[发明专利]一种湖底地温监测装置及地温校正方法

说明书

本发明公开了一种湖底地温监测装置，包括监测单元和控制单元，所述监测单元包括探针以及设置在所述探针上的多个热电偶，在探针顶部的其中一个所述热电偶上安装有加热丝，所述控制单元设于所述探针的顶端，用于获取所述热电偶监测到的地温，并将监测到的地温发送至上位机；本发明还公开了一种湖底地温校正方法，本发明无论在地热资源勘探或地下水通量计算上都能够提供较为可靠的关键参数。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是一种湖底地温监测装置及地温校正方法。

背景技术

地球系统是一个包括大气圈、岩石圈、水圈、生物圈等多圈层庞大而复杂的系统,各圈层内部孕育着千变万化的物理、化学、生物作用过程,各圈层之间还存在着千丝万缕的联系和相互制约。基本上所有的相互作用和制约过程都伴随着能量传递,因而与温度有着密切联系。温度测量和分析是人类最熟悉的一种科学研究手段,从研究地球的形成和演化、深部结构和大地构造,到矿产资源的形成、气候变化、生态环境变迁等地球科学的各个方面都发挥着重要作用。相比之下,人们对地温研究的投入却很少,而且还有继续减少的趋势。以与气候变化研究相关的地温研究为例,上个世纪90年代初期,随着地球系统观念在地学界的普及,地温在全球气候变化研究中得到广泛应用,与地温相关的研究开始引起广大研究学者的重视。

进行长期地温监测在地球科学研究中有着重要的意义。地温监测主要分为地表温度监测，浅层地温监测。其中地表温度就是太阳的热能被辐射到达地面后，一部分被反射，一部分被地面吸收，使地面增热，对地面的温度进行测量后得到的温度就是地表温度。地表温度作为地气相互作用过程中物质和能量平衡的一个重要参数，被广泛用于气候和环境变化的分析，在城市热岛效应研究、地表能量通量估算、土壤湿度估算等多个领域发挥着无可替代的作用。目前地表温度的监测主要依靠三种技术手段：(1)气象站监测，这种属于传统的监测手段，利用气象站的观测资料，通过多年累计气象数据的对比，或通过移动站点气象数据的实时获取，而缺点也是显而易见的，即气象站点密度过低，数据获取难度大。(2)热红外遥感技术，这种技术主要利用遥感传感器接收地物反射和福射电磁波的特性，通过热红外波段影像，对地表温度分布情况进行宏观分析，从而直观的掌握城市地表温度分布和变化情况。遥感技术分析法的优点在于可以宏观大范围的对地表温度情况做以了解，并可实现同步观测，做到第一时间获取地表温度。(3)温度传感器监测，主要利用便于携带的温度测量仪器，放置于目标区域对表层温度进行实时监测记录。这种监测的方法优点在于解决了传统气象站监测法获取难度较高的问题，实用性更好。但由于仪器本身的功耗性和环境适应能力，这种手段一般仅限于小区域和短时效的地表温度监测。浅层地温的应用主要是在浅层地温能开发，如地热；农种耕作、地下水通量计算等等。浅层地温的监测目前主要依赖钻孔和温度传感器监测，其缺点是钻孔带来的经济成本过高，而温度传感器的监测精度和监测时段也成为了获取长时间高精度温度时间序列数据的阻碍之一。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种湖底地温监测装置及地温校正方法，本发明无论在地热资源勘探或地下水通量计算上都能够提供较为可靠的关键参数。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种湖底地温监测装置，包括监测单元和控制单元，所述监测单元包括探针以及设置在所述探针上的多个热电偶，在探针顶部的其中一个所述热电偶上安装有加热丝，所述控制单元设于所述探针的顶端，用于获取所述热电偶监测到的地温，并将监测到的地温发送至上位机。

作为本发明的进一步改进，在所述探针的外部还设有用于对外部环境的温度进行监测和记录的热电偶。

作为本发明的进一步改进，所述探针上热电偶的个数为8个，所述加热丝安装于探针顶部从上至下的第二个热电偶的位置，且安装加热丝的热电偶与其相邻热电偶之间的距离为25cm，探针上其他相邻热电偶之间的距离为30cm。

作为本发明的进一步改进，所述探针底端的端部为尖锐状，探针的外壳为不锈钢材质。

作为本发明的进一步改进，所述控制单元的重量为整个湖底地温监测装置的80％，且控制中心采用鱼鳍状设计。