[发明专利]分布串列式地层精细温度测量和无线传输采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种地层温度测量和传输采集系统。特别是涉及一种能够准确和精细的测量表征浅层地热能资源的分布串列式地层精细温度测量和无线传输采集系统。

背景技术

浅层地热能资源作为一种环保、清洁、可再生的新型能源，在世界上正在以大于每年20％的增长速度被开发利用，我国大规模开发利用浅层地热能资源的势头同样十分迅猛。开发浅层地热能资源是发展绿色经济、低碳经济和循环经济的必然趋势。科学、数字、合理量化地规划和管理开发浅层地热能资源是浅层地热能可持续运用、与环境(包括植被、农作物、建筑)友好和谐资源化的关键。因此，动态地长期地取得表征浅层地热能资源最重要的层温数据是十分重要的。

动态地长期地取得表征浅层地热能资源最重要的层温数据的传统方法为多点冗余布线测温传感器的方法，其缺点为：

1、引线多和现场调试困难，一个测温点需要3条引线，

因为要求测温达到0.1度的精度，不仅需要标定，而且需要再加一条调整精度的引线(调整导线长度的电阻)，因此一个测温点需要4条引线，对于一个浅层地热能测试点，长120米以5米为间隔的分布温度测试线需要近100条引线。

2、所构成的传感器网体积大且呈不平滑状，因此下缆后会因为填土不易夯实而形成空隙，不能真实反映土壤层温。

3、因为采集传感温度的信号为模拟信号，又需要二次仪表变换和高端远距传送模块，因此该传感器网成本高，施工技术要求高，满足不了国土地热资源的普查和监测的设项要求。

4、同时采用有线传输采集系统，由于监测区域道路环境已经建成，无法开凿布线沟道，因此必须采用无线传输采集方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一测试引线少、调试方便、结构简单成本低，能够准确和精细的测量表征浅层地热能资源的分布串列式地层精细温度测量和无线传输采集系统。

本发明所采用的技术方案是：一种分布串列式地层精细温度测量和无线传输采集系统，包括有信号传输线，设置在地下的信号传输线上并联有多个采集浅层地热能资源层温的温度传感器，在该信号传输线上每隔n个相并联的温度传感器串联一个可靠的数字传送中继转发模块，其中所述的n为大于1的整数，在该信号传输线的地面部分每隔50米设置一个可靠的无线数字传送中继转发模块，在监测室内设置有可靠的无线数字采集模块和计算机，其中，所述的各数字传送中继转发模块将从温度传感器所接收的温度值发送给无线数字传送中继转发模块，所述的无线数字传送中继转发模块再将所接收的信号无线发送给无线数字采集模块，所述的无线数字采集模块通过串口将采集的数据传送给计算机，计算机对所有各个点的地层温度进行显示和对温度值进行分析。

所述的信号传输线上并联24个温度传感器，每个温度传感器间隔为5米。

信号传输线的地下部分，每隔30米串联一个可靠的数字传送中继转发模块。

信号传输线的地上部分，每隔50米设置一个可靠的无线数字传送中继转发模块。

所述的温度传感器包括有3个测温传感器、ROM只读存储器、传感器网络接口、A/D转换模块和控制器芯片，其中，

所述的3个测温传感器，与A/D转换模块连接，用于采集浅层地热能资源层温；

所述的A/D转换模块，将测温传感器采集的信号通过A/D编程以9～13位的数字值读数方式传送给控制器芯片；

所述的控制器芯片，将A/D转换模块传送的数字值内容，相应地转化为对应的温度值，并通过传感器网络的接口传送至中继转发模块，所述的控制器芯片还分别控制测温传感器、ROM只读存储器、传感器网络的接口和A/D转换模块；

所述的ROM只读存储器与控制器芯片相连，存有每个温度传感器所具有唯一的32位长序地址列号；

所述的传感器网络接口是由n个芯片构成的传感器网络的接口。

所述的数字传送中继转发模块包括有控制器，分别连接控制器的测温网络转发接口、数字驱动传送单元和数字传送算法单元，所述的测温网络转发接口与数字驱动传送单元相互连接。

所述的无线数字传送中继转发模块(2B)包括有控制器，分别连接控制器的测温网络转发接口、数字驱动传送单元和数字传送算法单元，所述的测温网络转发接口与数字驱动传送单元相互连接。

所述的数据采集模块包括有数据采集控制器，分别与数据采集控制器相连的串列接发模块、功率发接放大模块、命令发送模块和数据收发接口模块，所述的功率发接放大模块还分别连接串列接发模块及数据收发接口模块，所述的数据收发接口模块与计算机进行双向通讯。