CN108344467A - 一种野外用井深水位一体测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种野外用井深水位一体测量装置，包括监测盒和手持式操作仪，所述检测盒上设有可收放的线缆，线缆端部设有液位探头，线缆上活动设有一个可浮在水面上的反射板，监测盒底部设有与反射板配合的测距探头，监测盒内设有控制装置和无线收发装置，无线收发装置传输信号给控制装置，控制装置控制液位探头和测距探头工作；所述手持式操作仪包括与监测盒内无线收发装置配合的外部无线收发装置和显示器，显示器显示监测盒测量的数据。

Description

一种野外用井深水位一体测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及水位井深测量领域，特别是一种野外用井深水位一体测量装置及其测量方法。

背景技术

野外水文地质调查中，对钻孔或者水井进行水位、井深的测量是十分重要且必要的。对水位和井深的测量有助于了解区域地下水分布状况以及含水层的水文地质特征。目前地质工作者在野外测量水深与水位大部分都是分开进行。对于水位的测量，一般采用传统的掉绳法，利用掉绳到达水面后发出声音或者使得电极通电等原理进行水位的测定，这种水位测量方法采用机械测量，精度低，测量效率低。对于水深的测量一般使用掉绳端悬挂重物沉入水底进行测量，精度低，而且测量耗时长。因此当前的水位与井深测量装置主要是朝着自动化、小型化等方向的发展。

中国专利201120300207.2公开了一种“水位井深一体探测仪”，主要由线盘架、电源刻度导线、电池组、电器部分、模式转换开关、双模探头等组成，水位测量利用的是当双模探头接触水面时，通过水的导电性能，将内外电极连通，从而使得整个电路连通，显示器发出声音报警。水深测量，利用模式转换电路，通过模式转换开关调整测量模式，当极座接触井底后外电极落下，接触极座，根据水的电阻大于电极电阻，利用模式转换电路接通显示器电路，使显示器发出声音报警，并根据导线上的刻度读数相应的数值。该水位井深一体探测仪，具有设计新颖、操作简单、一物两用的特点。但是其测量的具体方式仍然是利用人工从导线上读出相应的刻度，依旧存在着测量精度不足、误差较大、携带不方便等缺点。

中国专利201720077779.6公开了“一种地下水位测量装置”，包括安装支撑架和预打探测孔，所述安装支撑架位于预打探测孔的上方，所述安装支撑架上设有超声波探测机构，所述蓄电池通过连接端分别与超声波探测仪、激光探照灯和旋转电机电性相连。本发明利用超声波技术进行地下水位的探测，精度较高，实用性强，但是其无法同时测量井深，功能上难以满足地质队员的全面需求。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种野外用井深水位一体测量装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种野外用井深水位一体测量装置，包括监测盒和手持式操作仪，所述检测盒上设有可收放的线缆，线缆端部设有液位探头，线缆上活动设有一个可浮在水面上的反射板，监测盒底部设有与反射板配合的测距探头，监测盒内设有控制装置和无线收发装置，无线收发装置传输信号给控制装置，控制装置控制液位探头和测距探头工作；所述手持式操作仪包括与监测盒内无线收发装置配合的外部无线收发装置和显示器，显示器显示监测盒测量的数据。

本发明中，包括摇柄和线缆架，所述线缆绕接在线缆架上，摇动摇柄控制线缆在线缆架下收放。

本发明中，所述反射板中部设有活动孔，活动孔直径大于线缆直径；所述活动孔往外设有一用于穿过线缆的线缝。

本发明中，所述反射板为轻质材料制成。

本发明中，液位探头为压力式液位探头。

本发明中，测距探头是激光测距探头。

本发明公开了一种野外用井深水位一体测量装置的使用方法，包括下述步骤：

步骤1：将监测盒放置在井口处，使得监测盒底部与井口平齐；

步骤2：将反射板通过线缝穿过线缆卡入活动孔内；通过摇柄将线缆以及液位探头井水中，直至线缆由绷紧状态变为松弛状态，此时反向转动摇柄直至线缆再次绷紧；

步骤3：开启手持式操作仪，发送测量命令，液位探头测量井水深度，测距探头测量水面至井口的深度，并通过无线收发装置传送到手持式操作仪的显示器上；

步骤4：测量结束，整理测量装置。

有益效果：第一，与传统方法不同，本发明可以通过激光测距探头与浮于水面上的反射板结合测量水深，通过压力式液位测量水深，自动化程度高，精度高，所得数据准确。

第二，在一次测量中，可同时进行水深与水位的测量，工作效率高，避免重复劳动。能够为野外工作节约大量时间。

第三，装置的结构简单，成本较低，易于组装与使用，具有重要的实用价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本发明提出的一种野外用井深水位一体测量装置的总体结构示意图一。

图2是本发明提出的一种野外用井深水位一体测量装置监测盒结构示意图二。

图3是本发明提出的一种野外用井深水位一体测量装置监测盒侧面示意图一。

图4是本发明提出的一种野外用井深水位一体测量装置监测盒侧面示意图二。

图5是本发明提出的一种野外用井深水位一体测量装置监测盒底面示意图。

图6是本发明提出的一种野外用井深水位一体测量装置中反射板的示意图。

图7是本发明提出的一种野外用井深水位一体测量装置手持式操作仪示意图。

其中：101-监测盒；102-摇柄；103-激光测距探头；104-反射板；105-压力式液位探头；106-线缆；201-摇柄孔；301-监测盒开关；401-线缆孔；501-蓄电池；502-线缆架；503-右轴承槽；504-轴承；505-左轴承槽；506-外壳、507-控制模块、508-无线发射接收模块；601-小孔；701-手持式操作仪；702-开关；703-充电接口；704-数据接口；705-液晶显示屏；706-操作按钮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细说明。

如图1，本发明提供的一种野外用井深水位一体测量装置，包括压力式液位探头105、激光测距探头103、监测盒101、摇柄102、反射板104、线缆106和手持式操作仪701；监测盒101主要由激光测距探头103、摇柄102、蓄电池501、外壳506、控制模块507、无线发射接收模块508组成；

如图2，激光测距探头103设置于监测盒101底面，并与底面垂直；压力式液位探头105与线缆106相连，透过设置于监测盒101底面的线缆孔401缠绕在监测盒内部的线缆架502上；线缆架502为圆形，用于线缆106的收放；线缆架502中心穿过并固定在设置于监测盒内部的轴承504上，可随着轴承504旋转以进行线缆106的收放；监测盒101内部设置有左轴承槽505、右轴承槽503；轴承504的左右两端分别卡在左轴承槽503和右轴承槽504内，以对其位置进行固定；轴承504还与设在在监测盒101外部的摇柄102相连；摇柄102与监测盒101侧面垂直，可通过摇柄102带动线缆架502转动以进行线缆106的收放；监测盒101内部还设置有蓄电池501，对整个监测盒内电气部分进行供电；监测盒外侧面分为A、B、C、D面，将设置有摇柄的面定义为A面，与A面相对的定义为B面，另外两个侧面分别为C、D面；如图3，A面中心部位设置有摇柄孔201；如图4，B面右下角设置有监测盒开关301；如图5，监测盒101下底面中心部位设置有线缆孔401，孔径大小略大于线缆106直径；监测盒101下底面还设置有激光测距探头103，用于测量水面至监测盒101的距离；激光测距探头103在工作时将垂直激光发射至浮在水面的反射板104上并接收来自反射板104的反射激光，据此测量水深；

线缆106底部连接有压力式液位探头105，用于测量水深；线缆106中部设置有反射板104；反射板104为轻质材料制成，可浮在水面；激光测距探头103发射的激光可以在反射板104上发生漫反射；如图6，反射板104中心设置有小孔601；小孔601直径略大于线缆106直径；小孔601一侧设置有狭长型空缺的线缝，其宽度略小于线缆106直径；反射板104为可拆卸式结构；反射板104直径大于激光测距探头103与监测盒101底部中心点的距离；

如图7，手持式操作仪701正面上方设置有液晶显示屏705；液晶显示屏705显示测量数据以及操作信息；手持式操作仪701正面还设置有充电接口703、数据接口704、开关702、操作按钮706；充电接口703用于对手持式操作仪701充电；数据接口704可以将测量数据导出；手持式操作仪701与监测盒101之间为无线连接，两者均设置有无线模块。

本实施例中，采用WH311型号的液位传感器。

本实施例的具体操作步骤如下：

步骤一：准备设备，打开监测盒开关301与手持式操作仪上的开关702，并将监测盒101竖直放置在待测井井口，并使得监测盒101底部与井口平面齐平。

步骤二：将压力式液位探头105连同线缆106沉入地下水中，并将反射板104卡在线缆上，并使得反射板104可以在线缆106上自由移动。

步骤三：检查线缆106是否打结，压力式液位探头105是否与线缆106连接良好。

步骤四：摇动摇柄102，使得压力式液位探头105与线缆在重力作用下垂直进入水中，一直摇动摇柄直到线缆恰好绷直此时如果继续摇柄会使得线缆变松，此时压力式液位探头105恰好到达水底，同时反射板104能够浮在水面上。

步骤五：当压力式液位探头105达到水底后，固定监测盒101，并通过操作摇柄102确保线缆垂直。此时手持式操作仪701无线控制监测盒开始工作，并得到监测盒101到水面的距离即地下水位h与水深d，并可以计算井深H＝h+d。测量结果通过无线收发模块自动显示在手持式操作仪701的液晶显示屏705上面。

步骤六，测量结束，整理装置。

本发明提供了一种野外用井深水位一体测量装置，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种野外用井深水位一体测量装置，其特征在于，包括监测盒(101)和手持式操作仪(701)，所述检测盒上设有可收放的线缆(106)，线缆端部设有液位探头(105)，线缆上活动设有一个可浮在水面上的反射板(104)，监测盒底部设有与反射板配合的测距探头(103)，监测盒内设有控制装置和无线收发装置，无线收发装置传输信号给控制装置，控制装置控制液位探头和测距探头工作；所述手持式操作仪包括与监测盒内无线收发装置配合的外部无线收发装置以及显示器，显示器显示监测盒测量的数据。

2.根据权利要求1所述的一种野外用井深水位一体测量装置，其特征在于，包括摇柄(102)和线缆架(502)，所述线缆绕接在线缆架上，摇动摇柄控制线缆在线缆架下收放。

3.根据权利要求2所述的一种野外用井深水位一体测量装置，其特征在于，所述反射板中部设有活动孔(601)，活动孔直径大于线缆直径；所述活动孔往外设有一用于穿过线缆的线缝。

4.根据权利要求3所述的一种野外用井深水位一体测量装置，其特征在于，所述反射板为轻质材料制成。

5.根据权利要求4所述的一种野外用井深水位一体测量装置，其特征在于，液位探头为压力式液位探头。

6.根据权利要求5所述的一种野外用井深水位一体测量装置，其特征在于，测距探头是激光测距探头。

7.一种野外用井深水位一体测量装置的使用方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：将监测盒放置在井口处，使得监测盒底部与井口平齐；

步骤2：将反射板通过线缝穿过线缆卡入活动孔内；通过摇柄将线缆以及液位探头井水中，直至线缆由绷紧状态变为松弛状态，此时反向转动摇柄直至线缆再次绷紧；

步骤3：开启手持式操作仪，发送测量命令，液位探头测量井水深度，测距探头测量水面至井口的深度，并通过无线收发装置传送到手持式操作仪的显示器上；

步骤4：测量结束，整理测量装置。