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（1.河南许昌市地震局 461000 2.南京市江宁区农业局 211100 ）
摘要：利用机械、光电、数字传感器技术，针对地震群测群防中异常的快速落实的性质，研制的一款仪器，不仅适合前兆监测中的水温水深的测量，更是适合宏观异常测量判定。
关键词：仪器、研制、应用
引言
随着科学技术的高速发展，物联网、云计算、大数据等新一代电子信息技术的应用，智能化已经渗透在我们生活的角角落落。自动化技术、传感技术、控制技术、数字制造技术的结合是仪器未来的发展方向。便携式数字地下水温测量仪由物理部件、智能部件和连接部件组成，由传感器、微处理器、数据存储装置、控制装置和软件以及内置操作和用户界面等构成。实现了时时测量、智能控制、数据存储、精确校验等功能。
1 背景
市县地震部门群测群防队伍庞大，分布范围广，是基层地震事业基础之一。目前绝大多数地震群测群防点宏观日常观测仪器还停留在落后阶段，有的采用竹竿有的采用麻绳、卷尺等测量地下水水位；采用体温计或者普通温度计测量水温，水温低于35°C以下靠估读，观测数据精度差，无法连续观测，这些都造成地下水观测数据不准确。对地下水宏观异常的分析判断较为困难，主要靠技术人员经验，缺乏科学严谨的理论数据依据，严重影响宏观异常的准确判断。加之群测群防人员多为留守的中老年人，文化程度偏低。在这种情况下，急需操作简单、使用方便、快捷科学，安全智能、维护简单的地下水温水位观测仪器来满足地震事业需要。
目前水温水位观测仪器多用于国家台网的的前兆观测，需固定在观测井上，测量精度高、购置费用昂贵，对使用的人員和场所等都有较高要求。市场上尚缺乏满足宏观观测、便于携带、价格低廉、适宜于地市级群测群防的水温水位观测仪。
我们结合日常工作经验，研制出适合地震群测群防领域应用的便携式数字地下水温测量仪。经反复试验、改进和监测现场应用，效果良好。
2 便携式数字地下水温测量仪工作原理及组成
2.1 工作原理
水温仪的工作原理是以测量探头为测量基点，利用水温、水位测量系统，测量水温、水位。采用智能电路，实现了仪器接触水面自动声光报警、自动显示水温、自动存储。
2.2 组成部分
由温度测量系统、水位测量系统、自动报警系统、自动校正系统、自动存贮系统、充电系统等六大部分组成。
温度测量系统由测量探头、附件组成，探头可自由拆卸，可以根据不同的工作性质要求更换，探头具有良好的密封特性，一般分为两种，普通热敏电阻温度传感器和石英温度传感器。测温探头作为测温元件，将温度变化的模拟量转化为频率的数字量，再将此频率信号进行转换，水温通过显示系统以数字形式显示出来，方便数据观测读取。
水位测量系统由测量滚轮和水温的传输线是一体的，专业定制的带长度刻度的线，醒目便捷。
自动报警系统利用直流稳压电源、温度电压转换器、驱动报警电路、放大电路等集成电路，实现接触水面自动报警的功能，通过声音、闪烁灯光报警。
自动存储系统可以记录连续的水温变化，使观测资料区别于以忘的点观测，观测数据连续、完整、准确。利用通讯卡可以与互联网对接，实现远程控制，方便用于固定无人值守观测。
自动校正系统可以利用冰水混合物或者标准温度计进行误差校正，操作便捷简单。
充电系统可以实现交直流两用，方便野外工作。
2.3技术参数
可以根据工作要求不同调整探头精度，0.01℃到0.1℃，量程0—100℃。水深测量：0—100米。工作电压：220V/24V。
3 技术要点
测量时只需将测量电缆的插孔和控制箱的接头连接，摇动滚轮把测量头放进观测井内，接触水位自动声、光报警，仪表显示水温，刻度显示水深。工作框图、原理图如图1。
该仪器实现了水位、水温连续观测，为宏观异常的调查落实提供了科学的依据；使日常的宏观观测更趋于科学性和规范化。
儀器操作简单、安全可靠、便于维护，采用集成式结构，体积小、重量轻，易于携带，配置可充电电源，交直流两用，适合野外不同环境要求。方便定期校检。该仪器噪声符合《GB 22337-2008》规定的要求，无辐射，无铅汞的排放，不会对环境造成污染破环。
4 仪器研制意义
便携式数字地下水温测量仪不仅使地震宏观异常落实快速准确，也使测量数据更准确、直观、科学，而且还可以在日常的宏观观测中得到较好的应用，使地震地下水的宏观观测更科学、便利和规范。
5 应用领域
该水温仪既适用于地震部门日常宏观观测中水温水位的观测，也适用于地下水宏观异常调查落实。
6 应用案例
自2007年投入使用以来，多年来先后解决三十多次的地下水宏观异常落实，如水温异常，水位异常、翻砂冒泡等的落实。2013年，一企业自用深井发现水温异常，引起企业及政府领导关注，以往遇着这种情况，主要是靠现场分析、观察、逐项排除等传统方法，时间也比较长。我们带着仪器下去现场测试，随着探头的深入，随着水位的增加，只有一个深度区域的水温异常，很快找到了水温异常的原因，是抽水水泵电机漏电造成，减少了企业损失，安定了群众情绪。图2是2011年5月22日河南鄢陵艾庄乡一测报点井水发混，监测科工作人员到现场后，用仪器对周边的十几口井进行了水温和水位的测量，很快排除了异常。图3是2012年11月12日和河南省局专家一起调查许昌乔庄水化站的井水水位下降原因，通过现场的使用，省局专家对仪器的性能也给出一致好评，因为该仪器非常适应宏观测报点的环境状况。
7 未来展望
该仪器自2007年7月投入使用以来，零故障。2009年11月30日被河南省地震局评为科技成果二等奖；2010年6月2日获得国家实用新型专利。（图4）
仪器研发试制投入使用以来，在排除宏观异常的工作中发挥了很好作用。随着科学技术的发展，目前正进行二代更新，实现了存储和虚拟网络的对接，该仪器的应用推广有利于群测群防事业的发展，是基层宏观测报和群测群防工作走向数字化的技术先导。
参考文献
[1] 童诗白. 模拟电子电路基础（第四版） [M].高端教育出版社. 2006-5.
[2] 和希才. 传感器极其应用电路[M]. 电子工业出版社.2006-5.
摘要：利用机械、光电、数字传感器技术，针对地震群测群防中异常的快速落实的性质，研制的一款仪器，不仅适合前兆监测中的水温水深的测量，更是适合宏观异常测量判定。
关键词：仪器、研制、应用
引言
随着科学技术的高速发展，物联网、云计算、大数据等新一代电子信息技术的应用，智能化已经渗透在我们生活的角角落落。自动化技术、传感技术、控制技术、数字制造技术的结合是仪器未来的发展方向。便携式数字地下水温测量仪由物理部件、智能部件和连接部件组成，由传感器、微处理器、数据存储装置、控制装置和软件以及内置操作和用户界面等构成。实现了时时测量、智能控制、数据存储、精确校验等功能。
1 背景
市县地震部门群测群防队伍庞大，分布范围广，是基层地震事业基础之一。目前绝大多数地震群测群防点宏观日常观测仪器还停留在落后阶段，有的采用竹竿有的采用麻绳、卷尺等测量地下水水位；采用体温计或者普通温度计测量水温，水温低于35°C以下靠估读，观测数据精度差，无法连续观测，这些都造成地下水观测数据不准确。对地下水宏观异常的分析判断较为困难，主要靠技术人员经验，缺乏科学严谨的理论数据依据，严重影响宏观异常的准确判断。加之群测群防人员多为留守的中老年人，文化程度偏低。在这种情况下，急需操作简单、使用方便、快捷科学，安全智能、维护简单的地下水温水位观测仪器来满足地震事业需要。
目前水温水位观测仪器多用于国家台网的的前兆观测，需固定在观测井上，测量精度高、购置费用昂贵，对使用的人員和场所等都有较高要求。市场上尚缺乏满足宏观观测、便于携带、价格低廉、适宜于地市级群测群防的水温水位观测仪。
我们结合日常工作经验，研制出适合地震群测群防领域应用的便携式数字地下水温测量仪。经反复试验、改进和监测现场应用，效果良好。
2 便携式数字地下水温测量仪工作原理及组成
2.1 工作原理
水温仪的工作原理是以测量探头为测量基点，利用水温、水位测量系统，测量水温、水位。采用智能电路，实现了仪器接触水面自动声光报警、自动显示水温、自动存储。
2.2 组成部分
由温度测量系统、水位测量系统、自动报警系统、自动校正系统、自动存贮系统、充电系统等六大部分组成。
温度测量系统由测量探头、附件组成，探头可自由拆卸，可以根据不同的工作性质要求更换，探头具有良好的密封特性，一般分为两种，普通热敏电阻温度传感器和石英温度传感器。测温探头作为测温元件，将温度变化的模拟量转化为频率的数字量，再将此频率信号进行转换，水温通过显示系统以数字形式显示出来，方便数据观测读取。
水位测量系统由测量滚轮和水温的传输线是一体的，专业定制的带长度刻度的线，醒目便捷。
自动报警系统利用直流稳压电源、温度电压转换器、驱动报警电路、放大电路等集成电路，实现接触水面自动报警的功能，通过声音、闪烁灯光报警。
自动存储系统可以记录连续的水温变化，使观测资料区别于以忘的点观测，观测数据连续、完整、准确。利用通讯卡可以与互联网对接，实现远程控制，方便用于固定无人值守观测。
自动校正系统可以利用冰水混合物或者标准温度计进行误差校正，操作便捷简单。
充电系统可以实现交直流两用，方便野外工作。
2.3技术参数
可以根据工作要求不同调整探头精度，0.01℃到0.1℃，量程0—100℃。水深测量：0—100米。工作电压：220V/24V。
3 技术要点
测量时只需将测量电缆的插孔和控制箱的接头连接，摇动滚轮把测量头放进观测井内，接触水位自动声、光报警，仪表显示水温，刻度显示水深。工作框图、原理图如图1。
该仪器实现了水位、水温连续观测，为宏观异常的调查落实提供了科学的依据；使日常的宏观观测更趋于科学性和规范化。
儀器操作简单、安全可靠、便于维护，采用集成式结构，体积小、重量轻，易于携带，配置可充电电源，交直流两用，适合野外不同环境要求。方便定期校检。该仪器噪声符合《GB 22337-2008》规定的要求，无辐射，无铅汞的排放，不会对环境造成污染破环。
4 仪器研制意义
便携式数字地下水温测量仪不仅使地震宏观异常落实快速准确，也使测量数据更准确、直观、科学，而且还可以在日常的宏观观测中得到较好的应用，使地震地下水的宏观观测更科学、便利和规范。
5 应用领域
该水温仪既适用于地震部门日常宏观观测中水温水位的观测，也适用于地下水宏观异常调查落实。
6 应用案例
自2007年投入使用以来，多年来先后解决三十多次的地下水宏观异常落实，如水温异常，水位异常、翻砂冒泡等的落实。2013年，一企业自用深井发现水温异常，引起企业及政府领导关注，以往遇着这种情况，主要是靠现场分析、观察、逐项排除等传统方法，时间也比较长。我们带着仪器下去现场测试，随着探头的深入，随着水位的增加，只有一个深度区域的水温异常，很快找到了水温异常的原因，是抽水水泵电机漏电造成，减少了企业损失，安定了群众情绪。图2是2011年5月22日河南鄢陵艾庄乡一测报点井水发混，监测科工作人员到现场后，用仪器对周边的十几口井进行了水温和水位的测量，很快排除了异常。图3是2012年11月12日和河南省局专家一起调查许昌乔庄水化站的井水水位下降原因，通过现场的使用，省局专家对仪器的性能也给出一致好评，因为该仪器非常适应宏观测报点的环境状况。
7 未来展望
该仪器自2007年7月投入使用以来，零故障。2009年11月30日被河南省地震局评为科技成果二等奖；2010年6月2日获得国家实用新型专利。（图4）
仪器研发试制投入使用以来，在排除宏观异常的工作中发挥了很好作用。随着科学技术的发展，目前正进行二代更新，实现了存储和虚拟网络的对接，该仪器的应用推广有利于群测群防事业的发展，是基层宏观测报和群测群防工作走向数字化的技术先导。
参考文献
[1] 童诗白. 模拟电子电路基础（第四版） [M].高端教育出版社. 2006-5.
[2] 和希才. 传感器极其应用电路[M]. 电子工业出版社.2006-5.