[发明专利]一种海水入侵潮汐模拟系统

权利要求书

1.一种海水入侵潮汐模拟系统，包括水槽（1）、用于盛装海水的第一储水箱（2）以及用于盛装地下淡水的第二储水箱（3），其特征在于：所述水槽（1）的中部设有土壤层模拟装置（4），所述土壤层模拟装置（4）包括由可透水的隔板搭接的框架（401），所述框架（401）上排列布置有多个隔层，每个隔层的内部填充有含水层（402），除最上层的含水层（402）外其余含水层（402）的上侧平铺有一层成分为黏土的隔水层（403），且每个含水层（402）的内部设有用于测量海水浓度的测量电极（10），所述水槽（1）位于土壤层模拟装置（4）的一侧设有模拟海水潮汐的第一空腔（5），所述水槽（1）位于土壤层模拟装置（4）的另一侧设有多个用于模拟地下水层的第二空腔（11），每个第二空腔（11）与含水层（402）一一对应连通，所述第一空腔（5）与第二空腔（11）的内部均设有水位采集器（18）；

所述水位采集器（18）采用压力式水位采集器，每个水位采集器（18）均设置有一个自动校准装置（23），自动校准装置（23）包括底座（2301），水位采集器（18）设置在底座（2301）的上侧面上，底座（2301）上设有多个立柱（2302），多个立柱（2302）的上端固定连接有安装座（2303），底座（2301）与安装座（2303）之间滑动连接有量筒（2304），且量筒（2304）的侧壁滑动套接在立柱（2302）上，量筒（2304）通过电磁阀（2305）驱动滑动，电磁阀（2305）固定安装在安装座（2303）的上侧面上，且电磁阀（2305）的输出轴与量筒（2304）连接，继而驱动量筒（2304）向上或向下竖直运动，量筒（2304）的下端与底座（2301）的上侧面活动接触，量筒（2304）的底部为开口设置，当量筒（2304）向下滑动其底部抵压在底座（2301）的上侧面上时，量筒（2304）的底部被封住，此时量筒（2304）的内部可盛装液体，当量筒（2304）向上滑动其底部与底座（2301）的上侧面脱离时，量筒（2304）的底部打开，量筒（2304）的上端开设有通孔，量筒（2304）的一侧侧壁上固定连接有用于驱动水流动的双向泵（2306）；

双向泵（2306）包括泵壳（2307），泵壳（2307）的内部转动连接有用于驱动水流动的两个齿轮（2308），两个齿轮（2308）通过第二电机（2309）驱动旋转，第二电机（2309）固定安装在泵壳（2307）的侧壁上，且第二电机（2309）的输出轴与任一齿轮（2308）连接，当第二电机（2309）启动时，第二电机（2309）驱动两个齿轮（2308）正向或反向转动，两个齿轮（2308）转动时，两个齿轮（2308）可将水注入量筒（2304）的内部或将量筒（2304）内部的水排出，两个齿轮（2308）的连接处两侧分别设有流水槽；

控制器均与水位采集器（18）、电磁阀（2305）以及双向泵（2306）的第二电机（2309）电连接，

位于第二空腔（11）内部的水位采集器（18）与位于第一空腔（5）内部的水位采集器（18）校准方法相同，第一空腔（5）内部的水位采集器（18）的校准步骤为：

第一步：在实验进行时，第一空腔（5）内部的海水注入量低于量筒（2304）的高度时，启动电磁阀（2305），此时电磁阀（2305）驱动量筒（2304）向下滑动，致使量筒（2304）的底部抵压在底座（2301）的上侧面后密封；

第二步：启动第二电机（2309），致使第二电机（2309）驱动两个齿轮（2308）转动后使双向泵（2306）将量筒（2304）内部的液体排出，致使量筒（2304）的内部水位采集器（18）置于空气中，通过控制器读取水位采集器（18）该状态下的数值，并且控制器将水位采集器（18）进行零点修正完成校准；

第三步：反向启动双向泵（2306）后将第一空腔（5）内的液体向量筒（2304）的内部注水，致使量筒（2304）内部的水从量筒（2304）的上端通孔内流出为止，此时水位采集器（18）测量量筒（2304）内的水位得出数值D，并将数据D发送给控制器；

第四步：控制器将接收到的数据D与事先获知的量筒（2304）的高度数据进行差值比较，得到测量误差数据D1；

第五步：控制器对比数据D1与水位采集器（18）的允许误差范围，完成对水位采集器（18）的检定；

第六步：若数据D1处于水位采集器（18）的允许误差范围内，水位采集器（18）正常使用，此时电磁阀（2305）驱动量筒（2304）向上滑动，致使量筒（2304）与底座（2301）的上侧面脱离，此时水位采集器（18）处于第一空腔（5）的内部，进行对第一空腔（5）海水的水位进行检测并将检测的数据传输至控制器；若数据D1超出水位采集器（18）的允许误差范围内，水位采集器（18）无法正常使用，控制器进行报警；

所述水槽（1）的侧壁上连接有用于将第一储水箱（2）内部的海水注入至第一空腔（5）内部的第一进水管（6）以及用于将第一空腔（5）内部的海水排出至第一储水箱（2）内部的第一出水管（7），所述第一进水管（6）与第一出水管（7）上分别串联有第一水泵（8）与第一电动阀（9）；

所述第二储水箱（3）上设有用于将地下淡水注入至第二空腔（11）内部的第二进水管（12），所述第二进水管（12）上串联有第二水泵（13），且所述第二进水管（12）的分路上串联有第二电动阀（14）；

每个第二空腔（11）的中部固定连接有隔板（15），所述隔板（15）与土壤层模拟装置（4）存在空隙，所述第二储水箱（3）上设有用于将第二空腔（11）内部的地下淡水排出至第二储水箱（3）的第二出水管（16），所述第二出水管（16）上串联有第三水泵（17），且所述第二出水管（16）与第二进水管（12）相对于隔板（15）呈对称设置；

所述第一空腔（5）远离土壤层模拟装置（4）的内侧壁上摆动连接有造浪板（19），所述水槽（1）的侧壁上转动连接有曲轴（20），所述曲轴（20）通过第一电机（22）驱动旋转，所述曲轴（20）的中部转动连接有连接杆（21），所述连接杆（21）远离曲轴（20）的一端转动连接在造浪板（19）的后侧壁上。