一种远程硫化氢自动观测系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种观测系统，尤其是一种远程硫化氢自动观测系统。


背景技术：

2.温泉水中常含有大量的硫化氢气体，而温泉又是与深大断裂密切相关的，是地震地下观测的最佳点位。由于硫化氢气体无法采集到实验室，一直是采用现场沉淀的方法。由于该方法需要人工采样到实验室化学滴定，且自动观测系统受限于电网输电距离限制，需要监测人员定时巡检，运营成本较高。


技术实现要素：

3.实用新型目的：提供一种远程硫化氢自动观测系统，能够满足远程自动观测硫化氢气体浓度的需要，无需监测人员进行人工采集。
4.技术方案：本实用新型提供的远程硫化氢自动观测系统，包括l形安装架、控制箱、硫化氢传感器、伸缩导气管、漂浮集气罩、鼓泡机构、风冷机构、安装调节机构以及发电机构；
5.安装调节机构安装在l形安装架的水平板上，伸缩导气管悬吊在安装调节机构的下端上，由安装调节机构调节伸缩导气管的悬吊位置；漂浮集气罩连通式安装在伸缩导气管的下端上，伸缩导气管在水位变化时进行伸缩，使漂浮集气罩漂浮在水面上；鼓泡机构用于伸入水中进行鼓泡，由漂浮集气罩收集浮出水面的气体；硫化氢传感器安装在l形安装架的水平板上，并通过风冷机构与伸缩导气管相连通，由风冷机构对输向硫化氢传感器的气体进行冷却；
6.控制箱安装在l形安装架的水平板上，在控制箱内设置有控制器、蓄电池、存储器以及4g 通信模块；存储器、4g通信模块以及硫化氢传感器均与控制器电连接；鼓泡机构以及风冷机构均由控制器驱动控制，由蓄电池为控制器、鼓泡机构以及风冷机构供电；发电机构安装在l 形安装架上，用于为蓄电池充电。
7.进一步的，发电机构包括主支柱、风力发电机、太阳能调节单元、多个太阳能电池板以及多个电池板背板；
8.主支柱的下端固定在l形安装架上；风力发电机安装在主支柱的上端上；太阳能调节单元安装在主支柱的中部；各个太阳能电池板分别安装在各个电池板背板的上侧面上；各个电池板背板均安装在太阳能调节单元上，由太阳能调节单元调节电池板背板的角度及朝向；风力发电机通过风力发电电路为蓄电池充电，各个太阳能电池板均通过太阳能发电电路为蓄电池充电。
9.进一步的，太阳能调节单元包括高度调节座、四个水平分支杆、多个角度调节分支以及多个滑动座；高度调节座套设在主支柱上；在高度调节座上螺纹旋合有端部紧压主支柱的高度定位螺栓；四个水平分支杆均水平固定在高度调节座上，且四个水平分支杆呈十字形分布；各个滑动座分别滑动式套设在四个水平分支杆上；在滑动座上螺纹旋合有端部
紧压水平分支杆的滑动定位螺栓；各个角度调节分支分别安装在各个滑动座上；各个电池板背板分别安装在各个角度调节分支上。
10.进一步的，角度调节分支包括旋转盘、竖直支撑杆、水平支撑杆、铰接杆以及角度调节座；旋转盘旋转式安装在滑动座的上侧面上；在旋转盘上螺纹旋合有端部紧压滑动座的旋转定位螺栓；
11.竖直支撑杆的下端固定在旋转盘上，上端铰接在电池板背板的下侧面上；水平支撑杆的一端固定在竖直支撑杆的中部；角度调节座滑动式套设在水平支撑杆上，在角度调节座上螺纹旋合有一个端部紧压水平支撑杆的角度固定螺栓；铰接杆的一端铰接在角度调节座上，另一端铰接在电池板背板的下侧面上。
12.进一步的，安装调节机构包括水平调节单元以及高度调节单元；水平调节单元包括水平调节座、水平调节杆以及水平固定螺栓；水平调节座固定在l形安装架水平板上；水平调节杆的近端插装在水平调节座上；水平固定螺栓螺纹旋合在水平调节座上，端部用于紧压水平调节杆；高度调节单元安装在水平调节杆的远端上；伸缩导气管悬吊在高度调节单元的下端上。
13.进一步的，高度调节单元包括悬吊绳、卷线盘以及u形板；u形板安装在水平调节杆的远端上；卷线盘旋转式安装在u形板的两块平行板之间，且卷线盘的轴线水平设置；在卷线盘的一个竖向侧面上同轴式设置有环形摩擦片；在u形板对应侧的平行板上螺纹旋合有一个端部用于挤压环形摩擦片的高度固定螺栓；悬吊绳的上端绕设在卷线盘上，下端固定在伸缩导气管上。
14.进一步的，伸缩导气管包括输气内管、输气外管、集气内管、集气外管、内管连接板以及外管连接板；
15.输气内管以及集气内管的上端均贯穿固定在内管连接板上，下端分别密封式插装在输气外管以及集气外管上；外管连接板固定在漂浮集气罩上；输气外管以及集气外管的下端均依次贯穿并固定在外管连接板以及漂浮集气罩上；内管连接板悬吊在安装调节机构上。
16.进一步的，漂浮集气罩包括半球形罩以及漂浮环；外管连接板固定在半球形罩的顶部；输气外管以及集气外管均贯穿半球形罩；漂浮环通过喇叭形的连接环固定在半球形罩的下边缘上。
17.进一步的，鼓泡机构包括气泵以及平板形鼓泡箱；在平板形鼓泡箱内设置有鼓泡空腔；在平板形鼓泡箱的上侧面上设置有多个与鼓泡空腔相连通的出气孔；输气外管的贯穿端向下延长伸出漂浮集气罩外，且输气外管的伸出端连通固定在平板形鼓泡箱的上侧面上；气泵安装在l 形安装架上，且气泵的出气口通过一根送气软管与输气内管的贯穿端相对接；
18.气泵通过气泵驱动电路与控制器电连接，控制器通过气泵驱动电路驱动气泵工作。
19.进一步的，风冷机构包括风机、冷凝管、散热框以及多个散热片；
20.冷凝管的下端与集气内管的贯穿端相对接，上端通过一根进气软管与硫化氢传感器的进气口相对接；各个散热片间隔式固定在散热框内；冷凝管的中部贯穿式固定在各个散热片以及散热框上；风机安装在散热片上，且冷凝管位于风机的出风口处；
21.风机通过风机驱动电路与控制器电连接，控制器通过风机驱动电路驱动风机工作。
22.本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：利用控制器协调控制鼓泡机构以及水冷机构工作，使鼓泡机构在水中进行鼓泡，漂浮集气罩收集浮出水面的气体，并由硫化氢传感器进行数据收集，最后通过4g通信模块将数据传输至远程控制中心，从而实现硫化氢的远程自动观测，无需进行人工采集；利用风冷机构对输向硫化氢传感器3的气体进行冷却，使气体中的水汽冷凝回流，从而降低了检测气流中的水汽含量，确保硫化氢传感器的检测精度和可靠性；利用伸缩导气管的结构，能够在水位变化时进行伸缩变化，从而使得漂浮集气罩始终漂浮在水面上；利用安装调节机构对伸缩导气管以及漂浮集气罩悬吊位置进行调节，从而使自动观测系统可以适应不同的安装位置，增强通用性；利用发电机构对蓄电池进行充电，延长蓄电池的供电时间，从而使自动观测系统能够进行长期的自动监测，无需人员定期巡检。
附图说明
23.图1为本实用新型的结构示意图；
24.图2为本实用新型平板形鼓泡箱的剖视图；
25.图3为本实用新型风冷机构的放大图；
26.图4为本实用新型的控制电路示意图；
27.图5为本实用新型的充电电路示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
29.实施例1：
30.如图1-5所示，本实用新型提供的一种远程硫化氢自动观测系统包括：l形安装架1、控制箱2、硫化氢传感器3、伸缩导气管、漂浮集气罩、鼓泡机构、风冷机构、安装调节机构以及发电机构；
31.安装调节机构安装在l形安装架1的水平板上，伸缩导气管悬吊在安装调节机构的下端上，由安装调节机构调节伸缩导气管的悬吊位置；漂浮集气罩连通式安装在伸缩导气管的下端上，伸缩导气管在水位变化时进行伸缩，使漂浮集气罩漂浮在水面上；鼓泡机构用于伸入水中进行鼓泡，由漂浮集气罩收集浮出水面的气体；硫化氢传感器3安装在l形安装架1的水平板上，并通过风冷机构与伸缩导气管相连通，由风冷机构对输向硫化氢传感器3的气体进行冷却；
32.控制箱2安装在l形安装架1的水平板上，在控制箱2内设置有控制器、蓄电池、存储器以及4g通信模块；存储器、4g通信模块以及硫化氢传感器3均与控制器电连接；鼓泡机构以及风冷机构均由控制器驱动控制，由蓄电池为控制器、鼓泡机构以及风冷机构供电；发电机构安装在l形安装架1上，用于为蓄电池充电。
33.利用控制器协调控制鼓泡机构以及水冷机构工作，使鼓泡机构在水中进行鼓泡，漂浮集气罩收集浮出水面的气体，并由硫化氢传感器3进行数据收集，最后通过4g通信模块
将数据传输至远程控制中心，从而实现硫化氢的远程自动观测，无需进行人工采集；利用风冷机构对输向硫化氢传感器3的气体进行冷却，使气体中的水汽冷凝回流，从而降低了检测气流中的水汽含量，确保硫化氢传感器的检测精度和可靠性；利用伸缩导气管的结构，能够在水位变化时进行伸缩变化，从而使得漂浮集气罩始终漂浮在水面上；利用安装调节机构对伸缩导气管以及漂浮集气罩悬吊位置进行调节，从而使自动观测系统可以适应不同的安装位置，增强通用性；利用发电机构对蓄电池进行充电，延长蓄电池的供电时间，从而使自动观测系统能够进行长期的自动监测，无需人员定期巡检。
34.进一步的，发电机构包括主支柱29、风力发电机43、太阳能调节单元、多个太阳能电池板 42以及多个电池板背板41；
35.主支柱29的下端固定在l形安装架1上；风力发电机43安装在主支柱29的上端上；太阳能调节单元安装在主支柱29的中部；各个太阳能电池板42分别安装在各个电池板背板41的上侧面上；各个电池板背板41均安装在太阳能调节单元上，由太阳能调节单元调节电池板背板41的角度及朝向；风力发电机43通过风力发电电路为蓄电池充电，各个太阳能电池板42均通过太阳能发电电路为蓄电池充电。
36.利用风力发电机43以及太阳能电池板42为蓄电池充电充电，增加了蓄电池充电方式的多样性；利用太阳能调节单元调节各个太阳能电池板42的位置、高度以及倾斜角度，使太阳能电池板42能够适应不同的安装位置，增强通用性。
37.进一步的，太阳能调节单元包括高度调节座30、四个水平分支杆32、多个角度调节分支以及多个滑动座33；高度调节座30套设在主支柱29上；在高度调节座30上螺纹旋合有端部紧压主支柱29的高度定位螺栓31；四个水平分支杆32均水平固定在高度调节座30上，且四个水平分支杆32呈十字形分布；各个滑动座33分别滑动式套设在四个水平分支杆32上；在滑动座33上螺纹旋合有端部紧压水平分支杆32的滑动定位螺栓34；各个角度调节分支分别安装在各个滑动座33 上；各个电池板背板41分别安装在各个角度调节分支上。
38.利用高度调节座30、高度定位螺栓31以及主支柱29之间的配合，实现了对太阳能电池板42 高度位置的调节以及固定。
39.进一步的，角度调节分支包括旋转盘35、竖直支撑杆37、水平支撑杆38、铰接杆40以及角度调节座39；旋转盘35旋转式安装在滑动座33的上侧面上；在旋转盘35上螺纹旋合有端部紧压滑动座33的旋转定位螺栓36；
40.竖直支撑杆37的下端固定在旋转盘35上，上端铰接在电池板背板41的下侧面上；水平支撑杆38的一端固定在竖直支撑杆37的中部；角度调节座39滑动式套设在水平支撑杆38上，在角度调节座39上螺纹旋合有一个端部紧压水平支撑杆38的角度固定螺栓48；铰接杆40的一端铰接在角度调节座39上，另一端铰接在电池板背板41的下侧面上。
41.利用旋转盘35的旋转安装方式，实现了对太阳能电池板42朝向的调节，并能够通过旋转定位螺栓36进行固定；利用铰接杆40、竖直支撑杆37、水平支撑杆38以及角度调节座39之间的配合，通过移动角度调节座39带动铰接杆40，从而调节电池板背板41的倾斜角度，实现对太阳能电池板42倾斜角度的调节。
42.进一步的，安装调节机构包括水平调节单元以及高度调节单元；水平调节单元包括水平调节座24、水平调节杆28以及水平固定螺栓26；水平调节座24固定在l形安装架1水平板上；水平调节杆28的近端插装在水平调节座24上；水平固定螺栓26螺纹旋合在水平调
节座24上，端部用于紧压水平调节杆28；高度调节单元安装在水平调节杆28的远端上；伸缩导气管悬吊在高度调节单元的下端上。
43.利用水平调节杆28与水平调节座24之间的配合可以实现对伸缩导气管以及漂浮集气罩悬吊位置远近的调节；利用水平固定螺栓26实现对水平调节杆28的位置固定。
44.进一步的，高度调节单元包括悬吊绳27、卷线盘21以及u形板23；u形板23安装在水平调节杆28的远端上；卷线盘21旋转式安装在u形板23的两块平行板之间，且卷线盘21的轴线水平设置；在卷线盘21的一个竖向侧面上同轴式设置有环形摩擦片22；在u形板23对应侧的平行板上螺纹旋合有一个端部用于挤压环形摩擦片22的高度固定螺栓47；悬吊绳27的上端绕设在卷线盘21上，下端固定在伸缩导气管上。
45.利用u形板23、卷线盘21以及吊绳27之间的配合，实现了对伸缩导气管以及漂浮集气罩的悬吊，同时可以根据水水位调节吊绳27的释放长度，使漂浮集气罩漂浮在水面上；利用环形摩擦片22以及高度固定螺栓47实现对卷线盘21的固定。
46.进一步的，伸缩导气管包括输气内管14、输气外管11、集气内管13、集气外管12、内管连接板16以及外管连接板10；
47.输气内管14以及集气内管13的上端均贯穿固定在内管连接板16上，下端分别密封式插装在输气外管11以及集气外管12上；在输气内管14以及集气内管13上均沿长度方向设置有限位槽15；在输气外管11以及集气外管12的内壁上均设置有与对应的限位槽15相配合的限位滑块；外管连接板10固定在漂浮集气罩上；输气外管11以及集气外管12的下端均依次贯穿并固定在外管连接板10以及漂浮集气罩上；悬吊绳27的下端固定在内管连接板16的中心处。
48.利用输气内管14、集气内管13、输气外管11以及集气外管12之间的配合，当水位变化时输气内管14以及集气内管13分别沿输气外管11以及集气外管12进行伸缩，从而使漂浮集气罩适应水位变化，始终漂浮在水面上利用限位槽15与限位滑块之间的配合，确保输气内管14以及集气内管13不会脱离输气外管11以及集气外管12。
49.进一步的，漂浮集气罩包括半球形罩9以及漂浮环7；外管连接板10固定在半球形罩9的顶部；输气外管11以及集气外管12均贯穿半球形罩9；漂浮环7通过喇叭形的连接环8固定在半球形罩9的下边缘上，使漂浮集气罩呈向上收缩的喇叭状。
50.利用半球形罩9、漂浮环7以及连接环8组成漂浮集气罩，使漂浮集气罩呈向上收缩的喇叭状，重心更稳定，同时能够高效的收集气体。
51.进一步的，鼓泡机构包括气泵25以及平板形鼓泡箱4；在平板形鼓泡箱4内设置有鼓泡空腔 45；在平板形鼓泡箱4的上侧面上设置有多个与鼓泡空腔45相连通的出气孔46；输气外管11的贯穿端向下延长伸出漂浮集气罩外，且输气外管11的伸出端连通固定在平板形鼓泡箱4的上侧面上；气泵25安装在l形安装架1上，且气泵25的出气口通过一根送气软管与输气内管14的贯穿端相对接；在平板形鼓泡箱4的下侧面上通过连接杆5安装有重锤6；
52.气泵25通过气泵驱动电路与控制器电连接，控制器通过气泵驱动电路驱动气泵25工作。
53.利用气泵25向平板形鼓泡箱4送气，气体通过出气孔46不断排入水中，携带少量硫化氢气体上浮出水面，能够提供连续不断的硫化氢气体进行检测。利用重锤6进一步稳定重心，同时确保漂浮集气罩的下边缘能浸入水中，防止漏气影响检测结果。
54.进一步的，风冷机构包括风机19、冷凝管20、散热框17以及多个散热片18；
55.冷凝管20的下端与集气内管13的贯穿端相对接，上端通过一根进气软管与硫化氢传感器3 的进气口相对接；各个散热片18间隔式固定在散热框17内；冷凝管20的中部贯穿式固定在各个散热片18以及散热框17上；风机19安装在散热片18上，且冷凝管20位于风机19的出风口处；
56.风机19通过风机驱动电路与控制器电连接，控制器通过风机驱动电路驱动风机19工作。
57.利用风机19向冷凝管20以及散热片18持续吹风，使冷凝管20内的气体接触较冷的冷凝管20 的内壁，水汽冷凝并通过集气内管13回流排入水中，从而降低了检测气流中的水汽含量。
58.本实用新型提供的远程硫化氢自动观测系统中，控制器采用现有的单片机控制器模块，用于实现协调控制；硫化氢传感器3采用现有的硫化氢传感器，用于检测硫化氢气体浓度；存储器采用现有的存储器，用于存储硫化氢传感器3采集的信息；4g通信模块采用现有的4g通信模块，用于将存储器内的信息上传至与远程控制中心；气泵25采用现有的气泵；风机19采用现有的风机。
59.本实用新型提供的远程硫化氢自动观测系统在安装使用时，首先将l形安装架1固定在所需位置；
60.之后调节太阳能调节单元，调节高度调节座30直至太阳能电池板42到达所需高度位置，拧紧高度定位螺栓31；调节各个旋转盘35直至太阳能电池板42到达所需的朝向，拧紧旋转定位螺栓36；调节角度调节座39在水平支撑杆38上的位置直至太阳能电池板42到达所需的倾角，拧紧角度固定螺栓48，完成太阳能电池板42的安装调节；
61.然后调节漂浮集气罩的位置，调节水平调节杆28的位置以及悬吊绳27的释放长度，直至漂浮集气罩到达所需的位置并漂浮在水面上，拧紧水平固定螺栓26以及高度固定螺栓47完成调节；
62.之后控制器通过气泵驱动电路驱动气泵25工作，气体依次经过送气软管以及输气内管14 后进入平板形鼓泡箱4的鼓泡空腔45内，再通过出气孔46不断排入水中，携带少量硫化氢气体上浮出水面；漂浮集气罩收集上浮的气体，气体依次通过集气内管13、冷凝管20以及进气软管后进入硫化氢传感器3进行检测，控制器将硫化氢传感器3的检测数据存储在存储器内，并通过 4g通信模块将数据上传至远程控制中心；
63.控制器通过风机驱动电路控制控制风机19工作，风机19向冷凝管20以及散热片18持续吹风，气体经过冷凝管20时，气体内的水汽冷凝在冷凝管20的内表面上，并通过集气内管13回流排入水中。
64.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。