一种野外温度与压力测量装置的制作方法

本实用新型属于水利工程领域，特别涉及一种野外温度与压力测量装置。

背景技术：

水温是水生态环境管理、保护和评估工作中的一个重要指标。由于全球变暖，气温升高，水温随之产生的变化对水体水质、水体内生物化学反应及水生生物特别是低温鱼类的生存有着至关重要的影响。同时，由于地下水地表水之间交换作用且地下水水温相对恒定，所以水体接近底部的水温会与水体表面水温有一定差异，从而形成水温分层的现象。此外，为了量化地下水地表水交换量，可以用水温作为示踪参数，就需要同时监测同一地点地下水水温和水体分层温度。在水温与气温的耦合分析中，为了避免气象站与水文站地理位置差异而引起的误差，就需要测量相同位置的水温和气温。因此，定点测量同一位置的地下水水温、水体分层及表面水温和对应的大气温度，对于地下水地表水交换、水温分层及水温对气温变化响应过程的定量分析具有重要意义。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种野外温度与压力测量装置，能够实现任意变化水位下特定断面上的地下水、河流水体、空气温度及不同水深的压力。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型提供一种野外温度与压力测量装置，包括弹性多层套管、浮标、压力温度测量探头、供电系统和数据采集系统，所述弹性多层套管由外套管和多层内套管构成，所述多层内套管顶部设置有浮标和压力温度测量探头，所述外套管顶部设置有外套管顶部压力温度探头，外套管底部设置有外套管底部压力温度探头，所述浮标外部设置有保护罩，所述保护罩上设置有透气孔，所述浮标内设置有供电装置、信息采集装置、浮标上层压力温度探头和浮标下层压力温度探头。

进一步的，所述弹性多层套管由外套管和多层内套管构成，所述弹性多层套管由外套管与多层内套管组成，所述外套管与多层内套管高度相同，外套管与多层内套管都是空心圆柱体，所述多层内套管从内而外包括第一内套管、第二内套管、第三内套管和第四内套管，所述第一内套管、第二内套管、第三内套管顶部和第四内套管均设置有压力温度探头。

进一步的，所述第一内套管、第二内套管、第三内套管和第四内套管内部均设置有内接触板，内接触板为圆环状，圆环圆心与当前内套管圆心重合，圆环小半径等于上一个内套管的半径，大外径等于当前内套管的半径，所述第一内套管、第二内套管、第三内套管和第四内套管底部均设置有外接触板，所述外接触板也是圆环形，圆环圆心与内套管的圆心重合，且圆环小半径等于当前内套管半径，大半径等于下一个内套管的半径。

进一步的，所述浮标设置在第一内套管顶部。

进一步的，所述供电装置包括锂电池和太阳能电池板。

有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

由于本实用新型的外套管固定在河床中且内套管可以任意伸缩，本实用新型可以实现任意变化水位下，同一经纬度点的地下水温度、分层水体温度、空气温度的测量，野外实验过程中，由于水位上升，浮力作用下可弹出装有压力温度探头的多层内套管，来测量分层水体的温度，解决了现有设备无法同时测量同一点地下水温度，水温，气温的问题，可节约人力提高实验效率，本实用新型可以为监测变化水位下同一点处的地下水温度、分层水体温度、大气温度提供科学的指导。

由于本实用新型内外套管都装有压力探头且浮标内配备信息采集装置，可以实现任意变化水位下，同一经纬度点的不同水深的压力测量，在野外实验中，河流是流动的，河流不同水深的压力很难用公式精确求得，不同内套管记录的数据进行处理后便可以得到有效的不同河流水深的压力数据，改善了现有设备无法精确测量不同水深的动水压力问题，本实用新型可以为野外压力检测提供科学的指导。

本实用新型配备浮标，浮标由于浮力的作用，可以根据水位自动调整，其底部塑料板上层的探头可以保证测量到的温度是实时大气温度。

由于本系统配备有由锂电池与太阳能电池板共同供电的电路装置，使得装置能够长期的在野外运作，持续的测量水位变化下地下水、水体和空气温度与压力，改良了现有测量设备的能源供应问题，大大的节约了人力，为水利部门的科学管理提供了有力的技术支持。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是具体实施例中本实用新型的回收状态图；

图3是图1中浮标的结构示意图；

图4是图1中第二内套管和第三内套管的结构示意图。

1-弹性多层套管；2-浮标；3-压力温度探头；4-供电装置；5-信息采集装置；10-多层内套管；11-外套管；12-第一内套管；13-第二内套管；14-第三内套管；15-第四内套管；16-内接触板；17-外接触板；21-保护罩；211-透气孔；22-底部塑料板；31-外套管顶部压力温度探头；32-外套管底部压力温度探头；33-浮标上层压力温度探头；34-浮标下层压力温度探头；41-锂电池；42-太阳能电池板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1至图4所示，一种在野外实验中地形与水位变化下地下水、河流水体和空气温度与水体压力的测量装置，包括弹性多层套管1、浮标2、压力温度测量探头3、供电装置4和信息采集装置5，所述弹性多层套管由外套管11与多层内套管10组成，外套管11与多层内套管10都是空心圆柱体且高度都分别为1m与0.5m，所述浮标2固定在第一内套管12即0号内套管的顶部，所述每层内套管的顶部、浮标2底部、外套管11底部与顶部设有与信息采集装置5相连接的压力与温度探头3。其中外套管11顶部设置有外套管顶部压力温度探头31，外套管11底部设置有外套管底部压力温度探头32。其中浮标2上层设置有浮标上层压力温度探头33，浮标2下层设置有浮标下层压力温度探头34。所述浮标2上架设由锂电池41与太阳能电池板42组成的供电装置4。

进一步的，弹性多层套管1，包括外套管11、多层内套管10、架设在外套管11与每层内套管顶部的压力温度探头3，所述外套管11底部深入河床中0.5m，外套管11底部的外套管底部压力温度探头32持续不断的测量距离河床0.5m处的地下水温度及压力，外套管11顶部的外套管顶部压力温度探头31持续不断的测量距离河床0.5m处的水体温度及压力并由数据采集系统5记录，所述多层内套管10，每层内套管的长度均为0.5m，其半径由最小到最大分为0号管12、1号管13、2号管14……n号管15，0号套管12在内套管10的最内侧，第四内套管15即n号套管在内套管10的最外侧，每层套杆顶部架设压力温度探头3并且持续不断的测量压力及水温。

进一步的，内套管10每一个套管顶部设有内接触板16，内接触板16为圆环状，圆环圆心与当前套管圆心重合，圆环小半径等于上一个套管的半径，大外径等于当前套管的半径；每一个套管10底部设有外接触板17，外接触板也是圆环形，圆环圆心与套管的圆心重合，且圆环小半径等于当前套管半径，大半径等于下一个套管的圆心。

进一步的，弹性多层套管1，外套管11为刚性材料制作而成，内套管10为弹性材料制作而成，所述每层内套管顶部与底部的接触板为刚性材料制作而成。

进一步的，浮标2，包括保护罩21，底部塑料板22，保护罩21为半圆柱形，防止水溅入影响上层探头33，在防护罩上开透气孔211保持空气流通，确保上层探头33所测温度为实时大气温度。

进一步的，浮标底部塑料板22上层安装供电装置4与信息采集装置5，浮标底部塑料板下层开孔安装压力温度探头33测表层水体温度，底部塑料上层开孔安装温度探头34测大气温度。

进一步的，浮标2由于浮力的作用，底部塑料板22永远存在于水体表面上，浮标2与0号内套管顶部12连接。

进一步的，供电装置4由锂电池41与太阳能电池板42共同供电。