。通过数据采集器11可设置采样时间间隔，连续监测记录滴水的PH值、温度、电导率、？0)2等参数，可长时间记录存储数据。洞穴内的滴水通过收集漏斗12进入滴水收集器10内，在收集漏斗12内放置小球13的作用是为了滴水在收集漏斗12内没有到达一定量的时候密封收集漏斗12的出口，从而密封住滴水采集器10，避免滴水采集器10内收集的滴水与周围空气接触发生脱气，影响监测数据的准确性。
[0033]所述滴率测定模块3处于所述水化学监测记录模块2的下方，并且所述水化学监测记录模块2通过软管I 5连接所述滴率测定模块3，所述滴率测定模块3用于产生监测洞穴滴水的速率或流量的信号，并且将监测信号输送给所述数据记录器11计算成洞穴滴水的速率或流量。如图4所示，所述滴率测定模块3包括滴率测定容器16和翻斗17，所述滴率测定容器16连接在所述滴水收集器10的底部，所述软管I 5的一端处于所述滴水收集器10内、所述漏斗15的上方，所述软管I 5的另外一端穿过所述滴水收集器10后延伸到所述滴率测定容器16内。滴水采集器10内收集的滴水超过软管I 5的端部在收集容器10内的高度的时候，滴水便可以通过软管I 5流出。所述翻斗17通过转轴18安装在所述滴率测定容器16内对应所述软管I 5的位置处，在所述滴率测定容器16内设有干簧管19，所述翻斗17上设有与所述干簧管19相对应的磁钢20，滴水收集器10内收集的洞穴滴水通过软管I 5滴落到翻斗17达到一定量后，可以使翻斗17发生翻转，翻斗17发生翻转的同时干磁钢20穿过干簧管19产生脉冲信号信号，所述数据采集器11将单位时间的所述脉冲信号数换算成洞穴滴水的速率或流量，便可得到洞穴滴水的速率或流量。
[0034]所述自动取样模块4通过软管II 6连接所述滴率测定模块3，其用于对洞穴滴水定时取样或者连续取样。如图5所示，所述自动取样模块4包括上圆盘21、取样器22、步进电机23和控制板24，所述取样器22内部中空并且开口向上，所述上圆盘21处于所述取样器22上部的开口处，所述步进电机23通过转轴25可以带动所述上圆盘21在所述取样器22上部的开口处转动，所述控制板24控制所述步进电机23的运行。在所述取样器22内的底面上均匀设有若干个固定取样瓶26的固定孔27，在所述上圆盘21上设有与所述固定孔27相对应的取样孔30，所述软管II 6的一端处于所述滴率测定容器16的内部，所述软管II 6的另外一端固定在所述取样孔30内。通过控制板24设置步进电机23的运行参数，步进电机23根据上述设定带动上圆盘21于取样器22上部的开口处转动，每一次转动后取样孔30对应一个取样瓶26，完成一个取样瓶26取样后步进电机再次带动上圆盘21转动，实现连续多个取样瓶26的取样。上圆盘21可以将取样器22上部的开口密封起来，避免完成取样的取样瓶26内的滴水与周围环境的大气接触发生脱气。在软管II 6上还设有通过控制面板24控制的三通电磁阀28，当不需要取样的时候，通过控制面板14控制电磁阀28，使软管II 6内的滴水直接排到外面即可。
[0035]综上所述，本发明提供的一种洞穴滴水的自动监测以及取样装置，能高分辨率地连续自动监测洞穴滴水的水化学变化过程，获取长时间尺度的数据，分析其机理以及连续自动取样，为岩溶表层带的监测研究提供了新的方法；同时，能显著降低劳动强度，减少频繁往返研究点所需的人力、财力、物力，使研究者能关注于数据的分析，特别适用于在偏远且交通不便地区的研究点。
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种洞穴滴水的水文水化学自动监测以及取样装置，其特征在于，包括供电模块(I)、水化学监测记录模块(2)、滴率测定模块(3)、自动取样模块(4)和数据记录器(11); 所述供电模块(I)通过导线分别连接所述水化学监测记录模块(2)、所述滴率测定模块(3)、所述自动取样模块(4)和所述数据记录器(11)，其用于将太阳能转换成电能储蓄起来，并向所述水化学监测记录模块(2)、所述滴率测定模块(3)、所述自动取样模块(4)和所述数据记录器(11)提供电能； 所述水化学监测记录模块(2)处于洞穴内，其用于收集并监测洞穴滴水的pH值、温度和电导率，并且将监测到的数据输送给所述数据记录器(11)记录储存起来； 所述滴率测定模块(3)处于所述水化学监测记录模块(2)的下方，并且所述水化学监测记录模块(2)通过软管I (5)连接所述滴率测定模块(3)，所述滴率测定模块(3)用于产生监测洞穴滴水的速率或流量的信号，并且将监测信号输送给所述数据记录器(11)计算成洞穴滴水的速率或流量； 所述自动取样模块(4)通过软管II (6)连接所述滴率测定模块(3)，其用于对洞穴滴水自动定时取样或者连续取样。2.根据权利要求1所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测以及取样装置，其特征在于，所述供电模块⑴包括太阳能电池板(7)、蓄电池⑶和太阳能控制器(9)，所述太阳能电池板(7)处于洞穴外，利用光电效应将太阳光能转化成电能为所述蓄电池(8)充电，所述蓄电池(8)向所述水化学监测记录模块(2)、所述滴率测定模块(3)和所述自动取样模块⑷提供电能，所述太阳能控制器(9)控制所述太阳能电池板(7)向所述蓄电池⑶充电以及所述蓄电池(8)的电能输出。3.根据权利要求1所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测以及取样装置，其特征在于，所述水化学监测记录模块(2)包括用于收集洞穴滴水的滴水收集器(10)，所述滴水收集器(10)通过固定支架(29)处于洞穴内，在所述滴水收集器(10)的上部开口处设有收集漏斗(12)，在所述收集漏斗(12)内放置有小球(13)，所述收集漏斗(12)底部的漏口通过软管III (31)连接到所述滴水收集器(10)的底部，在所述滴水收集器(10)内还设有分别监测洞穴滴水的PH值、温度和电导率的监测探头(14)，所述监测探头(14)分别通过数据线连接所述数据采集器(11)，并将监测数据输送给所述数据采集器(11)记录储存起来。4.根据权利要求3所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测以及取样装置，其特征在于，在所述滴水收集器(10)内的底部设有倒置的漏斗(15)，所述监测探头(14)处于所述滴水收集器(10)的内壁与所述漏斗(15)之间，所述软管I (5)的一端从所述漏斗(15)的尖端伸入所述滴水收集器(10)内。5.根据权利要求4所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测以及取样装置，其特征在于，所述滴率测定模块(3)包括滴率测定容器(16)和翻斗(17)，所述软管I (5)的另外一端延伸到所述滴率测定容器(16)内，所述翻斗(17)通过转轴(18)安装在所述滴率测定容器(16)内对应所述软管I (5)的位置处，在所述滴率测定容器(16)内设有干簧管(19)，所述翻斗(17)上设有与所述干簧管(19)相对应的磁钢(20)，所述滴水收集器(10)内收集的洞穴滴水通过所述软管I (5)滴落到所述翻斗(17)积累后，可以使所述翻斗(17)发生翻转，所述翻斗(17)发生翻转的同时所述磁钢(20)穿过所述干簧管(19)的位置产生开关脉冲信号，所述数据采集器(11)将单位时间内的所述脉冲信号数换算成洞穴滴水的速率或流量。6.根据权利要求1至5任一项所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测以及取样装置，其特征在于，所述自动取样模块(4)包括上圆盘(21)、取样器(22)、步进电机(23)和控制板(24)，所述取样器(22)内部中空并且开口向上，所述上圆盘(21)处于所述取样器(22)上部的开口处，所述步进电机(23)通过转轴(25)可以带动所述上圆盘(21)在所述取样器(22)上部的开口处转动，所述控制板(24)控制所述步进电机(23)的运行； 在所述取样器(22)内的底面上均匀设有若干个固定取样瓶(26)的固定孔(27)，在所述上圆盘(21)上设有与所述固定孔(27)相对应的取样孔(30)，所述软管II (6)的一端连接所述滴率测定模块(3)，所述软管II (6)的另外一端固定在所述取样孔(30)内。7.根据权利要求6所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测以及取样装置，其特征在于，所述上圆盘(21)可以将所述取样器(22)上部的开口密封起来。8.根据权利要求6所述的一种洞穴滴水的水文水化学自动监测以及取样装置，其特征在于，在所述软管II (6)上还设有通过所述控制面板(24)控制的三通电磁阀(28)。
【专利摘要】本发明涉及一种洞穴滴水的水文水化学自动监测以及取样装置，包括供电模块、水化学监测记录模块、滴率测定模块和自动取样模块；所述供电模块向所述水化学监测记录模块、所述滴率测定模块和所述自动取样模块提供电能；所述水化学监测记录模块用于收集并监测洞穴滴水的pH值、温度、电导率等数据，并且将监测到的数据记录储存起来；所述滴率测定模块用于监测计算洞穴滴水的速率或流量；所述自动取样模块用于对洞穴滴水自动定时取样或者连续取样。本发明提供的一种洞穴滴水水文水化学的自动监测以及取样装置，为岩溶表层带的监测研究提供了新的方法；同时，能显著降低劳动强度，减少频繁往返研究点所需的人力、财力、物力，特别适用于在偏远且交通不便地区的研究点。
【IPC分类】G01F11/26, G01N33/18, G01N1/20, G01P5/00
【公开号】CN105181923
【申请号】CN201510606894
【发明人】汪进良, 章程, 郝玉培, 苗迎
【申请人】中国地质科学院岩溶地质研究所
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月22日