一种浅层地热数据采集设备的制作方法

1.本发明涉及地热数据采集设备技术领域，具体地说就是一种浅层地热数据采集设备。


背景技术：

2.我国浅层地热能主要通过地源热泵技术加以利用采集。不但可以满足供暖需求，同时也直接降低了排放的污染量，有利于保护环境。在地热能采集过程中，需要对浅层地热的数据进行及时检测，方便对浅层地热的情况进行掌握。
3.现有技术中的浅层地热数据采集装置在具体使用时，需要将采集探头随采水管路一起安装，以方便对不同深度的地热层进行温度检测。但现已经安装完成的地热设备不方便后续安装地热数据采集装置，因此需要额外对地热数据采集装置进行安装。
4.如中国专利申请号为cn2021205681870的浅层地热温度数据采集装置，包括在钻管上开设的安装孔，安装孔处设有隔热环，隔热环外边缘与安装孔内壁连接，隔热环内壁连接有导热块，导热块上安装有温度传感器，温度传感器通过测量导线与接线端子连接，接线端子设置在钻管顶部。将多个温度采集单元呈线性设置在钻管上，利用钻探设备将钻管钻入地下，然后拆除钻探设备，接上温度变送器进行温度显示，可以一次性测量不同深度的地热温度，操作简单，测量效率高。
5.但在该申请中，通过导热块进行导热，温度传感器不与地热水直接接触，导致温度传感器不能对所在位置的地热水进行实施的温度检测，影响地热数据采集的准确性。
6.本发明要解决的技术问题是：设计一种浅层地热数据采集设备，方便对地热水的温度进行实施高效的检测，提高地热数据采集的准确性，方便地热水的高效利用。


技术实现要素：

7.为解决上述问题，本发明提供了一种浅层地热数据采集设备。
8.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种浅层地热数据采集设备，包括钻探部分和数据采集部分，所述数据采集部分设置于钻探部分的中部，所述数据采集部分包括装置外壳、进水部分、排水部分和检测部分，所述装置外壳固定于钻探部分的中部，所述进水部分设置于装置外壳的内侧上部，所述排水部分设置于进水部分的下侧，所述检测部分设置于进水部分与排水部分之间。
9.作为优化，所述的钻探部分包括钻杆，所述钻杆的下部设有下部螺旋刃，钻杆的上部设有上部螺旋刃，装置外壳设置于下部螺旋刃与上部螺旋刃之间，所述装置外壳的厚度小于所述下部螺旋刃的宽度。
10.作为优化，所述装置外壳的横截面为c型，所述装置外壳的高度由右向左逐渐增大，所述装置外壳的右侧上部设有进水网孔，所述进水部分设置于进水网孔内侧。
11.作为优化，所述的进水部分包括密封板、驱动组件和曝气部分，所述密封板贴合设置于进水网孔的内侧，所述驱动组件配合连接于密封板的内侧，所述曝气部分包括压缩气
罐，所述压缩气罐的曝气端朝向进水网孔设置，所述曝气端设有出气电磁阀；所述驱动组件包括驱动电机和导向杆，所述密封板的内侧设有连接螺孔管和限位管，所述驱动电机的输出轴连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆与连接螺孔管配合连接，所述导向杆的一端与装置外壳的内壁固连，导向杆的另一端与限位管滑动连接。
12.作为优化，所述的装置外壳的内侧面贴合连接有陶瓷保温层，所述密封板与陶瓷保温层贴合密封。
13.作为优化，所述的排水部分包括排水泵和排水电磁阀，所述排水电磁阀连接于排水泵的出水端与装置外壳的底部之间，所述排水泵的进水端连接有汲水管，所述汲水管的下端与装置外壳的内侧底部相邻设置。
14.作为优化，所述的检测部分包括若干个温度传感器，所述温度传感器位于排水部分的上侧，温度传感器位于进水部分的下侧。
15.本方案的有益效果是，一种浅层地热数据采集设备，具有以下有益之处：在钻杆的中部设置数据采集部分，方便将数据采集部分打入地热采集层中，通过检测部分对地热层内的温度进行高效检测，保障地热数据采集的准确性；在装置外壳内部设置进水部分，控制地热水的进入与否，通过曝气装置对进水网孔处的堵塞物进行清理，防止进水网孔处产生堵塞，进水完成后通过密封板对进水网孔的内侧进行封堵，通过检测部分对进水温度进行高效检测，检测完成后通过排水部分将装置外壳内的水排出，不影响下一次的地热数据采集，保障各个时段中地热数据采集的准确性。
附图说明
16.附图1为本发明的轴侧示意图。
17.附图2为本发明背部轴侧示意图。
18.附图3为本发明部分剖切结构示意图。
19.附图4为本发明进水部分轴侧示意图。
20.附图5为本发明数据采集部分纵向剖切结构示意图。
21.其中，1、钻杆，2、下部螺旋刃，3、上部螺旋刃，4、装置外壳，5、进水网孔，6、密封板，7、压缩气罐，8、曝气端，9、出气电磁阀，10、驱动电机，11、导向杆，12、驱动螺杆，13、陶瓷保温层，14、排水泵，15、排水电磁阀，16、汲水管，17、温度传感器。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.如图1所示，一种浅层地热数据采集设备，包括钻探部分和数据采集部分，所述数据采集部分设置于钻探部分的中部，所述数据采集部分包括装置外壳4、进水部分、排水部分和检测部分，所述装置外壳4固定于钻探部分的中部，所述进水部分设置于装置外壳4的内侧上部，所述排水部分设置于进水部分的下侧，所述检测部分设置于进水部分与排水部分之间。
26.如图1所示，所述的钻探部分包括钻杆1，所述钻杆1的下部设有下部螺旋刃2，钻杆1的上部设有上部螺旋刃3，装置外壳4设置于下部螺旋刃2与上部螺旋刃3之间，所述装置外壳4的厚度小于所述下部螺旋刃2的宽度。
27.如图1所示，所述装置外壳4的横截面为c型，所述装置外壳4的高度由右向左逐渐增大，所述装置外壳4的右侧上部设有进水网孔5，所述进水部分设置于进水网孔5内侧。
28.如图3、4所示，所述的进水部分包括密封板6、驱动组件和曝气部分，所述密封板6贴合设置于进水网孔5的内侧，所述驱动组件配合连接于密封板6的内侧，所述曝气部分包括压缩气罐7，所述压缩气罐7的曝气端8朝向进水网孔5设置，所述曝气端8设有出气电磁阀9；如图5所示，所述驱动组件包括驱动电机10和导向杆11，所述密封板6的内侧设有连接螺孔管和限位管，所述驱动电机10的输出轴连接有驱动螺杆12，所述驱动螺杆12与连接螺孔管配合连接，所述导向杆11的一端与装置外壳4的内壁固连，导向杆11的另一端与限位管滑动连接。
29.如图5所示，所述的装置外壳4的内侧面贴合连接有陶瓷保温层13，所述密封板6与陶瓷保温层13贴合密封。
30.如图5所示，所述的排水部分包括排水泵14和排水电磁阀15，所述排水电磁阀15连接于排水泵14的出水端与装置外壳4的底部之间，所述排水泵14的进水端连接有汲水管16，所述汲水管16的下端与装置外壳4的内侧底部相邻设置。
31.如图5所示，所述的检测部分包括若干个温度传感器17，所述温度传感器17位于排水部分的上侧，温度传感器17位于进水部分的下侧。
32.进水网孔5的内侧设有上下两个水浸传感器，通过水浸传感器对进水网孔5内侧的进水情况进行检测。
33.本方案还包括控制器，控制器的位置由工作人员作业时根据实际情况进行设置，所述的控制器用于控制本方案内的所用的用电器件，包括但不限于传感器、电动机、伸缩杆、水泵、电磁阀、电热丝、热泵、显示屏、电脑输入设备、开关按钮、通信设备、灯、喇叭和麦克风；所述的控制器为英特尔处理器、amd处理器、plc控制器、arm处理器或者单片机，与之配套使用的还包括主板、内存条、储存介质和供电电源，所述的供电电源为市电或锂电池；当具备显示屏时，还具备显示卡；关于控制器的运行原理，请参考清华大学出版社出版的
《自动控制原理》、《微控制器原理及应用仿真案例》和《传感器原理与应用》，其他本领域书籍均可参考阅读；其他未提及的自动化控制和用电器件，均属于本领域技术人员所熟知的知识，在此不再赘述。
34.使用方法：该装置在具体使用时，通过钻机将钻杆1向下钻入，使装置外壳4到达地热采集层；当需要对地热水进行温度检测时，通过控制器控制驱动电机10运转，通过驱动螺杆12带动密封板6向内移动，使进水网孔5打开，外部地热水进入到装置外壳4内部；通过控制器设定一定的时间阈值，当下侧的水浸传感器检测到地热水进入，若超过时间阈值后，位于上侧的水浸传感器仍未检测到外部地热水的进入，则通过控制器控制出气电磁阀9打开，通过压缩气罐7内部的压缩空气对进水网孔5处进行曝气，缓解进水网孔5的堵塞情况；当位于上侧的水浸传感器检测到外部地热水的进入，则通过控制器控制驱动电机10运转，通过驱动电机10驱动密封板6向进水网孔5的方向移动，关闭进水网孔5；通过温度传感器17对地热水的温度进行检测，并通过计算取多个温度传感器17检测数值的平均值；检测完成后，通过控制器控制排水电磁阀15和排水泵14打开，使装置外壳4内部的水排出，同时，为平衡装置外壳4内部的气压，打开出气电磁阀9，释出一定体积的空气，方便装置外壳4内部的水全部排出，方便下一次的地热数据采集，保障地热数据采集的准确性。
35.上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种浅层地热数据采集设备且任何相应技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

技术特征：
1.一种浅层地热数据采集设备，包括钻探部分和数据采集部分，所述数据采集部分设置于钻探部分的中部，其特征在于：所述数据采集部分包括装置外壳(4)、进水部分、排水部分和检测部分，所述装置外壳(4)固定于钻探部分的中部，所述进水部分设置于装置外壳(4)的内侧上部，所述排水部分设置于进水部分的下侧，所述检测部分设置于进水部分与排水部分之间。2.根据权利要求1所述的一种浅层地热数据采集设备，其特征在于：所述的钻探部分包括钻杆(1)，所述钻杆(1)的下部设有下部螺旋刃(2)，钻杆(1)的上部设有上部螺旋刃(3)，装置外壳(4)设置于下部螺旋刃(2)与上部螺旋刃(3)之间，所述装置外壳(4)的厚度小于所述下部螺旋刃(2)的宽度。3.根据权利要求1所述的一种浅层地热数据采集设备，其特征在于：所述装置外壳(4)的横截面为c型，所述装置外壳(4)的高度由右向左逐渐增大，所述装置外壳(4)的右侧上部设有进水网孔(5)，所述进水部分设置于进水网孔(5)内侧。4.根据权利要求3所述的一种浅层地热数据采集设备，其特征在于：所述的进水部分包括密封板(6)、驱动组件和曝气部分，所述密封板(6)贴合设置于进水网孔(5)的内侧，所述驱动组件配合连接于密封板(6)的内侧，所述曝气部分包括压缩气罐(7)，所述压缩气罐(7)的曝气端(8)朝向进水网孔(5)设置，所述曝气端(8)设有出气电磁阀(9)；所述驱动组件包括驱动电机(10)和导向杆(11)，所述密封板(6)的内侧设有连接螺孔管和限位管，所述驱动电机(10)的输出轴连接有驱动螺杆(12)，所述驱动螺杆(12)与连接螺孔管配合连接，所述导向杆(11)的一端与装置外壳(4)的内壁固连，导向杆(11)的另一端与限位管滑动连接。5.根据权利要求4所述的一种浅层地热数据采集设备，其特征在于：所述的装置外壳(4)的内侧面贴合连接有陶瓷保温层(13)，所述密封板(6)与陶瓷保温层(13)贴合密封。6.根据权利要求1所述的一种浅层地热数据采集设备，其特征在于：所述的排水部分包括排水泵(14)和排水电磁阀(15)，所述排水电磁阀(15)连接于排水泵(14)的出水端与装置外壳(4)的底部之间，所述排水泵(14)的进水端连接有汲水管(16)，所述汲水管(16)的下端与装置外壳(4)的内侧底部相邻设置。7.根据权利要求1所述的一种浅层地热数据采集设备，其特征在于：所述的检测部分包括若干个温度传感器(17)，所述温度传感器(17)位于排水部分的上侧，温度传感器(17)位于进水部分的下侧。

技术总结
本发明设计地热数据采集设备技术领域，具体地说就是一种浅层地热数据采集设备，包括钻探部分和数据采集部分，所述数据采集部分设置于钻探部分的中部，所述数据采集部分包括装置外壳、进水部分、排水部分和检测部分，所述装置外壳固定于钻探部分的中部，所述进水部分设置于装置外壳的内侧上部，所述排水部分设置于进水部分的下侧，所述检测部分设置于进水部分与排水部分之间，在钻杆的中部设置数据采集部分，方便将数据采集部分打入地热采集层中，通过检测部分对地热层内的温度进行高效检测，保障地热数据采集的准确性。障地热数据采集的准确性。障地热数据采集的准确性。


技术研发人员：李富强 王雯 姚秋卉
受保护的技术使用者：山东省煤田地质局第三勘探队
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/7/7