专利名称：一种地下水质在线多参数传感装置的制作方法
技术领域：
本 实用新型属于先进电化学传感技术，具体说是涉及一种地下水质在线多参数传
感装置。
技术背景地热水水是能源、资源、水源，具有广阔的开发前景，研究表明，对其开发利用必须注意到它的热污染、矿化度对土壤板结的影响，以及对河流、土壤酸碱度、由地下水释放出各种离子的影响，考虑到目前使用的传统的水质检测仪器均为实验室分析仪器，每年作一次样品检测，因此不能及时获取动态水质数据，管理部门不能达到动态管理的目的，地热研究部门因为不能及时获取动态水质数据，对地下水的均衡度也缺少判断依据，不能实时监测人为活动影响下的地下水动态，可以及早发现不利变化(如咸水入侵淡含水层，地下水污染)，地下水动态是地下水均衡的外部表现，因此研制能够在线简约型监测水动态(水质)的仪器是非常必要的，也是必须的
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种地下水质在线多参数传感装置，实现在线测量地下水的温度、PH值、盐度、电导率、矿化度、氯离子含量，实时监测人为活动影响下的地下水动态。本实用新型内容一种地下水质在线多参数传感装置其特征在于有STC单片机，STC单片机分别连接温度传感器1、两个钼黑电极A、B2、精密电容量检测芯片5、氧化鋅镀层构成栅极的场效应结型管3、精密电容量检测芯片5；精密电容量检测芯片5连接氯离子测量电容两个极板4。PN结温度传感器1、水中放入的两个钼黑电极A、B2和对酸碱度敏感的氧化鋅镀层构成栅极的场效应结型管3分别与STC单片机5内置数模转换的接口相连；各个检测数据数据通过STC单片机6的内置RS232 口输出。本实用新型特点该装置不仅可以在线测量地下水的温度、PH值、盐度、电导率、矿化度、氯离子含量，实时监测人为活动影响下的地下水动态，可以及早发现不利变化(如咸水入侵淡含水层，地下水污染)。也可以进行地下储水量预测，某一地区某一时间段内，地下水水量、盐量等的收入与支出的数量关系。它与地下水动态密切相关。进行均衡研究所选定的地区，称为均衡区。进行均衡研究的时间段，称为均衡期。在某一均衡区的某一均衡期内，地下水水量(或盐量)的收入大于支出，则表现为储存量增加，称为正均衡；支出大于收入，储存量减少，称为负均衡。从多年统计角度，气象要素趋于某一平均值。因此，天然条件下地下水储存量也趋于某一定值，即多年中不增不减。但在较短的时间内，气候要素的波动则使地下水经常处于不平衡状态，地下水量以及相应的水位、水质等随时间发生变化。
图1为一种地下水质在线多参数传感装置框图图中1PN结温度传感器，2水中放入两个钼黑电极A，B这两个钼电极距离为5mm，3对酸碱度敏感的氧化鋅镀层构成栅极的场效应结型管，4对氯离子测量之用的电容两个极板；5精密电容量检测芯片PS021，6内置有数模转换的STC单片机。
具体实施方式一种地下水质在线多参数传感装置，有STC单片机，STC单片机分别连接温度传感器1、两个钼黑电极A、B2、精密电容量检测芯片5、氧化鋅镀层构成栅极的场效应结型管3、精密电容量检测芯片5；精密电容量检测芯片5连接氯离子测量电容两个极板4。本地下水质在线多参数传感装置进一步详细结构，其中，PN结温度传感器1、水中放入的两个钼黑电极A、B2、对酸碱度敏感的氧化鋅镀层构成栅极的场效应结型管3
分别与STC单片机5内置数模转换的接口相连。对氯离子测量之用的电容两个极板4
连接精密电容量检测芯片PS05，精密电容量检测芯片PS05的数字输出连接STC 单片机6的一个输出/输出端口。各个检测数据数据通过STC单片机6的内置RS232 口输出。本装置使用方法①对于热污染测量，通过1PN结温度传感器测得；②对于矿化度、盐度、电导率的测量通过在水中放入两个钼黑电极，测量这两个电极的电位推算出求得；(3)对河流、土壤酸碱度的影响的测量以场效应管的栅极镀层对酸碱度敏感的氧化锌，测量该场效应管输出电压的变化就可知其酸碱度值；④对于水中氯离子的监测，STC单片机6通过精密电容量检测芯片PS05和测量4的电容变化值赫得。各个检测数据数据通过STC单片机6的内置RS232 口输出。该装置不仅可以在线测量地下水的温度、PH值、盐度、电导率、矿化度、氯离子含量，实时监测人为活动影响下的地下水动态，可以及早发现不利变化(如咸水入侵淡含水层，地下水污染)。也可以进行地下储水量预测，某一地区某一时间段内，地下水水量、盐量等的收入与支出的数量关系。它与地下水动态密切相关。进行均衡研究所选定的地区，称为均衡区。进行均衡研究的时间段，称为均衡期。在某一均衡区的某一均衡期内，地下水水量(或盐量)的收入大于支出，则表现为储存量增加，称为正均衡；支出大于收入，储存量减少，称为负均衡。从多年统计角度，气象要素趋于某一平均值。因此，天然条件下地下水储存量也趋于某一定值，即多年中不增不减。但在较短的时间内，气候要素的波动则使地下水经常处于不平衡状态，地下水量以及相应的水位、水质等随时间发生变化。因此，地下水动态是地下水均衡的外部表现，利用上面的各个参数，以潜水盐度均衡方程为第一要素方程，潜水盐均衡方程为Δ S = qlc_q2c+qwc式中AS为At时段内均衡单元中所含可溶盐贮量的变化量；qi。为随侧向水流 进入单元体的盐量；q2。为随侧向水流％带出的盐量；qw。为垂直方向进入(正)或带出(负)单元体的盐量。融合相关动态测量参数建立其它要素方程，建立和求解动态地下储水量预测超定矩阵，达到动态监测地下水的储量预测，为管理地热水井的运行提供可依据的数据。 举例进一步说明使用方法将本装置放到地热水井的地面端口处，每隔半小时测量一次，获得方法为①对于热污染测量，通过PN结温度传感器1测得；②对于矿化度、盐度、电导率的测量通过在水中放入两个钼黑电极，测量这两个电极的电位推算出求得；(3)对河流、土壤酸碱度的影响的测量以场效应管的栅极镀层对酸碱度敏感的氧化锌，测量该场效应管输出电压的变化就可知其酸碱度值；④对于水中氯离子的监测，STC单片机6通过精密电容量检测芯片PS05
和测量4的电容变化值赫得。各个检测数据数据通过STC单片机6的内置RS232 口输
出ο因此，地下水动态是地下水均衡的外部表现，利用上面的各个参数，以潜水盐度均衡方程为第一要素方程，潜水盐均衡方程为AS = qlc-q2c+qwc式中AS为At时段内均衡单元中所含可溶盐贮量的变化量；qi。为随侧向水流 进入单元体的盐量；q2。为随侧向水流％带出的盐量；qw。为垂直方向进入(正)或带出(负) 单元体的盐量。融合相关动态测量参数建立其它要素方程，建立和求解动态地下储水量预测超定矩阵，达到动态监测地下水的储量预测，为管理地热水井的运行提供可依据的数据。
权利要求1.一种地下水质在线多参数传感装置，其特征在于有STC单片机，STC单片机分别连接温度传感器1、两个钼黑电极A、B2、精密电容量检测芯片5、氧化鋅镀层构成栅极的场效应结型管3、精密电容量检测芯片5；精密电容量检测芯片5连接氯离子测量电容两个极板4。
2.根据权利要求1所述的地下水质在线多参数传感装置，其特征在于PN结温度传感器1、水中放入的两个钼黑电极A、B2和对酸碱度敏感的氧化鋅镀层构成栅极的场效应结型管3分别与STC单片机5内置数模转换的接口相连；各个检测数据数据通过STC 单片机6的内置RS232 口输出。
专利摘要一种地下水质在线多参数传感装置，STC单片机分别连接温度传感器、两个铂黑电极A、B、精密电容量检测芯片、氧化鋅镀层构成栅极的场效应结型管、精密电容量检测芯片；精密电容量检测芯片连接氯离子测量电容两个极板。其特点该装置不仅可以在线测量地下水的温度、PH值、盐度、电导率、矿化度、氯离子含量，实时监测人为活动影响下的地下水动态，可及早发现成水入侵淡含水层，地下水污染变化，也可进行地下储水量预测。
文档编号G01N27/27GK201984052SQ20112001074
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者于建水, 孙世文, 孙宝成, 张月菊, 曾梅香, 李俊, 林黎, 王光辉, 王坤, 王幼军, 田光辉, 程万庆, 赵苏民, 郭澎, 韩金树 申请人:天津地热勘查开发设计院