一种安全可靠的智能土壤气监测井保护装置的制作方法

本发明属于监测井保护设备，具体是一种安全可靠的智能土壤气监测井保护装置。

背景技术：

1、相比于水和气，土壤是固、液和气三种介质组成的复杂环境介质，而目前对于土壤的研究大多为固和液的研究，一般对土壤中气体研究较少，随着先关研究的深入，发现土壤内存在和产生的各种气体不仅和地球科学中的地质科学研究、地震科学研究紧密相关，而且也与因环境污染引发的生态环境恶化紧密相关，因此通过土壤监测井的设置进一步了解和掌握地球土壤中各种有关气体的运移状态已经成为进行地球环境调查和评价的重要技术手段之一。

2、土壤气体研究分析逐渐成为环境领域发展的重点之一；目前工程上更多的是建设土壤气监测井并对土壤气进行监测，建井方法为先设置钢质护壁管，再根据需求填充填料，安装探头，完成后钢质护壁管需拔出，完成土壤气见监测井建立，采用钢质护壁管，其体积大，长度固定，实际施工过程受到很大限制，且监测井为一次性，资源浪费成本较高。

3、为防止监测井被破坏，或防止自动化监测设备被盗走，且使监测井被多次利用，需要在监测井上端设置保护装置，现有的土壤气监测井保护装置在使用时，保护措施单一，保护效果不佳，且不能远程传输报警信息，自动化程度低，保护装置的锁定元件从外部打开，容易被破坏，降低使用寿命。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本发明提供了一种安全可靠的智能土壤气监测井保护装置。

2、本发明的技术方案是：一种安全可靠的智能土壤气监测井保护装置，包括设于所述监测井井口处且中心处设有贯通口的水泥底座、设于所述水泥底座上端的双层保护箱、底端通过所述贯通口延伸至监测井内且上端设有出气盘的采集井管、设于所述双层保护箱内的智能监测组件，水泥底座上端设有多个支撑凸柱；

3、所述双层保护箱包括设于水泥底座上且位于贯通口处的内层保护箱、设于所述内层保护箱外部的外层保护箱，内层保护箱上端左右两侧滑动连接有第一滑动盖板，内层保护箱内部左右两侧分别设有通过水平放置的第一电推杆连接的第一移动安装块，且所述第一移动安装块与对应的所述第一滑动盖板连接，所述外层保护箱上端左右两侧滑动连接有第二滑动盖板，外层保护箱内部左右两侧分别设有通过水平放置的第二电推杆连接的第二移动安装块，且所述第二移动安装块上端与对应的所述第二滑动盖板连接；

4、所述智能监测组件包括设于外层保护箱内的控制器、无线通信模块、报警模块、电源模块以及设于内层保护箱内的气体传感器和抽气泵，所述无线通信模块、报警模块、电源模块、气体传感器以及抽气泵均与所述控制器电性连接，外层保护箱底端且位于各个支撑凸柱处设有监测开口，报警模块包括底端设有压缩弹簧且上端与所述监测开口连接的金属板、设于水泥底座上端且位于所述金属板底端左右两侧的金属触头、通过电线与两个金属触头连接的报警器、设于外层保护箱内的振动传感器，所述无线通信模块通过无线信号与外部控制中心连接，抽气泵与所述采集井管上端连接。

5、进一步地，两个所述内层保护箱上端均设有安装存放槽，所述安装存放槽内设有辅助支撑保护组件，所述辅助支撑保护组件包括沿安装存放槽宽度方向设置的转动安装筒、通过连接套与所述转动安装筒侧壁连接的液压杆、设于所述液压杆上与所述连接套相对一侧连接的辅助支撑板、驱动转动安装筒转动的微型驱动马达。

6、说明：当第一滑动盖板和第二滑动盖板关闭后，启动微型驱动马达，通过微型驱动马达带动转动安装筒旋转，使液压杆和辅助支撑板同步旋转至第二滑动盖板的正下端，此时，通过液压杆的延伸作用将辅助支撑板顶至第二滑动盖板下端进行支撑，增加第二滑动盖板的承载力和机械强度，提高保护效果。

7、更进一步地，所述转动安装筒侧壁与所述辅助支撑板底端之间设有两个辅助加固杆，两个所述辅助加固杆分别对称分布于位于液压杆左右两侧。

8、说明：通过在液压杆两侧设置辅助加固杆，分解液压杆的承载力，保证支撑效果的同时，降低了液压杆的负荷强度，延长了液压杆的使用期限。

9、进一步地，两个所述第一滑动盖板以及两个所述第二滑动盖板的相对侧均通过榫卯连接，其中一个第二滑动盖板上端设有安装凹槽，所述安装凹槽上设有自动启闭盖板，安装凹槽内设有与所述控制器电性连接的电子触摸显示屏。

10、说明：通过榫卯连接方式，使两个第一滑动盖板以及两个第二滑动盖板的相对侧相互限制，增加连接的紧凑性，增加第一滑动盖板和第二滑动盖板整体机械强度，提高保护效果，通过在第二滑动盖板对应的安装凹槽内设置电子触摸显示屏，方便实时掌握各个电气元件的运行状况，以及监测井内土壤气的浓度，增加保护装置自动化程度，当电子触摸显示屏不使用时，通过关闭自动启闭盖板将其封闭保存，避免遭到破坏，延长装置使用寿命。

11、进一步地，所述水泥底座上设有倒t型安装杆，所述电源模块包括设于所述倒t型安装杆竖直段顶端的太阳能电池板、与所述太阳能电池板电性连接且设于所述外层保护箱内的蓄电池组、与所述蓄电池组电性连接的电量检测仪。

12、说明：通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过蓄电池组进行电能储存，以供各个电气元件使用，不用额外接外部电源，具有节能减排的效果，同时，通过电量检测仪实时检测蓄电池组的电量，方便实时充电，提高装置可靠性。

13、进一步地，所述贯通口处设有与所述采集井管外壁连接的固定支撑架，所述固定支撑架包括设于采集井管外壁的固定安装圈、沿所述固定安装圈外壁周向分布的多个固定支杆、设于每个所述固定支杆末端的加固连接片，每个所述加固连接片上通过多个紧固螺栓与水泥底座内壁固定连接。

14、说明：固定支撑架在使用时，将固定安装圈套设在采集井管外壁，并将各个固定支杆上的加固连接片与水泥底座内壁通过紧固螺栓固定连接，通过固定安装圈和固定支杆对采集井管外壁的各个方向施加支撑力，增加了采集井管安装的牢靠性，保证土壤气采集和检测工作的正常进行。

15、进一步地，所述内层保护箱和所述外层保护箱内壁均设有吸水材料，所述吸水材料为交联型轻乙基纤维素接枝丙烯酞胺聚合物。

16、说明：通过吸水材料对内层保护箱和外层保护箱内的湿气进行吸附，保持内层保护箱和外层保护箱内的干燥性，避免各个电气元件受潮，提高装置运行可靠性，且交联型轻乙基纤维素接枝丙烯酞胺聚合物为常用的吸水材料，原料易得，经济实惠，满足使用要求。

17、进一步地，所述水泥底座上设有遮挡组件，所述遮挡组件包括设于水泥底座上端且位于所述外层保护箱上端位置处的安装架、设于所述安装架上的遮挡板、设于安装架各侧壁的折叠推拉板。

18、说明：当对内层保护箱和外层保护箱定期断电检修时，由于第一滑动盖板和第二滑动盖板无法自动关闭，此时，通过遮挡板对监测井上端进行保护，避免异物或雨水落入监测井内，当检修中途离开时，工作人员将各个折叠推拉板拉下，并通过锁扣锁住，将监测井和保护装置整体遮挡，避免元件丢失和损坏，增加保护装置的可靠性。

19、更进一步地，所述折叠推拉板上设有推拉把手，所述遮挡板是由多个子挡板倾斜抵接构成。

20、说明：通过设置推拉把手，方便操作折叠推拉板升降，通过倾斜结构的设置，避免遮挡板上端积水，降低遮挡板的承重力，延长遮挡板的使用寿命。

21、本发明还公开了一种安全可靠的智能土壤气监测井保护装置的使用方法，包括以下步骤：

22、s1、启动抽气泵，通过抽气泵和采集井管抽取监测井内的土壤气并经出气盘分散至内层保护箱内，此时，通过气体传感器检测土壤气的浓度，并将检测结果发送至控制器，并通过无线通信模块将监测结果发送至外部控制中心；

23、s2、通过电源模块向各个电气元件供电，通过外层保护箱对控制器、无线通信模块、报警模块以及电源模块进行防护，同时，对气体传感器以及抽气泵进行第一层防护，通过内层保护箱对气体传感器以及抽气泵进行第二层防护；

24、s3、当外力撞击外层保护箱时，通过振动传感器检测到振动信号，并发送至控制器，此时，控制器通过无线通信模块发送报警信号至外部控制中心，当外层保护箱被强行拆除抬起时，两个压缩弹簧被压缩，且金属触头靠近金属板底端左右两侧，使报警器的通电回路被接通，此时，报警器发出报警，并发送信号至控制器，此时，控制器再次通过无线通信模块发送报警信号至外部控制中心；

25、s4、当需要打开外层保护箱时，通过两个第二电推杆带动对应的第二移动安装块相互远离，使第二滑动盖板在外层保护箱上端滑动并远离，使外层保护箱被打开，当需要继续打开内层保护箱时，在打开外层保护箱的基础上，通过两个第一电推杆带动对应的第一移动安装块相互远离，使第一滑动盖板在内层保护箱上端滑动并远离，使内层保护箱被打开。

26、相对于现有技术，本发明的有益效果是：

27、(1)本发明的土壤气监测井保护装置采用三层保护措施对监测井内设备进行保护，其中，第一层保护措施是通过内层保护箱和外层保护箱对电气设备进行保护；第二层保护措施是通过振动传感器检测到外部撞击破坏时的振动信号，并通过无线通信模块发送报警信号至外部控制中心；第三层保护措施是当外层保护箱被强行拆除抬起时，使报警器的通电回路被接通，通过报警器发出报警，通过上述三种保护措施，大大增加了对监测井保护的可靠性，且由于内层保护箱上端的第一滑动盖板和外层保护箱上端的第二滑动盖板都是从内部关闭和打开的，避免被外部破坏，可以有效地防止未授权人员打开监测井，同时允许管理人员远程查看开井记录和实时监测井内气体浓度，有助于提高土壤气监测的安全性和可靠性，且该保护装置可长期使用，并远程传输数据，无需人为在场，自动化程度高，使监测井也可长期使用，避免造成资源浪费；

28、(2)当对内层保护箱和外层保护箱定期断电检修时，由于第一滑动盖板和第二滑动盖板无法自动关闭，此时，通过遮挡板对监测井上端进行保护，避免异物或雨水落入监测井内，当检修中途离开时，工作人员将各个折叠推拉板拉下，并通过锁扣锁住，将监测井和保护装置整体遮挡，避免元件丢失和损坏，增加保护装置的可靠性。