渠道地温采集系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种渠道地温采集系统，尤其涉及一种用于采集衬砌渠道的渠基土温度的渠道地温采集系统。


背景技术：

2.北方地区灌溉渠道在冬季低温条件下，含有一定水分的渠基土在受冻后会体积膨胀，则会对渠道的水工建筑物及渠道衬砌工程造成很大的破坏。为了降低或消除渠基土的冻胀形变量，需要对衬砌渠道采取保温措施。而在设计保温措施的时候，如何选择最经济的保温方案，需要通过对各保温方案进行选型比较。目前专用于该类内容采集的仪表很少见，并且需要配合上位机进行历史记录查询和温度变化曲线显示，对在现场使用者来说，功能并不是很全面和直观，并且一些现有的仪表，并不是针对室外低温使用环境的，会出现低温情况下无法正常运行的问题。
3.cn101908262a公开了一种用于无线多点地温监测的传感器，该传感器包括电能提供单元、密封体、隔热管、信号线、控制板、至少一个温度传感器节点单元，射频单元，电能提供单元固定在密封体上，密封体内部固定有控制板，密封体与隔热管紧密连接隔热管与至少一个温度传感器节点单元通过螺纹紧密连接，温度传感器节点单元通过信号线与控制板相连接。该专利文献可以测量不同深度土壤的温度，但无法完成温度数据的多路采集以及分析。
4.cn104236623a公开了一种输水渠道冻胀多功能自动化监测系统，包括监测中心、数据采集传输系统和监测仪器，监测仪器连接数据传输采集系统，数据传输采集系统通过网络连接监测中心，监测仪器中包括设置在各监控点的位移传感器、温度传感器。该专利文献的温度传感器未采用支撑设备固定，在渠道冻胀时，不能准确得出具体深度土壤的温度。
5.cn202182771u公开了一种土壤温度远程监测预警装置，包括土壤温度传感器，设置于被监测的土壤中，产生土壤温度数据信号；数据采集器，接收土壤温度传感器产生的土壤温度数据信号；无线通信模块，接收数据采集器接收到的土壤温度数据信号，并通过无线通信网络向外传送土壤温度数据信号。该专利文献未涉及未采用支撑设备固定温度传感器。
6.cn206818318u公开了一种土地温度测量装置，包括定位连接组件，两个固定套环和两个测温单元，每个所述测温单元上分别套装一个固定套环，两个固定套环通过所述定位连接组件连接。该专利文献未涉及多路温度采集以及温度数据分析和传送。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种渠道地温采集系统。本实用新型的系统可以对渠道地温进行多路采集、存储和分析，有利于对不同保温措施进行判断，并为分析经济效益提供技术依据。进一步地，该系统能够在渠基土体积发生变化时，精确地测定不同深度土壤的温度。本实用新型通过如下技术方案达到上述目的。
8.本实用新型提供一种渠道地温采集系统，包括温度测量单元和多通道地温采集信号巡检单元；
9.所述温度测量单元包括支撑设备和温度传感器，所述支撑设备沿垂直于地面方向设置，所述支撑设备的一部分位于地面以上，另一部分位于地面以下；所述温度传感器固定于支撑设备上并设置于地面以下的渠基土内，所述温度传感器用于测量位于地面以下的不同深度位置的渠基土的温度；
10.所述多通道地温采集信号巡检单元包括多路数字信号收集模块、存储模块、分析模块和显示模块；
11.所述多路数字信号收集模块与所述温度传感器相连，用于收集温度数据；
12.所述存储模块与所述多路数字信号收集模块相连，用于将温度数据进行存储；
13.所述分析模块分别与所述存储模块和所述多路数字信号收集模块相连，用于将即时收集的温度数据以及存储的历史数据进行分析，并形成温度变化趋势的分析数据以及将该分析数据存储于所述存储模块中；
14.所述显示模块分别与所述多路数字信号收集模块、存储模块和分析模块相连，用于显示和查询即时收集的温度数据、历史数据以及分析数据。
15.根据本实用新型所述的渠道地温采集系统，优选地：
16.所述渠道地温采集系统还包括服务器；
17.所述多通道地温采集信号巡检单元还包括输出模块；所述输出模块分别与分析模块和存储模块相连，所述输出模块用于将历史数据以及分析数据传送至服务器。
18.根据本实用新型所述的渠道地温采集系统，优选地，所述输出模块具有rs485/232接口；所述服务器为云服务器。
19.根据本实用新型所述的渠道地温采集系统，优选地，还包括供电单元，所述供电单元分别与所述温度测量单元和多通道地温采集信号巡检单元相连。
20.根据本实用新型所述的渠道地温采集系统，优选地：
21.所述供电单元包括太阳能设备，所述太阳能设备用于将太阳能转换为电能；
22.所述温度传感器包括相连的探头和信号线缆，所述信号线缆远离探头的一端与所述多路数字信号收集模块相连。
23.根据本实用新型所述的渠道地温采集系统，优选地，所述支撑设备具有地面基准线，所述地面基准线与所述地面共平面设置；所述支撑设备位于地面基准线以上的部分具有刻度线。
24.根据本实用新型所述的渠道地温采集系统，优选地，所述探头设置为与所述地面基准线平行。
25.根据本实用新型所述的渠道地温采集系统，优选地，所述支撑设备还包括连接位，所述连接位的一端固定于支撑设备上，另一端与所述温度传感器相连。
26.根据本实用新型所述的渠道地温采集系统，优选地，所述连接位为多个，其分别设置为位于地面基准线以下，并均匀分布；相邻两个连接位之间的距离为5～50cm。
27.根据本实用新型所述的渠道地温采集系统，优选地，所述连接位中的一个连接位靠近所述地面基准线设置。
28.本实用新型的渠道地温采集系统可以实现多路地温采集、存储和分析，尤其是在
低温室外条件下，对土壤冻土层实现温度连续监测及曲线、报表的生成，以及数据远传功能，以及可以实现历史数据的查询。这样有利于对不同保温措施进行判断，并为分析经济效益提供技术依据。此外，本实用新型的系统能够在渠基土体积发生变化时，精确地测定不同深度渠基土的温度。
附图说明
29.图1为本实用新型的一种渠道地温采集系统的示意图。
30.图2为本实用新型的一种温度测量单元的结构示意图。
31.附图标记说明如下：
32.100-温度测量单元，110-支撑设备，111-地面基准线，112-刻度线，113-连接位，120-温度传感器，200-多通道地温采集信号巡检单元，210-多路数字信号收集模块，220-存储模块，230-分析模块，240-显示模块，250-输出模块，300-服务器。
具体实施方式
33.下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
34.本实用新型的渠道地温采集系统包括温度测量单元、多通道地温采集信号巡检单元和供电单元。任选地，还包括服务器。下面进行详细描述。
35.《温度测量单元》
36.本实用新型的温度测量单元包括支撑设备和温度传感器。这样可以在地面位置发生位移时仍然能够精准地计算出温度传感器的深度。
37.支撑设备沿垂直于地面方向设置，支撑设备的一部分位于地面以上，另一部分位于地面以下。
38.根据本实用新型的一个实施方式，支撑设备具有地面基准线，地面基准线与地面共平面设置。支撑设备位于地面基准线以上的部分具有刻度线。这样在地面位置发生位移时，通过刻度线即能够计算出地面位移的距离。
39.在某些实施方案中，地面基准线与最大刻度线重合。
40.在本实用新型中，支撑设备可以为棒状或长方体型。根据本实用新型的一个具体实施方式，支撑设备为长方体型。支撑设备可以由尼龙制成。
41.本实用新型的温度测量单元在使用时，将地面基准线与渠基土的地面持平，这样能够利用地面基准线准确地标示出渠基土地面的初始位置，在地面位置发生位移时能够准确地记录位移的大小，从而能够精准地计算出温度传感器的深度。
42.在某些实施方案中，支撑设备位于地面基准线以上部分的长度为4～7cm。支撑设备位于地面基准线以下的长度根据所需测定渠基土的深度决定。在某些实施方案中，支撑设备位于地面基准线以下部分的长度为100～300cm。在另一些实施方案中，支撑设备位于地面基准线以下部分的长度为400～600cm。
43.本实用新型的支撑设备还设置有连接位。连接位的一端固定于支撑设备上，另一端与温度传感器相连。这样有利于将温度传感器固定于支撑设备上。
44.根据本实用新型的一个实施方式，连接位为多个，其分别设置为位于地面基准线
以下，并均匀分布；相邻两个连接位之间的距离为5～50cm。相邻两个连接位之间的距离可以根据测量的需要设置。根据本实用新型的一个实施方式，相邻两个连接位之间的间隔为20cm。连接位中的一个连接位靠近地面基准线设置。
45.本实用新型的温度传感器固定于支撑设备上并设置于地面以下的渠基土内，具体地，温度传感器固定于连接位上。温度传感器用于测量位于地面以下的不同深度位置的渠基土的温度。
46.在本实用新型中，温度传感器与多通道地温采集信号巡检单元相连。根据本实用新型的一个实施方式，温度传感器包括相连的探头和信号线缆。信号线缆与多通道地温采集信号巡检单元相连。根据本实用新型的一个具体实施方式，信号线缆远离探头的一端与多路数字信号收集模块相连。
47.根据本实用新型的一个实施方式，温度传感器的探头设置为与地面基准线平行。
48.在本实用新型中，温度传感器可以采用316不锈钢材质作为探头，环氧树脂灌装制作，使其具有良好的导热性及防水性。使用的信号线缆可以采用地温双层屏蔽信号线，满足在-45℃工作情况下介电损耗较小，能在0℃～-45℃的环境温度范围内，长时间暴露在户外也不改变机械性能。温度传感器的测量范围可达到-55℃～+125℃，精度可达到
±
0.5℃。
49.在本实用新型中，温度测量单元的使用方法如下：将温度传感器相应地固定于支撑设备上，采用洛阳铲或其他打洞工具由地面垂直向下挖出孔洞，将支撑设备放入孔洞内，通过加入沙土进行高低调整，使地面基准线与地面持平。用挖出的原状土加水形成糊状泥水混合物，倒入孔洞内回填，灌满后静止半小时，液面下降后继续加入，重复此过程，直至回填土与地面高度一致。当地面位置发生变化时，支撑设备上的刻度线能够精准地观测到温度测量单元与地面的相对垂直位移，可精准地计算温度传感器的相对埋深。
50.《多通道地温采集信号巡检单元》
51.本实用新型的多通道地温采集信号巡检单元包括多路数字信号收集模块、存储模块、分析模块、显示模块和输出模块。这样可以解决多路地温采集问题，尤其是在低温室外条件下，对土壤冻土层实现温度连续监测及曲线、报表的生成、数据远传功能等。
52.多路数字信号收集模块与温度传感器相连，多路数字信号收集模块用于收集温度数据。在本实用新型中，可以按照设置要求，可以采用16路通道采集，可实现秒级到小时计的刷新时间设置，并可以单独设置通道名称，更直观、准确。
53.存储模块与多路数字信号收集模块相连，存储模块用于将温度数据进行存储。分析模块分别与存储模块和多路数字信号收集模块相连，分析模块用于将即时收集的温度数据以及存储的历史数据进行分析，并形成温度变化趋势的分析数据以及将该分析数据存储于所述存储模块中。显示模块分别与多路数字信号收集模块、存储模块和分析模块相连，用于显示和查询即时收集的温度数据、历史数据以及分析数据。在本实用新型中，可实现单独或分组显示实时、历史温度变化趋势曲线图，可实现多年数据存储，可实现历史数据及温度变化趋势曲线的查询，这样可以为不同保温措施的经济效益分析提供技术依据。
54.输出模块分别与分析模块和存储模块相连，输出模块用于将历史数据以及分析数据传送至服务器。这样可以方便多用户查询以及数据的长期存储。
55.根据本实用新型的一个实施方式，输出模块设置为具有rs485/232接口。这样可以实现数据的远距离传送。
56.在本实用新型中，可以将多通道地温采集信号巡检单元集成而形成多通道地温采集信号巡检仪。
57.《服务器》
58.本实用新型的服务器与输出模块相连。在某些实施方案中，服务器为云服务器。这样可以方便多用户查询以及方便远距离用户查询渠道地温采集数据。
59.《供电单元》
60.本实用新型的供电单元分别与温度测量单元和多通道地温采集信号巡检单元相连。在某些实施方案中，供电单元还与服务器相连。
61.在本实用新型中，可根据现场电力环境，灵活选择dc12v供电或ac220v供电。
62.根据本实用新型的一个实施方式，供电单元包括太阳能设备，太阳能设备用于将太阳能转换为电能。这样可以实现绿色能源。
63.在本实用新型中，渠道地温采集系统无操作时可以进入待机状态，这样可以有效地提高太阳能供电状态下的系统续航时间。
64.实施例1
65.图1为本实用新型的一种渠道地温采集系统的示意图。图2为本实用新型的温度测量单元的结构示意图。
66.如图1所示，本实施例的渠道地温采集系统包括温度测量单元100、多通道地温采集信号巡检单元200、服务器300和供电单元(未示出)。
67.如图2所示，温度测量单元100包括支撑设备110和温度传感器120。支撑设备110沿垂直于地面方向设置，支撑设备110的一部分位于地面以上，另一部分位于地面以下。温度传感器120固定于支撑设备100上并设置于地面以下的渠基土内，温度传感器120用于测量位于地面以下的不同深度位置的渠基土的温度。
68.在本实施例中，温度传感器120包括相连的探头和信号线缆，信号线缆与多路数字信号收集模块110相连。
69.支撑设备110为长方体型。如图2所示，支撑设备110具有地面基准线111，地面基准线111可以与地面共平面设置。支撑设备110位于地面基准线111以上的部分具有刻度线112。支撑设备110位于地面基准线111以下的部分设置有连接位113，连接位113的一端固定于支撑设备110上，另一端与温度传感器120相连。连接位113为多个并均匀分布；相邻两个连接位113之间的距离为20cm。每个连接位均连接有温度传感器120。连接位113中一个连接位靠近地面基准线111设置。支撑设备110在位于地面基准线111以下的部分为200cm。温度传感器120的探头与地面基准线111平行。温度传感器120的探头的测量范围可达到-55℃～+125℃。
70.如图1所示，多通道地温采集信号巡检单元200包括多路数字信号收集模块210、存储模块220、分析模块230、显示模块240和输出模块250。
71.多路数字信号收集模块210与温度传感器120相连，可以收集温度数据。在本实施例中，多路数字信号收集模块210可以实现16路温度信号的收集。存储模块220与多路数字信号收集模块210相连，可以将温度数据进行存储。分析模块230分别与存储模块220和多路数字信号收集模块210相连，可以将即时收集的温度数据以及存储的历史数据进行分析，并形成温度变化趋势的分析数据以及将该分析数据存储于存储模块220中。显示模块240分别
与多路数字信号收集模块210、存储模块220和分析模块230相连，可以显示和查询即时收集的温度数据、历史数据以及分析数据。输出模块250分别与分析模块230和存储模块220相连，输出模块250可以将历史数据以及分析数据传送至服务器300。在本实施例中，输出模块250具有rs485/232接口。供电单元分别与温度测量单元100和多通道地温采集信号巡检单元200相连。供电单元可以选择dc12v供电或ac220v供电。
72.实施例2
73.除了以下设置之外，其余与实施例1相同：
74.本实施例的供电单元包括太阳能设备，太阳能设备可以用于将太阳能转换为电能。
75.实施例3
76.除了以下设置之外，其余与实施例2相同：
77.服务器300为云服务器。
78.实施例4
79.除了以下设置之外，其余与实施例2相同：
80.相邻两个连接位113之间的间隔为10cm。
81.本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。