[实用新型]水流速流向测定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地下水测量技术领域，具体而言，涉及一种水流速流向测定装置。

背景技术

地下水渗流作用对水文地质条件、工程地质条件以及环境地质条件等有着极其重大的影响，例如在滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害过程中地下水渗流扮演着重要角色；此外，地下水是重要的水资源，占地球上淡水资源的22.1％左右，对地下水资源的开采也是非常重要的任务；并且地下水的渗流将引起土壤溶质(无机盐、养分、污染物等)的运移，因此地下水的流速流向的测定的意义十分重大。

地下水流速流向的测得方法较多，传统方法主要分为抽水试验法和示踪法。传统的抽水试验法，不适用于单井监测，且耗时费力。示踪法又有放射性同位素示踪法、电位差法、热示踪法等。电位差法是通过注入盐溶液或蒸馏水等改变地下水电位，以传感器测得电位场在时间空间上的变化进而获得地下水流速流向。放射性同位素示踪法所需放射性物质可能对人体及环境造成危害。基于示踪剂的示踪法，所使用示踪剂可与地下水及岩土体发生离子交换、吸附、沉淀等理化反应，影响测量结果；同时，示踪剂投源机制亦不利于实现长期自动化监测。热示踪法对热敏元件的精度要求较高。另外，还有显微照相技术应用于地下水流速流向的测定。但是在较为清澈的水中，悬浮物颗粒直径小于1微米，用于参考的颗粒物不易寻得或识别，因此无法达到来对地下水流速的检测的成像要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种水流速流向测定装置，在水流速流向测定装置中设置悬浮物发生器以及电子罗盘，并使悬浮物发生器与光学引擎相对设置且两者之间形成通道，悬浮物发生器发射悬浮物进入通道，使光学引擎能对悬浮物进行成像并分析得到悬浮物的位移状态，从而根据悬浮物位移状态以及电子罗盘检测的光学引擎方向确定出水流的流速以及流向。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种水流速流向测定装置，所述装置包括：悬浮物发生器、电子罗盘、光学引擎以及控制器，所述光学引擎与所述悬浮物发生器相对设置，所述光学引擎与所述悬浮物发生器形成通道，所述通道用于水流通过，所述悬浮物发生器、所述电子罗盘以及所述光学引擎与所述控制器电性连接，所述悬浮物发生器用于发射悬浮物，所述电子罗盘用于检测所述光学引擎方向，当水流通过所述通道时，所述悬浮物发生器发射的悬浮物悬浮于所述通道中且随所述通道内水流通过而移动，所述光学引擎用于检测所述悬浮物的位移状态，所述控制器用于根据所述电子罗盘检测的方向、所述光学引擎检测的所述悬浮物的位移状态以及所述悬浮物的位移状态对应的时间确定所述悬浮物的移动速度大小和方向，并根据确定的所述悬浮物的移动速度大小和方向确定水流的流速大小以及流向。

优选的，上述水流速流向测定装置中，所述悬浮物发生器包括电磁控制阀以及悬浮物储存室，所述悬浮物设置于所述悬浮物储存室内，所述悬浮物储存室靠近所述光学引擎的一面设置开口，所述电磁控制阀设置于所述开口，所述控制器通过控制所述电磁控制阀的开关控制所述悬浮物储存室的打开或者关闭，以使所述悬浮物通过打开的电磁控制阀进入所述通道。

优选的，上述水流速流向测定装置中，所述悬浮物的密度小于待检测液体密度。

优选的，上述水流速流向测定装置中，所述光学引擎包括成像传感器、数字信号处理器、第一透镜组件、第二透镜组件以及激光发射器，所述激光发射器用于发射激光至所述第一透镜组件，所述第一透镜组件将所述激光反射到所述通道，从所述通道内的所述悬浮物表面反射回的激光通过所述第二透镜组件进入所述成像传感器，所述成像传感器接收上述激光并进行成像，所述数字信号处理器根据成像结果进行分析获得所述悬浮物的位移状态。

优选的，上述水流速流向测定装置中，所述成像传感器为CMOS图像感应器。

优选的，上述水流速流向测定装置中，所述水流速流向测定装置还包括无线模块以及远程终端，所述无线模块与所述控制器电性连接，所述远程终端用于发送控制指令至所述控制器，所述无线模块用于发送数据至所述远程终端，还用于接收所述远程终端发送的控制指令。

优选的，上述水流速流向测定装置中，所述水流速流向测定装置还包括封闭体，所述电子罗盘、光学引擎以及控制器设置于封闭体内。

优选的，上述水流速流向测定装置中，所述封闭体与所述悬浮物发生器相对设置，所述封闭体与所述悬浮物发生器采用连接件连接，且所述封闭体与所述悬浮物发生器之间为所述通道。

优选的，上述水流速流向测定装置中，所述封闭体正对所述悬浮物发生器的一面为透明状态。