撐臺為傳感體傾斜固定臺架，過濾組件包括了高密度軟性不銹鋼過濾網和硬質塑料網，接液收集組件包括了硅膠軟管和漏斗；核心傳感器通過傳感器信號線與信號處理電路相連接，核心傳感器安裝于硬質有機玻璃墊臺上，在核心傳感器上的壓電薄膜緊貼有EPE珍珠棉，EPE珍珠棉之上又緊貼水滴傳感面，水滴傳感面通過塑料柱狀盒進行固定，塑料柱狀盒下方為傳感體傾斜固定臺架，傾斜固定臺架下方為高密度軟性不銹鋼過濾網和硬質塑料網；漏斗與不銹鋼圓筒底部相互連接，漏斗下方套著硅膠軟管。

其中，傳感體傾斜固定臺架傾斜角度為15-45°，優(yōu)選為30°，高密度軟性不銹鋼過濾網的孔徑指標為100目。

優(yōu)選的，核心傳感器為HKY-06B心音脈搏傳感器，它的頂部為PVDF壓電薄膜，水滴傳感面具體為半徑5cm的水滴傳感面薄膜，EPE珍珠棉直徑23mm,厚度2mm，面積與核心傳感器的頂面積相同。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型的傳感器組件示意圖

主要組件符號說明:

1：硅膠軟管，2：漏斗，3：硬質塑料網，4：傳感體傾斜固定臺架，5：塑料柱狀盒，6：硬質有機玻璃墊臺，7：核心傳感器，8： 傳感器信號線，9：水滴傳感面薄膜，10：不銹鋼圓筒，11：不銹鋼倒錐形去頂裝置，12：高密度軟性不銹鋼過濾網，13：EPE珍珠棉

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。

如圖1、2所示，本實用新型公開了一種高精度喀斯特洞穴滴水傳感器及其收集裝置，包括了不銹鋼圓筒10、不銹鋼倒錐形去頂裝置11、傳感器組件、傳感體傾斜固定臺架4、過濾組件和接液收集組件。傳感器組件包括了水滴傳感面薄膜9、EPE珍珠棉13、塑料柱狀盒5、核心傳感器7、硬質有機玻璃墊臺6和傳感器信號線8；過濾組件包括了硬質塑料網3和高密度軟性不銹鋼過濾網12；接液收集組件包括了硅膠軟管1和漏斗2。

安裝過程：

不銹鋼圓筒10為裝置主體，圓筒上方為不銹鋼倒錐形去頂裝置11，傳感組件位于筒體內部，核心傳感器7通過傳感器信號線8與信號處理電路相連接，核心傳感器7的下方是硬質有機玻璃墊臺6，核心傳感器7的壓電薄膜之上緊貼EPE珍珠棉13，EPE珍珠棉13之上又緊貼水滴傳感面薄膜9，水滴傳感面薄膜9采用塑料柱狀盒5固定，塑料柱狀盒5下方為傳感體傾斜固定臺架4，傳感體傾斜固定臺架4下方為高密度軟性不銹鋼過濾網12，高密度軟性不銹鋼過濾網12包裹著不銹鋼圓筒10下部開口，高密度軟性不銹鋼過濾網12下面緊貼著硬質塑料網3，其下為漏斗2，漏斗2下方套著硅膠軟管1。

工作原理：

(1)核心傳感器7：圖1中核心傳感器7具體是HKY-06B心音 脈搏傳感器，水滴和人體脈搏具有相似的頻譜，可以獲取足夠強度的初始傳感信號。在它的頂部為PVDF壓電薄膜，是一種新型的高分子壓電材料，它既具有壓電性又有薄膜柔軟的機械性能，用它制作壓力傳感器，具有設計精巧、靈敏度高、頻帶寬、使用方便的優(yōu)點，采用柱狀支撐結構，結實穩(wěn)固，更可貴的是考慮了密封防水。

(2)水滴傳感面擴充及感應精度放大：HKY-06B心音脈搏傳感器是本實用新型的核心部件，其壓電薄膜的感應特性主要是能夠感應外界接觸時擠壓產生形變的微小變化。但對于本實用新型來說，PVDF壓電薄膜僅為直徑20mm的面積，完全不能滿足本實用新型的需要。不論是感應面積或感應精度都需要擴充放大。參看圖2，在核心傳感器7的壓電薄膜之上，緊貼2mm厚，面積為直徑23mm的EPE珍珠棉13，與核心傳感器7的頂面積相同大小，EPE珍珠棉13之上又緊貼半徑為5cm的水滴傳感面薄膜9，水滴傳感面薄膜9為X光片或相同厚度塑料膜，采用塑料柱狀盒5固定水滴傳感面薄膜9，在傳感器的下方采用硬質有機玻璃墊臺6支撐，采用這樣的結構，可以使得傳感面積擴大為直徑8cm的圓面積。其中，通過水滴傳感面薄膜9、EPE珍珠棉13、核心傳感器7的配合，能夠將水滴傳感面薄膜9之上水滴滴落時微小的觸動形變傳遞給PVDF壓電薄膜。如果沒有EPE珍珠棉13，在水滴傳感面薄膜9和核心傳感器7的PVDF壓電薄膜之間隨時間推移將產生部分縫隙，而造成少數(shù)水滴的漏感應，增加EPE珍珠棉13后，能夠增加PVDF壓電薄膜和水滴傳感面薄膜9的貼合，類似 假皮膚，能夠將整個水滴傳感面薄膜9內水滴滴落時產生的微小形變傳遞給PVDF壓電薄膜。在核心傳感器7的下方采用硬質有機玻璃墊臺6支撐，用于固定住核心傳感器7的底部完全不動，使得水滴傳感面薄膜9之上由水滴滴落時引起的微小感應形變完全作用到核心傳感器7的PVDF壓電薄膜上，使其形變而產生壓電感應。傳感體傾斜固定臺架4用于擴充水滴傳感面薄膜9需要的傾斜，使得之前滴落的水盡快流走，否則將會對下一水滴滴落時產生緩沖而影響水滴傳感面薄膜9的感應精度，但傾斜度太大，將分解水滴對水滴傳感面薄膜9的垂直撞擊力。試驗證明，傾斜度以30度為最好。

(3)滴水樣品的收集：漏斗2用于收集落下的滴水樣品。當水滴滴落到水滴傳感面薄膜9時，隨著滴落高度的的不同，將產生不同的外濺，使樣品不同程度的丟失。為解決外濺問題，設計了不銹鋼圓筒10，放置于漏斗2內側，高度25cm，使得滴水外濺部分也能收集到漏斗2中提供給之后的樣品采集。硅膠軟管1套在漏斗2的下水口，是將收集到的水滴引流到之后的取樣系統(tǒng)裝置中。

(4)水滴的雜質的過濾：洞穴滴水中通常帶有泥沙，過濾之后才能保證之后自動取樣裝置的不堵塞。實現(xiàn)方法是采用硬質塑料網3，既可以濾水，還可以是支撐之上的傳感器組件和高密度軟性不銹鋼過濾網12。采用高密度軟性不銹鋼過濾網12，使滴水都經過濾后流入漏斗2下水口，高密度軟性不銹鋼過濾網12的孔徑指標為100目，這樣的結構也方便定時清除雜質。

(5)相鄰水滴屏蔽進入：觀測滴速是針對一個水滴，如果有兩個水滴滴落到水滴傳感面薄膜9上，必然影響滴速的測量。而洞穴水 滴通常來自縫隙，洞頂水會沿著縫隙有相鄰多滴往下滴落。解決方法是設計了不銹鋼倒錐形去頂裝置11，削頂口徑為半徑5cm。該部件可以將相鄰水滴排除在收集裝置之外。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。