一种便携式土壤导热系数测量仪制造技术

本发明专利技术公开了热传导和自动测量技术领域中的一种便携式土壤导热系数测量仪。包括安置在便携箱内的水管、加热器、循环水泵、流量计、温度传感器、补水箱以及数据采集和控制模块；便携箱设置有与水管连接的进水口和出水口；进水口接过滤器；水管的进水口处和出水口处分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，并且水管中间设置循环水泵和流量计；循环水泵设有与其并行的旁通阀；循环水泵和第一温度传感器之间设置补水箱，补水箱出口处设置补水阀，补水阀与水管连接；循环水泵和第二温度传感器之间设置加热器；加热器和第二温度传感器之间设置流量计。本发明专利技术使得户外现场测试土壤导热系数更加方便且成本更低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热传导和自动测量
，涉及一种便携式土壤导热系数测量仪。
技术介绍
地热资源作为清洁能源，有着巨大的发展潜力，它比传统的空气热交换效率高，温度恒定，无污染，可循环。但是地热资源的前期投入很大，其中地热井的建设占用了很大部分，而如何合理地建设地热井，使其能够提供充足但不冗余的能量，成为高效利用地热资源的关键。 地热井的建设，需要对建设地点的大地热传导数据进行准确的测量。现有工程中通常使用现场测试法，这就要求必须将测试仪器运输到测试现场。现有大型测量仪虽然能够较为准确的测量出地热导热系数，但在运输上十分不便，且运输时需要特种车辆运输成本高。随着地热工程的不断增多，为测量人员装备小型化、甚至便携化的测量仪成为迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为土壤导热系数测量人员提供一种携带方便、测量准确且可以通过远程传输进行数据采集和控制的土壤导热系数测量仪。 为了解决上述问题，本专利技术提供的技术方案是，一种便携式土壤导热系数测量仪，其特征在于，所述测量仪包括安置在便携箱内的水管、加热器、循环水泵、流量计、温度传感器、补水箱以及数据采集和控制模块；所述便携箱包括主箱体和辅箱体，辅箱体设置有与水管连接的进水口和出水口 ，并用于放置数据采集和控制模块；主箱体用于放置水管、加热器、循环水泵、流量计、温度传感器和补水箱；所述进水口接过滤器；所述水管的进水口处和出水口处分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，并且水管中间设置循环水泵和流量计；所述循环水泵设有与其并行的旁通阀；所述循环水泵和第一温度传感器之间设置补水箱，补水箱出口处设置补水阀，补水阀与水管连接；所述循环水泵和第二温度传感器之间设置加热器；所述加热器和第二温度传感器之间设置流量计； 所述第一温度传感器，用于测量进水口处的水温； 所述第二温度传感器，用于测量出水口处的水温； 所述补水箱，用于向水管内补充水分； 所述补水阀，用于控制补水箱向水管内补充水分； 所述循环水泵，用于使水管内的水循环流动； 所述旁通阀，用于分流水管内水的流量； 所述加热器，用于对出水口处的水进行加热； 所述数据采集和控制模块与第一温度传感器、第二温度传感器、流量计、循环水泵和加热器相连，用于采集第一温度传感器、第二温度传感器和流量计的信号。 所述水管的进水口处和出水口处分别设置第一压力传感器和第二压力传感器；所述第一压力传感器位于第一温度传感器与补水箱之间，所述第二压力传感器位于第二温度传感器与流量计之间，第一压力传感器和第二压力传感器还分别与数据采集和控制模块相连；所述第一压力传感器和第二压力传感器分别用于测量进水口处和出水口处的压力数据，并通过数据采集和控制模块获取测得的所述进水口处和出水口处的压力数据。 所述旁通阀旁还设置有第三压力传感器，第三压力传感器还与数据采集和控制模块相连，用于测量循环水泵的压力数据，并通过数据采集和控制模块获取测得的所述循环水泵的压力数据。 所述加热器大于1个或者等于1个；当所述加热器大于1个时，各加热器采用串联的方式连接。 所述数据采集和控制模块与远程监控系统相连。 所述的流量计为电子流量计。 所述的进水口和出水口采用可与外部水管连接的快装接头。 所述便携箱包括主箱体，主箱体采用表面有两道突出的棱的Pelican安全箱，箱盖内部四周凹槽内嵌有O型密封圈，箱盖的锁扣采用双开锁扣，同时箱体上设有压力平衡阀。 所述主体箱设有拉杆和轮子。 本专利技术的效果在于，通过提供结构紧凑、体积小、便于在不同的地热工程工地间运输，且可以远程采集测量数据的便携式土壤导热系数测量仪，使得户外现场测试土壤导热系数更加方便，成本更低。附图说明 图1是本专利技术提供的便携箱结构示意图； 图2是本专利技术实施例1提供的便携式土壤导热系数测量仪结构示意 图3是本专利技术实施例2提供的便携式土壤导热系数测量仪结构示意 图4是便携式土壤导热系数测量仪的数据采集和控制模块通信示意 图5是便携式土壤导热系数测量仪测量土壤导热系数连接示意图。具体实施例方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。 图1是本专利技术提供的便携箱结构示意图。图1中，本专利技术采用的便携式土壤导热系数测量仪采用两个结合为一体的箱体组成的便携箱作为测量仪的外壳。两个箱体分别为主箱体1和辅箱体2。主箱体1用于放置水管、加热器、循环水泵、流量计、温度传感器和补水箱，采用Pelican安全箱，Pelican安全箱表面设有两道突出的棱，使测量仪放置在主箱体后更加稳固。箱盖内部四周凹槽内嵌有O型密封圈，在仪器被闭合时，会与四周的凸槽密合，从而防止水气或粉尘的进入。这样设计既能保证主箱体l内测量仪的安全，又能保证主箱体l内测量仪的干燥。主箱体l箱盖的锁扣采用双开锁扣，易于清理混入锁扣的沙子或泥土，从而不会阻止锁扣的闭合，保证测量仪的密封性。同时，主箱体l的正前方有一个黑色钮扣型压力平衡阀3。此压力平衡阀3采用防水透气膜，气体分子可以自由的通过隔膜，而水分子却无法进入。当主箱体l内外气压不等的时候，气体分子可以自由移动补偿压差，从而使测量仪在任何条件下都可以轻松的被打开，同时保持测量仪干燥。主箱体1带有拉杆，下面有轮子，用单手即可拖动箱子。 在主箱体1设置一个与原箱盖连为一体的小Pelican安全箱作为辅箱体2，辅箱体2也与主箱体1一样具有密封设置。将进水口和出水口放置在辅箱体2内，并且进水口和出水口处设有专门的舱口 ，舱口上设有密封舱盖。进水口和出水口采用快装接头，可便捷地与外部水管连接。辅箱体2还用于放置数据采集和控制模块。 实施例1 图2是本专利技术提供的便携式土壤导热系数测量仪结构示意图。如图2所示，在进水口 5和出水口 17之间，安装便携式土壤导热系数测量仪。便携式土壤导热系数测量仪从进水口 5到出水口 17之间包括水管4、过滤器6、第一温度传感器7、补水箱9、补水阀8、循环水泵11 、旁通阀10、加热器12、 13、 14、流量计15和第二温度传感器16。在进水口 5处和出水口 17处分别设置第一温度传感器7和第二温度传感器16。在进水口 5处和第一温度传感器7之间，设置过滤器6，用于过滤水中的杂质。在第一温度传感器7和第二温度传感器16之间，设置循环水泵11和加热器12、13、14，其中循环水泵11设置在靠近第一温度传感器7的一侧，而加热器12、13、14设置在靠近第二温度传感器16的一侧。循环水泵11设有与其并行的旁通阀10 ;循环水泵11与第一温度传感器7之间设置补水箱9，补水箱9出口处设置补水阀8，补水阀8与水管4连接。加热器12、13、14与第二温度传感器16之间，设置流量计15。 第一温度传感器7，用于测量进水口处的水温。 第二温度传感器16，用于测量出水口处的水温。 补水箱9，用于向水管4内填充水分；并在便携式土壤导热系数测量仪测量土壤导热系数过程中，根据水管内水分的缺失状况，随时补充水分。 补水阀8，用于控制补水箱9向水管4内补充水分。当水管内需要补充水分时，补水阀8开启，当水管内不需要补充水分时，补水阀8关闭。 循环水泵ll，用于使水管4内的水循环流动。 旁通阀10，用于分流水管4内水的流量。当流量计15测量的水的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式土壤导热系数测量仪，其特征在于，所述测量仪包括安置在便携箱内的水管、加热器、循环水泵、流量计、温度传感器、补水箱以及数据采集和控制模块；所述便携箱包括主箱体和辅箱体，辅箱体设置有与水管连接的进水口和出水口，并用于放置数据采集和控制模块；主箱体用于放置水管、加热器、循环水泵、流量计、温度传感器和补水箱；所述进水口接过滤器；所述水管的进水口处和出水口处分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，并且水管中间设置循环水泵和流量计；所述循环水泵设有与其并行的旁通阀；所述循环水泵和第一温度传感器之间设置补水箱，补水箱出口处设置补水阀，补水阀与水管连接；所述循环水泵和第二温度传感器之间设置加热器；所述加热器和第二温度传感器之间设置流量计；所述第一温度传感器，用于测量进水口处的水温；所述第二温度传感器，用于测量出水口处的水温；所述补水箱，用于向水管内补充水分；所述补水阀，用于控制补水箱向水管内补充水分；所述循环水泵，用于使水管内的水循环流动；所述旁通阀，用于分流水管内水的流量；所述加热器，用于对出水口处的水进行加热；所述数据采集和控制模块与第一温度传感器、第二温度传感器、流量计、循环水泵和加热器相连，用于采集第一温度传感器、第二温度传感器和流量计的信号。...

【技术特征摘要】
一种便携式土壤导热系数测量仪，其特征在于，所述测量仪包括安置在便携箱内的水管、加热器、循环水泵、流量计、温度传感器、补水箱以及数据采集和控制模块；所述便携箱包括主箱体和辅箱体，辅箱体设置有与水管连接的进水口和出水口，并用于放置数据采集和控制模块；主箱体用于放置水管、加热器、循环水泵、流量计、温度传感器和补水箱；所述进水口接过滤器；所述水管的进水口处和出水口处分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，并且水管中间设置循环水泵和流量计；所述循环水泵设有与其并行的旁通阀；所述循环水泵和第一温度传感器之间设置补水箱，补水箱出口处设置补水阀，补水阀与水管连接；所述循环水泵和第二温度传感器之间设置加热器；所述加热器和第二温度传感器之间设置流量计；所述第一温度传感器，用于测量进水口处的水温；所述第二温度传感器，用于测量出水口处的水温；所述补水箱，用于向水管内补充水分；所述补水阀，用于控制补水箱向水管内补充水分；所述循环水泵，用于使水管内的水循环流动；所述旁通阀，用于分流水管内水的流量；所述加热器，用于对出水口处的水进行加热；所述数据采集和控制模块与第一温度传感器、第二温度传感器、流量计、循环水泵和加热器相连，用于采集第一温度传感器、第二温度传感器和流量计的信号。2. 根据权利要求1所述的一种便携式土壤导热系数测量仪，其特征在于，所述水管的进水口处和出水口处分别设置第一压力传感器和第二压力传感器；所述第一压力传感器位于第一温度传感器与补水箱之间，所述第二压力传感器位于第二温度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：许东来，杨巨辉，李宁，丁良士，戴九霄，魏俊辉，姜睿，
申请(专利权)人：北京工业大学，北京枫叶能源科技有限公司，南京枫叶能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]