一种地下水体检测方法及检测系统与流程

1.本发明涉及水体检测技术领域，尤其是涉及一种地下水体检测方法及检测系统。


背景技术：

2.地下水，地球上最神秘的水资源，它们蕴藏在地下，人类不容易发现，但它们对人类的生活生产、农业灌溉等有着重要的意义。但是，随着人类不合理活动增加，地下水被污染了，水位也下降了。幸运的是，人们在发现这一问题后，迅速对地下水动态开展监测研究，建设地下水监测井，形成地下水动态监测网络，并根据获取数据制定相应的对策，遏制地下水环境进一步恶化。
3.但是对于不同环境下的地下水进行检测时，需要对针对不同的工况进行采集，当遇到土壤中存在石块时，会影响检测装置的下潜，工作人员一般会选择重新寻找新的地点进行下潜。
4.针对上述相关技术，发明人认为重新寻找新的地点进行下潜时，较为浪费时间从而影响采样效率。


技术实现要素：

5.为了便于精准找到合适的采样点，从而提高采样效率，本技术提供一种地下水体检测方法及检测系统。
6.第一方面，本技术提供的一种地下水体检测方法，采用如下的技术方案：一种地下水体检测方法，包括：在深入土壤取水的过程中，获取钻机模块沿前进方向的预设范围内的土壤信息；分析土壤信息的内容物，若内容物中含有石块，则获取石块的体积信息；若石块的体积超过预设的第一体积阈值，则启动预设的碎石模块对石块进行粉碎；获取钻机模块的前进距离信息；若钻机模块的前进距离达到预设的第一距离阈值，则控制预设的取水模块进行取水处理。
7.通过采用上述技术方案，在开始深入土壤取水时，通过分析土壤中的石块体积信息，当遇到达到一定体积的石块时，通过将石块进行粉碎的方式，从而无需钻机模块从土壤中移出，即可顺利按照原有的取水路线深入采样取水，无需反复多次寻找采样点，便于精准找到合适的采样点，从而提高采样效率。
8.可选的，获取石块的体积信息的步骤之后包括：若石块的体积不超过预设的第一体积阈值，则控制预设的推板模块推动石块使石块偏离钻机模块。
9.通过采用上述技术方案，当遇到体积比较小的石块时，只需利用推板模块，推动小石块偏向一侧，使小石块不再阻挡钻机模块前行，无需采用碎石模块对石块进行粉碎，能节
省一定的电功率，同时也利于采样取水工作的进行。
10.可选的，获取石块的体积信息的步骤之后还包括：若石块的体积超过预设的第二体积阈值，第二体积阈值大于第一体积阈值，则基于钻机模块沿前进方向的预设范围内的土壤信息，获取钻机模块和预设的目标取水点之间的剩余距离信息；若剩余距离未达到第二距离阈值，则启动预设的碎石模块对石块进行粉碎；若剩余距离达到第二距离阈值，则启动撤出模式，使钻机模块逐渐远离目标取水点。
11.通过采用上述技术方案，当遇到碎石模块难以粉碎的较大型石块时，首先需要判断此时的钻机模块与目标取水点的剩余距离信息，若只剩较短的距离时，则无需将钻机模块从土壤中撤出，利用碎石模块对这个较大型石块进行粉碎即可，若还具有较远的距离，则需要及时止损，为了节省时间，需要将钻石模块从土壤中撤出，重新寻找新的目标取水点，有利于提高后续的采样取水效率。
12.可选的，钻机模块逐渐远离目标取水点的步骤之后包括：获取钻机模块沿自身周向的预设的范围内的土壤地图信息；基于土壤地图信息，获取备用取水路线信息；基于备用取水路线信息，则控制预设的取水模块进行取水处理。
13.通过采用上述技术方案，在钻机模块移出土壤时，需要确定备用的取水路线，首先需要获取附近的土壤信息，根据附近的土壤信息，确定出备用取水路线信息，使采样取水工作能顺利进行。
14.可选的，基于土壤地图信息，获取备用取水路线信息的步骤包括：基于土壤地图信息，获取地下水源分布信息；基于地下水源分布信息，确定备用取水点；获取钻机模块与备用取水点之间的路线信息作为备用取水路线。
15.通过采用上述技术方案，由于在钻机模块周围的水源分布较为分散，存在多个水源点，因此需要寻找合适的水源点作为备用取水点，然后将备用取水点与钻机模块之间的距离作为备用取水路线，先寻找最合适的取水点，然后再获取备用取水路线，利于寻找最合适的备用取水路线。
16.可选的，基于地下水源分布信息，确定备用取水点的步骤包括：基于地下水源分布信息，获取水源数量信息和水源位置信息；获取每个水源位置与钻机模块之间的距离信息；选择距离最短的水源位置作为备用取水点的位置。
17.通过采用上述技术方案，为了提高采样取水的效率，需要选择距离钻机模块最近的水源位置作为备用取水点，从理论上说采样取水的时间最短，采样取水的效率更高。
18.可选的，选择距离最短的水源位置作为备用取水点的位置的步骤之后包括：获取钻机模块与备用取水点之间的石块数量；若石块数量达到预设的石块数量阈值时，则选择距离次最短的水源位置作为新的备用取水点的位置。
19.通过采用上述技术方案，当确定备用取水点之后，若这个备用取水点存在多个石
块，则在深入取水的过程中，依然需要通过碎石模块对石块进行粉碎，当石块数量过多时，则会浪取水时间，影响到取水效率，因此即使是距离最短的取水路线，也要考虑是否需要将其作为备用取水路线，针对这种情况，需要将石块较多的取水路线加以摒弃，选择距离次最短的取水路线作为合适的取水路线。
20.第二方面，本技术提供的一种地下水体检测系统，采用如下的技术方案：一种地下水体检测系统，应用于上述的地下水体检测方法，包括土壤信息获取模块、土壤信息分析模块、判断模块、体积信息获取模块、控制模块、碎石模块、距离信息获取模块和取水模块；土壤信息获取模块用于获取钻机模块沿前进方向的预设范围内的土壤信息；土壤信息分析模块用于分析土壤信息的内容物；判断模块用于判断内容物中是否含有石块，以及用于判断石块的体积是否超过预设的第一体积阈值；体积信息获取模块，用于获取石块的体积信息；控制模块，用于在石块的体积超过预设的第一体积阈值时发送碎石指令给碎石模块；碎石模块，用于接收并响应于碎石指令，对石块进行粉碎；距离信息获取模块，用于获取钻机模块的前进距离信息；判断模块，还用于判断钻机模块的前进距离是否达到预设的第一距离阈值；控制模块，还用于在钻机模块的前进距离达到预设的第一距离阈值，发送取水指令给取水模块；取水模块，用于接收并响于取水指令，控制取水模块进行取水处理。
21.通过采用上述技术方案，在开始深入土壤取水时，通过分析土壤中的石块体积信息，当遇到达到一定体积的石块时，通过将石块进行粉碎的方式，从而无需钻机模块从土壤中移出，即可顺利按照原有的取水路线深入采样取水，无需反复多次寻找采样点，便于精准找到合适的采样点，从而提高采样效率。
22.综上，本技术包括以下有益技术效果：1.在开始深入土壤取水时，通过分析土壤中的石块体积信息，当遇到达到一定体积的石块时，通过将石块进行粉碎的方式，从而无需钻机模块从土壤中移出，即可顺利按照原有的取水路线深入采样取水，无需反复多次寻找采样点，便于精准找到合适的采样点，从而提高采样效率；2.当遇到碎石模块难以粉碎的较大型石块时，首先需要判断此时的钻机模块与目标取水点的剩余距离信息，若只剩较短的距离时，则无需将钻机模块从土壤中撤出，利用碎石模块对这个较大型石块进行粉碎即可，若还具有较远的距离，则需要及时止损，为了节省时间，需要将钻石模块从土壤中撤出，重新寻找新的目标取水点，有利于提高后续的采样取水效率。
附图说明
23.图1是本技术实施例的一种地下水体检测系统的硬件架构示意图。
24.图2是本技术实施例的一种地下水体检测方法的流程图。
25.附图标记说明：1、土壤信息获取模块；2、土壤信息分析模块；3、判断模块；4、体积信息获取模块；5、控制模块；6、碎石模块；7、推板模块；8、距离信息获取模块；9、取水模块。
具体实施方式
26.以下结合附图1-2对本技术作进一步详细说明。
27.参照图1，本技术实施例公开一种地下水体检测系统，包括土壤信息获取模块1、土壤信息分析模块2、判断模块3、体积信息获取模块4、控制模块5、碎石模块6、推板模块7、距离信息获取模块8和取水模块9。
28.土壤信息获取模块1用于获取钻机模块沿前进方向的预设范围内的土壤信息；通过红外探测的形式，对土壤进行采样，预设范围内可以为以空间坐标系的长度、宽度和深度均为1米的范围内，因此可以获取1立方米的土壤内的土壤信息。
29.土壤信息分析模块2用于分析土壤信息的内容物；土壤信息的内容物包括水源、土壤、树枝、小型生物等。
30.判断模块3用于判断内容物中是否含有石块，以及用于判断石块的体积是否超过预设的第一体积阈值；还用于判断钻机模块的前进距离是否达到预设的第一距离阈值。
31.体积信息获取模块4，用于获取石块的体积信息；在判断模块3根据土壤中的内容物进行形体特征的判断时，根据系统中预存的石块特征模型进行匹配，从而确定土壤中存在石块，然后通过对石块的边界进行测量的方式，估测石块体积。
32.控制模块5，可以为单片机、承载有运行程序的芯片等，通过控制模块5能控制取水工作的正常进行。用于在石块的体积超过预设的第一体积阈值时发送碎石指令给碎石模块6；控制模块5，还用于在钻机模块的前进距离达到预设的第一距离阈值，发送取水指令给取水模块9。
33.举例来说，第一体积阈值为4cm3，则超过第一体积阈值的石块需要进行处理，防止石块阻挡钻机模块下潜采样取水。
34.碎石模块6，用于接收并响应于碎石指令，对石块进行粉碎；碎石模块6可以为电钻，受控于控制模块5，对石块进行粉碎。
35.推板模块7，受控于控制模块5，在石块的体积不超过第一体积阈值时，则受控于控制模块5，将体积较小的石块推向一侧；推板模块7具体可为一个受控于驱动件的推板，驱动件可以为丝杆驱动件、小型气缸等。
36.距离信息获取模块8，用于获取钻机模块的前进距离信息；距离信息获取模块8可以为测距仪或者形成记录仪，用于获取钻机模块向下钻取的深度信息。
37.取水模块9，用于接收并响于取水指令，控制取水模块9进行取水处理，取水模块9可以用带有滤网的抽水器，内部设置有容器。
38.需要注意的是，在本技术中，钻机模块、土壤信息获取模块1、土壤信息分析模块2、判断模块3、体积信息获取模块4、控制模块5、碎石模块6、推板模块7、距离信息获取模块8和取水模块9，都是连接成一体的。
39.本技术实施例一种地下水体检测系统的实施原理为：在开始深入土壤取水时，通过分析土壤中的石块体积信息，当遇到达到一定体积的石块时，通过将石块进行粉碎的方
式，从而无需钻机模块从土壤中移出，即可顺利按照原有的取水路线深入采样取水，无需反复多次寻找采样点，便于精准找到合适的采样点，从而提高采样效率。
40.当遇到碎石模块6难以粉碎的较大型石块时，首先需要判断此时的钻机模块与目标取水点的剩余距离信息，若只剩较短的距离时，则无需将钻机模块从土壤中撤出，利用碎石模块6对这个较大型石块进行粉碎即可，若还具有较远的距离，则需要及时止损，为了节省时间，需要将钻石模块从土壤中撤出，重新寻找新的目标取水点，有利于提高后续的采样取水效率。
41.在钻机模块移出土壤时，需要确定备用的取水路线，首先需要获取附近的土壤信息，根据附近的土壤信息，确定出备用取水路线信息，使采样取水工作能顺利进行。
42.由于在钻机模块周围的水源分布较为分散，存在多个水源点，因此需要寻找合适的水源点作为备用取水点，然后将备用取水点与钻机模块之间的距离作为备用取水路线，先寻找最合适的取水点，然后再获取备用取水路线，利于寻找最合适的备用取水路线。
43.当确定备用取水点之后，若这个备用取水点存在多个石块，则在深入取水的过程中，依然需要通过碎石模块6对石块进行粉碎，当石块数量过多时，则会浪取水时间，影响到取水效率，因此即使是距离最短的取水路线，也要考虑是否需要将其作为备用取水路线，针对这种情况，需要将石块较多的取水路线加以摒弃，选择距离次最短的取水路线作为合适的取水路线。
44.基于上述硬件架构，参照图2，本技术实施例还公开了一种地下水体检测方法，包括步骤s100~s500：步骤s100：在深入土壤取水的过程中，获取钻机模块沿前进方向的预设范围内的土壤信息。
45.在需要深入土壤取水时，钻机模块的前进方向可以为垂直向下或者斜向下方的角度，钻机带动取水模块9下潜较为松软的土壤中进行取水。
46.步骤s200：分析土壤信息的内容物，若内容物中含有石块，则获取石块的体积信息。
47.通过分析在钻机模块附近的土壤信息的内容物，当存在有石块时，则需要判断石块的体积是否影响采样取水的正常进行。
48.步骤s300：若石块的体积超过预设的第一体积阈值，则启动预设的碎石模块6对石块进行粉碎。
49.举例来说，第一体积阈值为4cm3，则在石块体积大于4cm3时，明显会影响钻机模块的继续前行，需要启动碎石模块6对石块进行粉碎，从而减小钻机模块前行的难度。
50.步骤s400：获取钻机模块的前进距离信息。
51.步骤s500：若钻机模块的前进距离达到预设的第一距离阈值，则控制预设的取水模块9进行取水处理。
52.此时的第一距离阈值为预先设置的钻机模块的所需前行距离，是通过当地土壤考察得知，当钻机模块前进这个第一距离（例如1m）时，刚好取水模块9到达目标取水点。
53.其中，步骤s200之后包括：若石块的体积不超过预设的第一体积阈值，则控制预设的推板模块7推动石块使石块偏离钻机模块。
54.若石块的体积超过预设的第二体积阈值，第二体积阈值大于第一体积阈值，则基于钻机模块沿前进方向的预设范围内的土壤信息，获取钻机模块和预设的目标取水点之间的剩余距离信息。
55.若剩余距离未达到第二距离阈值，则启动预设的碎石模块6对石块进行粉碎。
56.若剩余距离达到第二距离阈值，则启动撤出模式，使钻机模块逐渐远离目标取水点。
57.此处分为多种情况，举例来说，第二体积阈值为8cm3时：若石块小于4cm3时，则控制推板模块7推动石块，将石块推向一侧；若石块不小于4cm3而不大于8cm3时，利用碎石模块6对石块进行粉碎；若石块大于8cm3时，需要判断此时钻机模块与目标取水点的距离：若距离小于第二距离阈值（例如10cm），则启动碎石模块6对石块进行粉碎；若距离不小于第二距离阈值（例如10cm），则为了提高取水效率，由于粉碎较大型石块需要浪费较多时间，因为需要启动撤出模式，控制钻机模块远离目标取水点。
58.步骤“钻机模块逐渐远离目标取水点”之后包括步骤sa00~sc00：步骤sa00：获取钻机模块沿自身周向的预设的范围内的土壤地图信息。
59.通过红外探测的方式获取钻机模自身周向的范围内的土壤地图信息，举例来说，自身周向的范围可以为8立方米的土壤内的内容物分布情况。
60.步骤sb00：基于土壤地图信息，获取备用取水路线信息。
61.通过土壤地图信息，能获取土壤水源的分布情况，在一定范围内，存在多个水源点，因此选择合适的备用取水点以及备用取水路线则是很必要的，本技术中所提到的所有取水路线基本是根据钻机模块和取水点之间以直线形式展开的。
62.步骤sc00：基于备用取水路线信息，则控制预设的取水模块9进行取水处理。
63.步骤sb00中“基于土壤地图信息，获取备用取水路线信息”的步骤包括步骤sb10~sb30：步骤sb10：基于土壤地图信息，获取地下水源分布信息。
64.此处的地下水源分布信息，为土壤地图上进行自动标记的水源点，观察土壤地图上的水源点分布情况。
65.步骤sb20：基于地下水源分布信息，确定备用取水点。
66.步骤sb30：获取钻机模块与备用取水点之间的路线信息作为备用取水路线。
67.步骤sb20中“基于地下水源分布信息，确定备用取水点”包括步骤sb21~sb23。
68.步骤sb21：基于地下水源分布信息，获取水源数量信息和水源位置信息。
69.步骤sb22：获取每个水源位置与钻机模块之间的距离信息。
70.步骤sb23：选择距离最短的水源位置作为备用取水点的位置。
71.步骤sb24：获取钻机模块与备用取水点之间的石块数量。
72.步骤sb25：若石块数量达到预设的石块数量阈值时，则选择距离次最短的水源位置作为新的备用取水点的位置。
73.当确定备用取水点之后，若这个备用取水点存在多个石块，则在深入取水的过程中，依然需要通过碎石模块6对石块进行粉碎，当石块数量过多时，则会浪取水时间，影响到取水效率，因此即使是距离最短的取水路线，也要考虑是否需要将其作为备用取水路线，针
对这种情况，需要将石块较多的取水路线加以摒弃，选择距离次最短的取水路线作为合适的取水路线。
74.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。