[发明专利]数字化地下流体综合观测系统有效

专利信息
申请号: 200710053248.4 申请日: 2007-09-18
公开(公告)号: CN101118431A 公开(公告)日: 2008-02-06
发明(设计)人: 李家明 申请(专利权)人: 中国地震局地震研究所
主分类号: G05B19/048 分类号: G05B19/048
代理公司: 武汉宇晨专利事务所 代理人: 黄瑞棠
地址: 430071湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 数字化 地下 流体 综合 观测 系统
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种地下流体观测系统,尤其涉及一种数字化地下流体综合观测系统。

背景技术

水文地质学是一门古老的学科。地下水微动态研究,向地质作用与地壳活动过程上探索。利用地下水微动态,可取得地球物理、地球化学、水文地质的某些参数;可研究现今的最新、最活地壳活动的形式,地层内应力分布、变化、转换的过程,以及地震孕育、发生、调整和演变等。地下水位、水温的变化,反映了地壳内部运动变化的一些重要信息。长期以来的观测发现,往往在地震发生前后,均伴随有明显水位和水温的变化。因而对地下水的动态综合观测非常必要,是地震前兆监测和研究的重要手段之一。

目前,已建立的长江三峡工程水库诱发地震观测系统,主要包括数字地震遥测台网、地壳形变监测网络与地下水动态井网等。

长江三峡工程诱发地震地下水动态观测井网(简称三峡井网)将是我国第一个以监测水库地震的地下水前兆井网,它是以捕捉到水库诱发地震前可能出现的地下水动态前兆异常信息为主要目的。

三峡井网涉及的技术要点和难点有:

①高精度数字化水位观测技术;

②高精度数字化水温观测技术;

③高精度数字化气温、气压、雨量气象参数观测技术;

④高精度数据采集、通信(有线和无线)、处理及集成技术;

⑤电源系统及防雷技术;

⑥系统处理及应用软件。

发明内容

本发明的目的就在于解决现有技术存在的上述要点和难点,提供一种数字化地下流体综合观测系统,不仅满足了三峡井网的需要,并推广到地下流体观测技术中。

本发明的目的是这样实现的:

1、技术路线

①采取精密测量集成方案和抗干扰设计,使系统性能稳定可靠、观测精度高。

②采取模块化结构,便于系统的维护和升级。

③数据采用压缩格式,使系统存储容量大,通信速度快,数据不易丢失;采用行业标准,便于推广应用。

④使操作系统用户界面更加友好,使软件操作简便、容易维护。

⑤采用无线通信方式,使系统安装灵活,网络化,通信速度快质量高,防雷性能好,故障率低。

⑥提供一种功耗低、供电时间长、防雷系统性能好的直流电源。

2、具体技术方案

1)数字化地下流体综合观测系统(简称本系统)

如图1、2,本系统包括测项变送器(100)、数据采集控制器(200)、无线数据终端设备(300)、有线数据终端设备(400)和供电装置(500);

测项变送器(100)和数据采集控制器(200)连接,数据采集控制器(200)分别与无线数据终端设备(300)或有线数据终端设备(400)连接;

所述的测量仪器(100)包括水位变送器(110)、水温变送器(120)、气温变送器(130)、气压变送器(140)、雨量变送器(150)。

本系统的工作原理是:

测项变送器将水位、水温、气温、气压和雨量的物理量转换成模拟电压信号或数字信号,对模拟电压信号进行放大和滤波;单片计算机在日常处理程序的控制下,定时(如每分钟)选通多路开关,送至模数转换器,将模拟电压信号变换为数字信号,数字信号单片计算机可直接接收,又经单片计算机接收处理(包括软件滤波、数据压缩、格式转换等)分别送至显示器进行显示和电子盘存储;再经RS-232接口,实现实时远程通信,将数据经由无线或有线方式传送至监测中心分析和处理。

2)数字化地下流体综合观测流程(简称本流程)

如图7,本流程主要完成日常处理工作,其步骤依次为:

开始(6);

进行系统初始化(7),即对LCD显示器、时钟、串行通讯口、扩展并行口等进行初始化;

进入按键查询(8);若有键按下则进入按键值散转(16),进入功能服务子程序,包括单路采样(1)、多路采样(2)、时钟设定(3)、参数设置(4)和参数显示(5)5个子程序;执行完某个子程序后,再进入到时钟查询判断分钟采样时刻到否(10);上述过程为重新开机或硬件复位才进行;

若无键按下且延时间到(9),也进入到时钟查询判断分钟采样时刻到否(10);

采样时刻未到则进入循环采集、显示多路测量数据和日历时钟(17);继续判断分钟采样时刻到否(10);

直到采样时刻到则进入选择多路开关(11);

再进入启动A/D转换器(12);

再进入处理和存储(13);

再进入23点59分到否判断程序(14);

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