[发明专利]地下水溶质浓度及流动方向的实时检测装置及方法

权利要求书

1.地下水溶质浓度及流动方向的实时检测装置，其特征在于：包括通信连接的探水装置以及数据处理系统；探水装置包括溶质扩散室，溶质扩散室下设置有陀螺定向装置，溶质扩散室用于扩散投放示踪剂溶质并检测示踪剂溶质浓度，陀螺定向装置用于检测水流的方向。

2.如权利要求1所述的地下水溶质浓度及流动方向的实时检测装置，其特征在于：所述溶质扩散室包括外壳、设置在外壳内的球形容器和设置在球形容器内部的溶质浓度检测元件，球形容器上设置第一孔洞，球形容器外侧设置凸轨，所述外壳内侧设置凹槽，凸轨与凹槽相配合，球形容器通过凹槽置入外壳中；

或者，还包括手持数据处理设备，所述数据处理系统设置在手持数据处理设备内。

3.如权利要求2所述的地下水溶质浓度及流动方向的实时检测装置，其特征在于：

第一孔洞上还设置有电磁阀，用于开关第一孔洞；还包括远程控制开关，所述电磁阀与远程控制开关电连接，通过控制远程控制开关打开或关闭第一孔洞；

或者，球形容器内部的上下以及四周的侧面设置溶质浓度检测元件。

4.如权利要求2所述的地下水溶质浓度及流动方向的实时检测装置，其特征在于：溶质扩散室的外壳包括顶盖和下壳体，所述顶盖中心处设置第三孔洞，第三孔洞用于接入数据线，通过数据线将溶质扩散室内的溶质浓度检测元件与数据处理系统通信连接；

或者，顶盖的上端设置固定吊环，所述固定吊环用于设置固定拉绳。

5.如权利要求1所述的地下水溶质浓度及流动方向的实时检测装置，其特征在于：陀螺定向装置包括陀螺定向仪、扭矩弹簧、杆件和地下水流动方向检测板，陀螺定向仪通过扭矩弹簧连接地下水流动方向检测板。

6.如权利要求5所述的地下水溶质浓度及流动方向的实时检测装置，其特征在于：陀螺定向装置还包括陀螺定向室，陀螺定向室用于设置陀螺定向仪，陀螺定向仪下端通过密封帽伸出陀螺定向室，陀螺定向仪伸出的部分连接扭矩弹簧和地下水流动方向检测板；

或者，所述地下水流动方向检测板的下端连接设置有防护网片；

或者，陀螺定向装置还包括定向铰，杆件的一端、定向铰以及地下水流动方向检测板依次连接，通过定向铰限定地下水流动方向检测板的转动方向。

7.如权利要求6所述的地下水溶质浓度及流动方向的实时检测装置，其特征在于：陀螺定向室和溶质扩散室设置为同一个壳体，陀螺定向装置陀螺定向室设置在溶质扩散室的下端，陀螺定向室与溶质扩散室间隔开。

8.如权利要求6所述的地下水溶质浓度及流动方向的实时检测装置，其特征在于：探水装置与数据处理系统通过传输装置连接，传输装置包括数据线和数据线插口，数据线插口设置在数据线的两端，数据线插口包括针式插头、固定螺母和阻水套，固定螺母设置在针式插头的外侧，阻水套设置在固定螺母的外侧。

9.地下水溶质浓度及流动方向的实时检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

将组装好的探水装置下放至钻孔中预定的位置，获取采集数据；

根据获取的溶质浓度数据，得到溶质浓度变化曲线；

计算溶质浓度变化曲线的斜率变化，得到钻孔附近区域的渗透系数；

根据获取的陀螺定向仪指示的第一方向，以及地下水流动方向检测板指示的第二方向，得到第一方向和第二方向之间的夹角，进而确定水流方向。

10.如权利要求9所述的地下水溶质浓度及流动方向的实时检测方法，其特征在于，将组装好的探水装置下放至钻孔中预定的位置的方法，包括如下步骤：

将目标溶质置入球形容器中，封闭球形容器，将球形容器沿着溶质扩散室内壁的凹槽置入溶质扩散室；

把球形容器连接到数据线上，将固定螺母拧紧，把阻水套捋到固定螺母外侧；

将数据线输出端与设置手持数据处理设备连接，并验证数据传输稳定；

将探水装置置入钻孔的地下水中，待探水装置到达预定位置后，打开球形容器的第一孔洞的远程控制开关，将闭合的第一孔洞设置为开启状态，同时打开手持数据处理设备开关，开始数据采集。