一种表面流人工湿地示踪剂多出口投放装置的制作方法

1.本实用新型涉及农田水利工程领域及示踪剂投放技术领域，具体涉及一种表面流人工湿地示踪剂多出口投放装置。


背景技术：

2.随着现代农业的快速发展，化肥在农业中得到了广泛应用，在粮食生产中发挥了重要作用，农业面源污染也越来越严重。表面流人工湿地能够有效地处理农业面源污染，即减轻农业生产中化肥等使用导致的面源污染，但表面流人工湿地的设计对净化效果影响较大，因此合理的设计参数研究则至关重要。表面流人工湿地设计参数的研究中需要对不同设计情况下的水力性能进行研究，当前国内外均是利用示踪剂试验研究水流特性。
3.表面流人工湿地的设计情况中对于进口设置由中间一口进水、两端分别一口进水、多口均匀进水等，对应不同的进口设置情况示踪剂投放时与其一致，例如中间一口进水，示踪剂就从中间投放，两端分别一口进水，示踪剂投放则从两端同时投放，多口均匀进水时，示踪剂要从多个进口处同时投放。实际中进行试验时，涉及两个进口以上的情况需要多个人进行示踪剂投放，并且很难保证同时性。
4.国内目前鲜有考虑多进口情况下示踪剂投放的装置，例如实用新型专利“一种潜流带野外示踪实验示踪剂自动投放装置”，其主要是应用于野外示踪试验，能够根据实验要求改变示踪剂浓度、剂量和投放位置等，并且通过传感器等实现自动和实时控制，结构比较复杂，但也未解决多点同时投放示踪剂的问题；发明专利“一种示踪剂投放装置及其使用方法”，其主要应用于地下水承压含水层示踪剂投放问题，主要用于监测地下水流向、流速以及水下实时温度，并能够投放在含水层或地下水体环境内定点投放示踪剂，结构同样较为复杂，未涉及多点同时投放的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种表面流人工湿地示踪剂多出口投放装置，能够在进行表面流人工湿地试验时，有效地实现单个进口、多个进口设计情况下的示踪剂同时投放。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种表面流人工湿地示踪剂多出口投放装置，包括示踪剂投放进口、横向管道容器、示踪剂投放出口管道、电磁阀、中心控制箱，所述示踪剂投放进口连接横向管道容器，横向管道容器下方设有多个均匀分布的示踪剂投放出口，多个示踪剂投放出口管道上均安装所述电磁阀，所述中心控制箱控制所述电磁阀的开启和关闭。
7.进一步，所述中心控制箱包括plc控制器、mcu控制器、无线通讯模块、蓄电池及将各部分连接的连接线，所述mcu控制器、plc控制器以及无线通讯模块由蓄电池进行供电。
8.进一步，所述中心控制箱的无线通讯模块与pc端软件远程连接，可远程将电磁阀打开和关闭的指令通过无线通讯模块发送给mcu控制器，进而mcu控制器将信息传递给plc
控制器，最后由plc控制器控制电磁阀组的打开和关闭。
9.进一步，所述中心控制箱中的蓄电池有显示电量的屏幕，并且蓄电池有两个，两个蓄电池轮换使用，当电量不足时进行更换。
10.进一步，所述示踪剂投放进口、横向管道容器、示踪剂投放出口管道以及中心控制箱的箱体采用有机玻璃材料。
11.进一步，所述横向管道容器下方设有支座，所述支座用于支撑整个装置。
12.进一步，所述示踪剂投放进口是漏斗形状的，便于示踪剂的投放。
13.进一步，所述横向管道容器是长条型的，左右两端是封闭的，上下两端与投放进口及多个投放出口管道是相通的。
14.与现有技术相比，本实用新型至少包括以下有益效果：
15.本实用新型通过控制电磁阀打开和关闭能够有效地实现示踪剂单个出口投放、两个出口投放及多个出口投放，针对两个以上出口投放时能够实现电磁阀同时打开，实现示踪剂从多个出口同时投放，避免了因投放的不同时导致试验数据的不准确；同时在表面流人工湿地多口均匀进水试验时，以往需要多个试验人员在每一个进口处同时投放示踪剂，现通过本实用新型可实现一人操作所有进口处的示踪剂同时投放，节约了人力成本，增强了试验的精准性；此外，本实用新型的制作成本低，操作也十分简便。
附图说明
16.图1为表面流人工湿地示踪剂多出口投放装置结构示意图；
17.图2本实用新型的控制线路示意图。
18.图中：1
‑
示踪剂投放进口、2
‑
横向管道容器、3
‑
示踪剂投放出口、4
‑
电磁阀、5
‑
中心控制箱、6
‑
连接线、7
‑
支座；
19.5.1
‑
plc控制器、5.2
‑
mcu控制器、5.3
‑
无线通讯模块、5.4
‑
蓄电池、5.5
‑
中心控制箱中连接线。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
21.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。
22.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接
相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
23.如图1
‑
图2所示，本实用新型提供了一种表面流人工湿地示踪剂多出口投放装置，包括示踪剂投放进口1、横向管道容器2、示踪剂投放出口3、电磁阀4、中心控制箱5、将电磁阀组与中心控制箱连接的连接线6、以及装置两端的支座7；中心控制箱5包含plc控制器5.1、mcu控制器5.2、无线通讯模块5.3、蓄电池5.4及将各部分连接的连接线5.5。mcu控制器5.2、plc控制器5.1以及无线通讯模块5.3由蓄电池5.4进行供电。其中，示踪剂投放进口1是漏斗形状的，便于示踪剂的投放。横向管道容器2是长条型的，左右两端是封闭的，上下两端与示踪剂投放进口1及多个示踪剂投放出口管道是相通的。横向管道容器2下方设有支座7，所述支座7用于支撑整个装置。
24.示踪剂投放进口1连接横向管道容器2，横向管道容器2下方设有多个均匀分布的示踪剂投放出口3，多个示踪剂投放出口3管道上均安装所述电磁阀4，通过plc控制器5.1控制电磁阀4打开和关闭，可以只打开任何一个电磁阀4，也可以同时打开任何两个以上甚至所有的电磁阀4。
25.在上述实施例中中心控制箱5的无线通讯模块5.3与pc端软件远程连接，可远程将电磁阀4打开和关闭的指令通过无线通讯模块发送给mcu控制器5.2，进而mcu控制器5.2将信息传递给plc控制器5.1，最后由plc控制器5.1控制电磁阀组4的打开和关闭。蓄电池5.4有显示电量的屏幕，并且蓄电池有两个，两个蓄电池轮换使用，当电量不足时进行更换。
26.进一步优选的实施例中，示踪剂投放进口1、横向管道容器2、示踪剂投放出口3管道以及中心控制箱5的箱体采用有机玻璃材料。
27.本实用新型所述的一种表面流人工湿地示踪剂多出口投放装置的工作原理及步骤为：
28.当进行表面流人工湿地试验时：
①
将示踪剂多出口投放装置放在人工湿地的进口一侧，垂直于水流方向水平放置，其中示踪剂多出口投放装置的中间一个示踪剂投放出口3正对表面流人工湿地的中间；
②
将所有的电磁阀4控制关闭好；
③
利用外部容器将示踪剂溶液准备好，并将示踪剂溶液由示踪剂进口1处倒入横向管道容器2，待内部的溶液平稳；
④
根据表面流人工湿地的进水口数量进行示踪剂投放确定好需要同时打开的电磁阀4，若表面流人工湿地只有一个中间进口，则需要打开的只有中间的电磁阀4，若表面流人工湿地两端分别有一个进水口，则需要同时打开的是正对进水口上方的两个电磁阀4，若表面流人工湿地是均匀分布的多个进水口，则需要同时打开所有正对进口上方的电磁阀4；
⑤
根据试验要求，在需投放示踪剂的时刻利用pc端软件通过无线通讯模块5.3发送指令给mcu控制器5.2，由mcu控制器5.2传输指令给plc控制器5.1，从而控制同时打开事先确定好的电磁阀4；
⑥
投放结束后控制关闭电磁阀4，将装置移开并进行清洗以备下次使用。
29.上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。