专利名称：钻孔振荡式渗透系数取值试验传感器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是钻孔振荡式渗透系数取值试验传感器装置，属于仪器 测试技术领域。
背景技术：
渗透系数的确定是地下水资源评价、数值模拟、开发利用、环境保护以及 科学管理的基础，通常通过现场抽水试验或压水试验获取。现场抽水试验即 利用抽水设备(如量桶、空气压縮机和水泵)在井孔中产生一定水位降深， 记录井孔中水位随时间变化数据，根据地下水动力学理论(如泰斯公式、裘 布依公式等)计算得到渗透系数。抽水试验持续时间长、所需设备及操作人 员多、费用高、对场地及井孔要求苛刻且极易对含水层造成污染。现场试验 时，多采用测绳来测量动水位，而试验初始阶段水位变化极快，人工测量不 可避免的会造成误差，从而降低了计算结果的可靠性。 发明内容
本实用新型的目的旨在提出一种不但测量井孔中压力的变化,而且要测量 介质温度和密度的钻孔振荡式渗透系数取值试验传感器装置。
本实用新型的技术解决方案其结构是由船用压力传感器、温度采集模块， 数据处理传输模块、数字密度传感器和外壳构成，其中船用压力传感器、温 度采集模块和数字密度传感器的数据输出端分别与数据处理传输模块的输入 端对应相接。本实用新型的优点可利用船用压力传感器将采集到的压力信号输入给数 据处理传输模块，通过数据处理传输模块进行模数转换，将压力值传输给数 据采集系统，进行数据存储，为计算渗透系数提供原始数据。温度采集模块 和数字密度传感器，可将介质的实时温度和密度数据通过数据处理传输模块 传输给数据采集系统，进行数据存储，为计算热传导系数提供原始数据。
附图1是本实用新型的结构框图。
具体实施方式
对照附图1，其结构是由船用压力传感器、温度采集模块(温度传感器)、 数据处理传输模块、数字密度传感器和外壳构成，其中船用压力传感器、温 度采集模块和数字密度传感器的数据输出端分别与数据处理传输模块的输入 端对应相接。
所述的船用压力传感器、温度采集模块和数字密度传感器的压力数据、介 质实时温度和密度数据输出端分别通过数据处理传输模块与数据采集系统中 的数据输入端对应相接。
所述的船用压力传感器是将采集到的压力信号输入给数据处理传输模 块，通过数据处理传输模块进行模数转换，将压力值传输给数据采集系统， 进行数据存储，为计算渗透系数提供原始数据。船用压力式液位变送器压力 采用了高性能的硅压阻式压力充油芯体作压力敏感核心，接入专用集成电路 将传感器毫伏信号转换成标准电压、电流或频率信号，并可以直接与计算机
接口卡、控制仪表、智能仪表或PLC等相连，是扩散硅精密机械加工、温度
补偿、模拟信号处理技术的结晶。在硅基片上采用离子注入并经激光修正制成惠斯通电桥，过程压力作用于传感器的隔离膜片上使膜片产生位移，通过 膜盒内的硅油压力传递到硅基片上，使惠斯通电桥的四支电阻，有两支因拉 伸而阻值变小，另外两支因压縮而阻值变大，桥臂阻值的变化使电桥失去平 衡这样就产生了一个与压力成正比的电压输出信号。传感器的毫伏信号
经过集成放大电路处理转换成工业标准的4 20mA信号输出。船用压力式液 位变送器体积小，重量轻，精度髙，稳定性好稳定可靠的硅压阻芯片通过温 度校正，使温度漂移在其最高的精度范围之内，长期稳定性好，从而减少了 维护工作量。电路可靠，响应速度快，采用了先进的膜片/充油隔离技术，充 油量极小保证了很好的压力传递功能，提高了抵御极限破坏压力的能力，同 时也提高了防腐蚀的能力，利用高分子筛很好地解决了变送器内部结露的问 题，提高变送器在高湿环境中使用的寿命。内部电路有防干扰设计，导线设 有屏蔽层。船用压力式液位变送器将OEM充油芯体封装在不锈钢壳体内。 前端护套起保护传感器膜片的作用，也能使液体流畅地接触到膜片；防水导 线与外壳密封连接；通气管在电缆内与外界连接；内部高分子筛防结露；内 置微型信号处理电路，可进行远程传输，具有良好的稳定性和可靠性。
所述的温度传感器和数字密度传感器，将介质的实时温度和密度的数据通 过数据处理传输模块传输给数据采集系统，进行数据存储，为计算热传导系 数提供原始数据。
数字密度传感器(现有)包括液体密度变送器和信号放大以及模数转换电 路,实现将传感器的毫伏信号经过集成放大电路处理转换成RS485信号输出。
温度采集模块采用DS18B20(数字式温度传感器)，其芯片本身带有命令集 和存储器，微处理器通过发出控制命令，对芯片存储器进行读写，完成温度测量，用简单的程序即可得到自动识别，节省大量引线和控制通道切换的
逻辑电路。使用DS18B20无需事先标定，无需外围元件，放大器和A/D转 换器也都被省去。
内部计数器对一个受温度影响的振荡器的脉冲计数，低温时振荡器的脉冲 可以通过门电路，而当到达某一设置高温时振荡器的脉冲无法通过门电路。 计数器设置为一55。C时的值，如果计数器达到0之前，门电路未关闭，则温 度寄存器的值将增加，这表示当前温度高于一55'C。同时，计数器复位在当 前温度值上，电路对振荡器的温度系数进行补偿，计数器重新开始计数直到 回零。如果门电路仍然未关闭，则重复以上过程。温度转换所需时问不超过 750ms，得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，DS18B20数字式温度传 感器与单片机的数据通讯单片机与DS18B20通过一根线进行通信时，单片 机必须首先发出这样5个ROM命令的一个，这5个命令分别为读ROM、 匹配ROM、查寻ROM、跳过ROM、报警查寻。单片机在读写DS18B20前 先使其复位，检测到其应答信号后，微处理器发ROM操作命令，然后，再 发控制命令。有一个控制命令指示DS18B20进行温度测量。测量结果将存放 在DS18B0的内存中，当遇到读内存命令时可以被读出。
数据处理传输模块(数据采集与发送模块)采用MSP430F149单片机、 DS18B20数字温度传感器和RS-485通信接口及相应的配套电路和器件等组 成。
MCU通过对相应传感器和变送器的实时采样和处理，将相应的压力、温 度和密度等数据通过RS-485接口实时发送到数据监测、显示和控制主模块。 该模块同时具有运行指示和自检功能。压力式液位变送器实现将传感器的毫伏信号经过集成放大电路处理转换
成工业标准的4 20mA信号输出。所选用的压力式液位变送器应具有体积 小，重量轻，精度高，稳定性好等特点。
传感器系统可测试井孔中介质压力的变化，并将采集到的信号转换为数字 信号，传送到数据采集系统。本系统还集成了温度传感器和数字密度传感器， 除了测量井孔中压力的变化，还可以测量介质温度和密度。
权利要求1、钻孔振荡式渗透系数取值试验传感器装置，其特征是包括船用压力传感器、温度采集模块、数据处理传输模块、数字密度传感器和外壳，其中船用压力传感器、温度采集模块和数字密度传感器的数据输出端分别与数据处理传输模块的输入端对应相接。
2、 根据权利要求1所述的钻孔振荡式渗透系数取值试验传感器装置，其 特征是所述的船用压力传感器、温度采集模块和数字密度传感器的压力数据、 介质实时温度和密度数据输出端分别通过数据处理传输模块与数据采集系统 中的数据输入端对应相接。
专利摘要本实用新型是钻孔振荡式渗透系数取值试验传感器装置，其结构是船用压力传感器、温度采集模块和数字密度传感器的数据输出端分别与数据处理传输模块的输入端对应相接。优点可利用船用压力传感器将采集到的压力信号输入给数据处理传输模块，通过数据处理传输模块进行模数转换，将压力值传输给数据采集系统，进行数据存储，为计算渗透系数提供原始数据。温度采集模块和数字密度传感器，可将介质的实时温度和密度数据通过数据处理传输模块传输给数据采集系统，进行数据存储，为计算热传导系数提供原始数据。
文档编号G01N7/00GK201152846SQ20082003098
公开日2008年11月19日 申请日期2008年1月17日 优先权日2008年1月17日
发明者余钟波, 傅志敏, 周志芳, 王仲夏, 赵燕容 申请人:河海大学