一种用于工程地质勘察的地下水样采集装置及方法与流程

本技术属于地下水采样装置的领域，尤其是涉及一种用于工程地质勘察的地下水样采集装置及方法。

背景技术：

1、随着地下水开采技术的进步，地下水资源开发利用量逐渐增加，为了提高居民用水的安全性，需要采用地下水采样装置对地下水进行采样，并且对采集到的样品进行化验分析，以确定地下水中的微量元素、重金属等是否超标。

2、现有的地下水采样装置包括支架和取水装置，取水装置能够沿支架上下滑动，大多数取水装置包括勘测钻头和勘测杆，勘测钻头与勘测杆连通，且勘测杆的末端连接负压，以在取水装置伸入地下水层时，抽取地下水样品，受勘测钻头的结构特征限制，取水装置在吸入地下水样品时会携带泥沙堵住勘测杆内的通道，导致整个取水装置因堵塞而无法取样；也存在少部分取水装置会在勘测钻头或者勘测杆内加装滤网或滤芯，但滤网或滤芯堆积泥沙到一定程度时，依然会导致整个取水装置堵塞而无法取样。

3、因此，现有的地下水采样装置存在容易被泥沙堵塞的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种用于工程地质勘察的地下水样采集装置及方法，用于解决现有的地下水采样装置容易被泥沙堵塞的问题。

2、本技术的发明目的一采用如下技术方案实现：

3、一种用于工程地质勘察的地下水样采集装置，包括取样头和取样杆，所述取样头设置于所述取样杆的一端；所述取样杆包括外管体和内管体，所述外管体远离所述取样头的侧壁开设有正压接入口，所述外管体靠近所述取样头的一端开设有出气口，所述外管体开设有第一气道，所述正压接入口通过所述第一气道连通所述出气口；所述内管体远离所述取样头的一端开设有负压接入口，所述取样头开设有至少一个取样口，所述负压接入口连通所述取样口；所述取样头还开设有第二气道和吹气口，所述吹气口靠近对应的取样口设置，所述吹气口通过所述第二气道和所述出气口连通所述第一气道；所述取样口上设置有滤网。

4、通过上述技术方案，当取样头伸入地下水层时，内管体给取样头提供负压，地下水通过取样口流入取样头内，并吸入内管体，以达到取样的效果；在吸收地下水的过程中，滤网过滤掉地下水中的泥沙；当泥沙在滤网上堆积并结块时，外管体通过正压接入口泵入压缩空气，压缩空气流过第一气道和第二气道后从吹气口吹出，吹散结块的泥沙，从而达到疏通取样口的效果，使地下水能够流畅地流入取样头内，从而解决了现有的地下水采样装置容易被泥沙堵塞的问题。

5、本技术进一步设置为：所述内管体转动连接于所述外管体，所述内管体远离所述取样头的一端设置有的旋转连通件，所述旋转连通件连通有用于配合所述用于工程地质勘察的地下水样采集装置的流量计，所述流量计连通有用于提供负压的水泵。

6、通过上述技术方案，当地下水从本技术的装置抽出时，地下水流经流量计，以计量地下水抽出的流量，便于工作人员及时了解本技术的装置是否堵塞；旋转连通件能够驱动内管体相对于外管体旋转，内管体在旋转的过程中带动取样头旋转，使附着在滤网上的泥沙甩出，从而进一步解决了现有的地下水采样装置容易被泥沙堵塞的问题。

7、本技术进一步设置为：还包括升降驱动件、升降滑轨和升降滑动件，所述升降滑动件滑动连接于所述升降滑轨，所述外管体穿过且固定连接于所述升降滑动件，所述升降驱动件的升降端穿过所述升降滑轨与所述升降滑动件驱动连接。

8、通过上述技术方案，升降滑动件滑动连接于升降滑轨，使升降滑动件能够沿升降滑轨方向运动；外管体穿过且固定连接于升降滑动件，以起到固定外管体的作用，升降滑动件在运动的过程中带动外管体做升降运动；升降驱动件的升降端穿过升降滑轨且与升降滑动件驱动连接，当升降驱动件工作时能够带动外管沿升降滑轨方向自动升降，以起到调节吸取地下水的高度的作用。

9、本技术进一步设置为：还包括水平驱动件和横向水平滑轨，所述水平驱动件滑动连接于所述横向水平滑轨，所述升降驱动件的主体固定连接于所述水平驱动件的外壳顶部，所述升降滑轨固定连接于所述水平驱动件的外壳侧壁。

10、通过上述技术方案，当水平驱动件工作时能够带动升降驱动件和升降滑轨沿横向水平滑轨水平运动，此时取样头和取样杆也沿横向水平滑轨水平运动，以调节取样头吸取地下水的水平位置。

11、本技术的发明目的二采用如下技术方案实现：

12、一种用于工程地质勘察的地下水样采集方法，应用于上述一种用于工程地质勘察的地下水样采集装置，所述包括：

13、获取初始流量信号；

14、基于所述初始流量信号，向用于提供负压的水泵发出负压调节信号；

15、待所述水泵完成负压调节之后，将所述流量计的当前流量作为第一流量信号；

16、基于所述第一流量信号，向用于提供正压的气泵发出正压调节信号。

17、通过上述技术方案，在本技术装置开始吸收地下水时，先获取初始流量信号，以作为判断将地下水抽出需要提供负压大小的依据，再根据初始流量信号，向提供负压的水泵发出负压调节信号，增大负压，以使地下水能够顺利地从地下水层抽取到地面；在水泵完成负压调节后，再次获取流量计的流量信号作为第一流量信号，根据第一流量信号来判断取样口是否堵塞，若负压维持的状态下，第一流量信号低于预定流量信号，说明取样口上的滤网已经被泥沙堵住，向气泵发出正压调节信号，使气泵向第一气道提供压缩空气，以吹散附着在滤网的泥沙，从而解决了现有的地下水采样装置容易被泥沙堵塞的问题。

18、本技术进一步设置为：基于所述初始流量信号，向用于提供负压的水泵发出负压调节信号包括：

19、若所述初始流量信号低于预定流量信号，向用于提供负压的水泵发出负压增大信号；

20、若所述初始流量信号高于或等于预定流量信号，向用于提供负压的水泵发出负压维持信号；

21、所述负压调节信号包括所述负压增大信号和所述负压维持信号。

22、通过上述技术方案，当初始流量信号低于预定流量信号时，说明水泵提供的负压不足以将地下水抽至地面，此时向水泵发出负压增大信号，使地下水能够被抽出；当初始流量信号大于或等于预定流量信号时，向水泵发出负压维持信号，使水泵持续给内管体提供负压，以使地下水能够持续地从地下水层抽出。

23、本技术进一步设置为：获取初始流量信号之前，所述方法还包括：

24、获取地下水分布信息和取样头位置信息；

25、基于所述地下水分布信息和所述取样头位置信息，向所述水平驱动件发出水平调节信号；

26、待所述水平驱动件完成水平调节之后，分别向所述升降驱动件和所述旋转连通件发出升降调节信号和旋转信号。

27、通过上述技术方案，获取地下水分布信息，用于确认地下水层的具体位置；根据地下水分布信息和取样头位置信息，向水平驱动件发出水平调节信号，以调节取样头水平方向上的位置，并使取样头水平方向上的位置与地下水层的水平位置重合；在水平驱动件完成水平调节之后，再向升降驱动件发出升降调节信号，与此同时向旋转连通件发出旋转信号，从而使取样头在下降至地下水层高度的过程中保持旋转状态，并钻开地下水层上方的泥土，从而实现取样头自动定位的效果。

28、本技术进一步设置为：基于所述第一流量信号，向用于提供正压的气泵发出正压调节信号之后，所述方法包括：

29、待气泵完成正压调节之后，将所述流量计的当前流量信号作为第二流量信号；

30、若所述第二流量信号低于预定流量信号，向所述旋转连通件发出旋转信号；

31、待所述旋转连通件带动所述内管体旋转后，将所述流量计的当前流量信号作为第三流量信号；

32、若所述第三流量信号低于预定流量信号，向所述升降驱动件和所述水平驱动件发出复位信号。

33、通过上述技术方案，在气泵完成正压调节后，再次获取流量计的流量信号并作为第二流量信号，若第二流量信号低于预定流量信号，说明滤网仍然存在泥沙黏附，向旋转连通件发出旋转信号，使取样头旋转，并将黏附在滤网的泥沙甩出；并且，取样头旋转过程中，增强了第一气道向第二气道供气的流畅性；若经过上述所有调节方式，获取到的流量计流量信号仍然低于预定流量信号，说明内管体破损漏气或者取样头损坏，需要更换，向升降驱动件和水平驱动件发出复位信号，使取样头和取样杆上升至地面，从而利于工作人员对取样头和取样杆进行维修。

34、本技术的发明目的三采用如下技术方案实现：

35、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序是实现上述一种用于工程地质勘察的地下水样采集方法。

36、本技术的发明目的四采用如下技术方案实现：

37、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种用于工程地质勘察的地下水样采集装置。

38、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

39、1.相较于现有技术，当泥沙在滤网上堆积并结块时，外管体通过正压接入口泵入压缩空气，压缩空气流过第一气道和第二气道后从吹气口吹出，吹散结块的泥沙，从而达到疏通取样口的效果，使地下水能够流畅地流入取样头内，从而解决了现有的地下水采样装置容易被泥沙堵塞的问题。

40、2.相较于现有技术，当地下水从本技术的装置抽出时，地下水流经流量计，以计量地下水抽出的流量，便于工作人员及时了解本技术的装置是否堵塞；旋转连通件能够驱动内管体相对于外管体旋转，内管体在旋转的过程中带动取样头旋转，使附着在滤网上的泥沙甩出，从而进一步解决了现有的地下水采样装置容易被泥沙堵塞的问题。

41、3.相较于现有技术，在本技术装置开始吸收地下水时，先获取初始流量信号，根据初始流量信号判断吸取地下水的负压是否供应不足，再根据初始流量信号，向提供负压的水泵发出负压调节信号，增大负压，以使地下水能够顺利地从地下水层抽取到地面；在水泵完成负压调节后，再次获取流量计的流量信号作为第一流量信号，根据第一流量信号来判断取样口是否堵塞，若负压维持的状态下，第一流量信号低于预定流量信号，说明取样口已经被泥沙堵住，向气泵发出正压调节信号，使气泵向第一气道提供压缩空气，以吹散附着在滤网的泥沙，从而解决了现有的地下水采样装置容易被泥沙堵塞的问题。