CN106382968A - 地下水位实时跟踪测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下水位实时跟踪测量装置，包括外壳、控制装置、收放线装置及测量装置；外壳的底部设置有放线孔；控制装置包括数据外接端口、主机及脉冲编码器，数据外接端口和脉冲编码器均与主机电性连接，主机设置在外壳内部；收放线装置包括导向轮、主动轮及电动机，导向轮和主动轮均位于外壳的内部且二者的轴线平行，电动机与主机电性连接；测量装置位于放线孔下方，测量装置通过连接电线与主机连接，连接电线穿过放线孔、搭绕经过导向轮且缠绕在主动轮上。本发明的地下水位实时跟踪测量装置，通过连接电线下放长度及测量装置反馈的信息，得出地下水位数据，并可在地下水位变化时进行实时跟踪测量，具有进行推广应用的价值。

Description

地下水位实时跟踪测量装置

技术领域

本发明涉及地下水位测量技术领域，特别是涉及一种地下水位实时跟踪测量装置。

背景技术

地下水与人类的关系十分密切，井水和泉水是人类日常使用最多的地下水，占据着不可替代的地位。不过，地下水也会造成一些危害，如地下水过多，会引起铁路、公路塌陷，淹没矿区巷道，形成沼泽地等。

伴随着人类在地球上活动的广度和深度逐步扩大及加深，浅部和深部地下水资源均受到不同程度上的影响。由中国地质科学院水文环境地质研究所实施的国土资源大调查计划项目《华北平原地下水污染调查评价》成果显示：华北平原浅层地下水综合质量整体较差，且污染较为严重，未受污染的地下水仅占采样点的55.87％。深层地下水综合质量略好于浅层地下水，污染较轻。

与此同时，人类活动对地下水量影响也较为显著。例如，世界上大多数石油开采都会利用地下水资源进行加压，以此将同等体积的油体压至地表以获利用，煤矿开采中遇含水层会先行抽水泄压(露天煤矿开采时遇地下水层采用疏干井进行疏干)，继而开采煤层。由此可见，人类活动对地下水位影响十分巨大，甚至可能导致地下水系紊乱和退减，乃至整层地下水消失，这对区域的生活、工业用水来源提出较大挑战，如若处理不当，将会造成人员、财产的巨大损失。

目前，对于地下水位的测量，国内外相关单位只是对各自的学科知识和用途十分有限的设备装置加以利用，没有可以自动跟踪探测井内地下水位的装置出现。例如，当一口观测井打通后，便利用水位仪下放至水层内，通过感应装置得到水位仪距离水面高度，再通过井口下方的电线长度计算出水面距离地表井口的高度。然而，这种方法过于局限，误差大，且受地形、地层及自身构造等多种因素影响，无法真实可靠地得出地下水位的时间和空间变化。可见，对于可随观测井内水面升降进行实时跟踪的智能地下水位实时跟踪测量装置的研发和使用，是十分必要的。

但是，现有的地下水位测量仪器和装置，均无法做到随地下水位进行动态实时跟踪，在大型矿业开采、油田开发，以及在人类活动密集区域作业，无法做到精准、快速地测量和数据处理，限制了开发进程。

因此，具有可随地下水位升降而实时智能跟踪测量，及地表井口设备实时对测量仪电子信号进行数字化处理，及端口数据输出等功能的全套测量装置的开发显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下水位实时跟踪测量装置，以解决现有技术中存在的地下水位测量装置不能随地下水位升降进行动态实时跟踪测量的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种地下水位实时跟踪测量装置，包括：

外壳，所述外壳的底部设置有放线孔；

控制装置，所述控制装置包括数据外接端口、主机及脉冲编码器，所述数据外接端口和所述脉冲编码器均与所述主机电性连接，所述主机设置在所述外壳内部；

收放线装置，所述收放线装置包括导向轮、主动轮及电动机，所述导向轮和所述主动轮均位于所述外壳的内部且二者的轴线平行，所述电动机与所述主机电性连接；

测量装置，所述测量装置位于所述放线孔下方，所述测量装置通过连接电线与所述主机连接，所述连接电线穿过所述放线孔、搭绕经过所述导向轮且缠绕在所述主动轮上。

进一步地，所述外壳包括水平基座、壳体、导向轮架及主动轮架，所述水平基座为圆盘状，所述壳体设置在所述水平基座上，所述导向轮架和所述主动轮架沿所述水平基座的径向设置在所述水平基座上。

进一步地，所述导向轮设置在所述导向轮架上，所述主动轮设置在所述主动轮架上。

进一步地，还包括电动机箱，所述电动机箱设置在所述主动轮架上，所述电动机设置在所述电动机箱内。

进一步地，所述放线孔设置在所述水平基座的中心。

进一步地，所述数据外接端口设置在所述壳体的侧壁上，所述主机设置在所述水平基座上，所述脉冲编码器设置在所述导向轮架上。

进一步地，所述测量装置包括测量装置外壳、电线密封盖、水压传感器及水敏传感器，所述电线密封盖设置在所述测量装置外壳顶部，所述水压传感器设置在所述测量装置外壳底部，所述水敏传感器设置在所述水压传感器底部。

进一步地，所述测量装置外壳为圆柱体状，所述电线密封盖的中心设置有进线孔，所述连接电线穿过所述进线孔与所述水敏传感器及所述水压传感器连接。

进一步地，所述水压传感器上设有透水孔。

本发明提供的地下水位实时跟踪测量装置，将外壳的底面摆放水平，并将放线孔对准井口的中心位置，将主机与电源接通，主机控制电动机工作，带动主动轮转动，对盘绕在主动轮上的连接电线进行收放，连接电线收放时经过导向轮，带动导向轮同步转动，测量装置随着连接电线的收放在井内上下移动，对地下水位进行动态实时跟踪，测量装置浸入到地下水中一定距离后，将测量到的数据信号由连接电线传输到主机，主机计算出测量装置距离水面的高度，在测量装置的下放过程中，脉冲编码器记录导向轮转动的圈数，并将信号传输到主机，主机由此计算出连接电线下放的长度，主机对数据信号进行进一步的处理并储存，得出地下水位的数据信息，通过数据外接端口可读取主机中的地下水位数据；当地下水位下降时，测量装置将测量信号传输到主机，主机通过电动机控制主动轮继续下放测量装置，直至测量装置再次浸入到地下水中一定距离，主机从而得出下降后的地下水位的数据；当地下水位上升时，测量装置将测量数据传输到主机，主机计算出测量装置距离水面的高度，从而得出上升后的地下水位的数据，本地下水位实时跟踪测量装置能够动态实时跟踪测量地下水位的变化，适于进行推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种地下水位实时跟踪测量装置的整体结构示意图；

图2为本发明提供的一种地下水位实时跟踪测量装置中外壳的结构示意图；

图3为本发明提供的一种地下水位实时跟踪测量装置中测量装置的结构示意图；

图4为本发明提供的一种地下水位实时跟踪测量装置中水压传感器的结构示意图。

附图标记：

1-数据外接端口； 2-主机； 3-脉冲编码器；

4-导向轮； 5-主动轮； 6-电动机；

7-外壳； 8-连接电线； 9-测量装置；

701-水平基座； 702-放线孔； 703-导向轮架；

704-主动轮架； 705-电动机箱； 706-壳体；

901-测量装置外壳； 902-电线密封盖； 903-水压传感器；

904-水敏传感器； 905-透水孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。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。

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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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发明中的具体含义。

实施例一：

在本实施例的可选方案中，如图1、图2所示，本实施例提供的一种地下水位实时跟踪测量装置，包括：

外壳7，外壳7的底部设置有放线孔702；

控制装置，控制装置包括数据外接端口1、主机2及脉冲编码器3，数据外接端口1和脉冲编码器3均与主机2电性连接，主机2设置在外壳7内部；

收放线装置，收放线装置包括导向轮4、主动轮5及电动机6，导向轮4和主动轮5均位于外壳7的内部且二者的轴线平行，电动机6与主机2电性连接；

测量装置9，测量装置9位于放线孔702下方，测量装置9通过连接电线8与主机2连接，连接电线8穿过放线孔702、搭绕经过导向轮4且缠绕在主动轮5上。

在本实施例中，外壳7的形状为圆柱体状，其底面的直径大于井口的直径，放线孔702设置在外壳7的底部中心，使用时，将本装置放置于井口，并使放线孔702对准井口的中心位置。

接通电源后，通过主机2控制电动机6工作，电动机6带动主动轮5转动，使盘绕在主动轮5上的连接电线8得以收放，连接电线8经过导向轮4、穿过放线孔702并与测量装置9连接，导向轮4的轴线与主动轮5的轴线平行，连接电线8收放时，带动导向轮4同步转动，测量装置9随着连接电线8的收放在井内上下移动，对地下水位进行动态实时跟踪。

测量装置9由壳体706底部位置开始下放，直到其浸入到地下水中一定距离，测量到的水压数据信号由连接电线8传输到主机2，主机2由此得出测量装置9位于水面以下的距离，在测量装置9下放的过程中，脉冲编码器3记录导向轮4转动的圈数，并将数据传输到主机2，主机2由此计算出连接电线8下放的长度，进而得出地下水距离井口的高度，通过数据外接端口1可读取主机2中的地下水位数据。

当地下水位下降时，测量装置9将变化的水压信号传输到主机2，主机2通过电动机6控制主动轮5继续下放测量装置9，使测量装置9再次浸入到地下水中一定距离，主机2从而得出下降后的地下水位的数据。

当地下水位上升时，测量装置9将变化的水压信号传输到主机2，主机2从而得出上升后的地下水位的数据。

在本实施例的可选方案中，外壳7包括水平基座701、壳体706、导向轮架703及主动轮架704，水平基座701为圆盘状，壳体706设置在水平基座701上，导向轮架703和主动轮架704沿水平基座701的径向设置在水平基座701上。在本实施例中，导向轮架703和主动轮架704沿水平基座701的径向设置，可使连接电线8沿水平基座701的径向运动，再由放线孔702下放，便于连接电线8的收放；壳体706设置在水平基座701的上表面，起防护内部的装置的作用。

在本实施例的可选方案中，导向轮4设置在导向轮架703上，主动轮5设置在主动轮架704上。在本实施例中，导向轮4和主动轮5分别设置在导向轮架703和主动轮架704上，导向轮4的轴线与主动轮5的轴线平行，进一步二者的轴线可垂直于水平基座701的半径，使连接电线8的收放更加顺畅。

在本实施例的可选方案中，还包括电动机箱705，电动机箱705设置在主动轮架704上，电动机6设置在电动机箱705内。在本实施例中，电动机箱705内设有齿轮组，该齿轮组与主动轮5的轴上的齿轮啮合，电动机6通过电动机箱705使主动轮5转动。

在本实施例的可选方案中，放线孔702设置在水平基座701的中心。在本实施例中，连接电线8由放线孔702下放，放线孔702位于水平基座701中心，即连接电线8由水平基座701中心下放。

在本实施例的可选方案中，数据外接端口1设置在壳体706的侧壁上，主机2设置在水平基座701上，脉冲编码器3设置在导向轮架703上。在本实施例中，由壳体706侧壁上的数据外接端口1可读取主机2中的地下水位信息，导向轮架703上的脉冲编码器3可记录导向轮4随连接电线8下放而同步转动的圈数。

在本实施例的可选方案中，如图3所示，测量装置9包括测量装置外壳901、电线密封盖902、水压传感器903及水敏传感器904，电线密封盖902设置在测量装置外壳901顶部，水压传感器903设置在测量装置外壳901底部，水敏传感器904设置在水压传感器903底部。在本实施例中，测量装置9由上到下依次为电线密封盖902、测量装置外壳901、水压传感器903及水敏传感器904，下放时，水敏传感器904最先接触到地下水，水敏传感器904遇水导电、失水绝缘，接触到地下水时将信号传输到主机2，测量装置9整体浸入到地下水中后，水压传感器903将测量到的水压信息传输到主机2，主机2从而计算出测量装置9位于地下水中的深度。

当地下水位下降,且低于测量装置9时，主机2继续下放测量装置9，使测量装置9再次浸入到地下水中一定距离，主机2从而得出下降后的地下水位；当地下水位下降,但未低于水压传感器903时，不需继续下放测量装置9仍可测得下降后的地下水位。

在本实施例的可选方案中，测量装置外壳901为圆柱体状，电线密封盖902的中心设置有进线孔，连接电线8穿过进线孔与水敏传感器904及水压传感器903连接。在本实施例中，连接电线8位于测量装置9的轴线上，使测量装置9在下放过程中能够保持竖直状态，测量结果更加准确。

在本实施例的可选方案中，如图4所示，水压传感器903上设有透水孔905。在本实施例中，水压传感器903上设有与测量装置外壳901轴线垂直的，且贯通水压传感器903的透水孔905，通过透水孔905中的水测量水压数据。

实施例二：

在本实施例的可选方案中，本实施例提供的一种地下水位实时跟踪测量系统，包括如实施例一所述的地下水位实时跟踪测量装置。

在本实施例中，通过数据外接端口读取主机中的地下水位数据，再进行系统地记录，以实现对地下水位升降进行动态实时地跟踪,测量，以及分析。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种地下水位实时跟踪测量装置，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳的底部设置有放线孔；

控制装置，所述控制装置包括数据外接端口、主机及脉冲编码器，所述数据外接端口和所述脉冲编码器均与所述主机电性连接，所述主机设置在所述外壳内部；

收放线装置，所述收放线装置包括导向轮、主动轮及电动机，所述导向轮和所述主动轮均位于所述外壳的内部且二者的轴线平行，所述电动机与所述主机电性连接；

测量装置，所述测量装置位于所述放线孔下方，所述测量装置通过连接电线与所述主机连接，所述连接电线穿过所述放线孔、搭绕经过所述导向轮且缠绕在所述主动轮上。

2.根据权利要求1所述的地下水位实时跟踪测量装置，其特征在于，所述外壳包括水平基座、壳体、导向轮架及主动轮架，所述水平基座为圆盘状，所述壳体设置在所述水平基座上，所述导向轮架和所述主动轮架沿所述水平基座的径向设置在所述水平基座上。

3.根据权利要求2所述的地下水位实时跟踪测量装置，其特征在于，所述导向轮设置在所述导向轮架上，所述主动轮设置在所述主动轮架上。

4.根据权利要求3所述的地下水位实时跟踪测量装置，其特征在于，还包括电动机箱，所述电动机箱设置在所述主动轮架上，所述电动机设置在所述电动机箱内。

5.根据权利要求3所述的地下水位实时跟踪测量装置，其特征在于，所述放线孔设置在所述水平基座的中心。

6.根据权利要求2所述的地下水位实时跟踪测量装置，其特征在于，所述数据外接端口设置在所述壳体的侧壁上，所述主机设置在所述水平基座上，所述脉冲编码器设置在所述导向轮架上。

7.根据权利要求1所述的地下水位实时跟踪测量装置，其特征在于，所述测量装置包括测量装置外壳、电线密封盖、水压传感器及水敏传感器，所述电线密封盖设置在所述测量装置外壳顶部，所述水压传感器设置在所述测量装置外壳底部，所述水敏传感器设置在所述水压传感器底部。

8.根据权利要求7所述的地下水位实时跟踪测量装置，其特征在于，所述测量装置外壳为圆柱体状，所述电线密封盖的中心设置有进线孔，所述连接电线穿过所述进线孔与所述水敏传感器及所述水压传感器连接。

9.根据权利要求7所述的地下水位实时跟踪测量装置，其特征在于，所述水压传感器上设有透水孔。