CN110954178A - 一种地下水测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种地下水测量装置，包括测绳和探头，测绳上等间距设有若干金属节点，还包括用于固定测绳的孔口套筒，孔口套筒包括平台和套环，平台为圆环状，套环为圆柱筒状，平台设置在套环上端面，平台环内设有测绳固定结构，测绳固定结构上设有一端开口、另一端封闭的滑道，滑道的宽度大于测绳的直径，滑道两侧设有凸起卡扣。其优点在于，通过金属节点的数量可以快速标定测绳长度，省去绳长的野外测量工作；圆盘状金属节点与滑道配合在垂直方向上固定测绳，方便有效；测绳竖直设置在水文管内且不与水文管管口接触，不会因弯折或磨损而损坏；滑道两侧设有凸起卡扣，在水平方向上均对金属节点进行限位，可以防止测绳从滑道中滑出而掉落。
Description
技术领域
本发明涉及地下水监测设备技术领域，尤其涉及一种地下水测量装置。
背景技术
地下水水位变化是引发岩溶塌陷最活跃的因素之一，地下水水位的升降产生的渗流作用可以带走土体颗粒向隐伏岩溶孔隙中漏失，也可以引起负压作用使上覆土体向下塌落而引发岩溶塌陷，许多数据表明岩溶塌陷发生前地下水位往往有异常反应。因此，地下水水位的监测对岩溶塌陷的预测及预防至关重要。随着全自动地下水监测系统的普及，地下水监测探头的精度越来越高，甚至达到0.1mm，于此同时，高精度的探头也亟需高标准的测量装置。
如图1所示，地下水监测探头的工作原理是将探头置于水下一定深度，探头测量水压力P，通过压力P计算地下水深度D，以及地下水高程Y，计算公式如下：D＝P/100-10.336；Y＝D+G-L+H。式中，D是地下水深度，Y是地下水高程，P是探头测得的水压力，G是地表高程，L是测绳长度，H是水文孔孔口距离地表的高度。地表高程G、测绳长度L和孔口高度H需要现场测得，且为基本参数，应该保持不变。
然而，实际测绳的长度需要根据测量现场的水位、孔深、水位升降幅度等具体情况确定，少则几米长，多则几十米长，测绳在野外的测量工作十分困难，而且且存在较大误差。在测绳的固定方式上，传统做法往往采用捆绑、胶带缠绕等，由于探头具有一定重量，当孔深较深、测绳较长时，探头与测绳整体的重量较大，捆绑方式时常失效，测绳将存在不同程度下滑，严重影响地下水监测质量，另一方面，水文孔的孔口锋利，测绳的弯折容易损坏测绳，致使仪器的使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种地下水测量装置，通过金属节点的数量可以快速标定测绳长度，省去绳长的野外测量工作；圆盘状金属节点与滑道配合在垂直方向上固定测绳，方便有效；测绳竖直设置在水文管内且不与水文管管口接触，不会因弯折或磨损而损坏；滑道两侧设有凸起卡扣，在水平方向上均对金属节点进行限位，可以防止测绳从滑道中滑出而掉落。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种地下水测量装置，包括测绳和探头，探头安装在测绳上，所述测绳上等间距设有若干金属节点，金属节点为圆盘状；
还包括用于固定测绳的孔口套筒，孔口套筒包括平台和套环，平台为圆环状，套环为圆柱筒状，平台设置在套环上端面，平台的外径大于水文管的外径，套环的外径小于水文管的内径，安装后，套环插入水文管内，平台搁置在水文管的端面上；
所述平台环内设有测绳固定结构，测绳固定结构上设有一端开口、另一端封闭的滑道，滑道的宽度大于测绳的直径，滑道两侧设有凸起卡扣，金属节点的直径大于两凸起卡扣的间距，安装后，测绳位于滑道内，金属节点位于滑道上，测绳竖直设置在水文管内且不与水文管管口接触。
进一步的，所述凸起卡扣为倒置L型，金属节点的厚度不大于凸起卡扣横杆的高度。
进一步的，所述滑道两侧还设有弹性限位件。
进一步的，所述滑道位于平台环内中心处。
进一步的，所述平台的圆环面上沿径向设有第一测绳进出口，第一测绳进出口的宽度大于测绳的直径，套环的侧壁上设有第二测绳进出口，第二测绳进出口的两侧壁与第一测绳进出口的两侧壁两两共面。
进一步的，所述平台、套环以及测绳固定结构三者一体成型。
进一步的，相邻金属节点的间距为1m，探头安装在测绳上最下端金属节点处。
本发明的有益效果为：
1、测绳上等间距设有若干金属节点，通过金属节点的数量可以快速标定测绳长度，省去绳长的野外测量工作；
2、在水文管管口处，圆盘状金属节点与滑道配合在垂直方向上固定测绳，方便有效，可以避免测绳下滑；
3、安装后，套环插入水文管内，平台搁置在水文管的端面上，测绳位于滑道内，金属节点位于滑道上，使测绳竖直设置在水文孔内，测绳不会因弯折或磨损而损坏；
4、滑道两侧设有凸起卡扣，在水平方向上均对金属节点进行限位，可以防止风吹及水文孔变形倾斜等因素造成测绳从滑道中滑出而掉落；
5、滑道位于平台环内中心处，使测绳位于水文管中心处，可以减少探头与水文管内壁的摩擦，维护监测仪器的使用环境；
6、滑道两侧还设有弹性限位件，两弹性限位件与两凸起卡扣配合限定金属节点在滑道上的位置，从而使测绳在水文管中位置始终不变；
7、平台和套环上分别设有第一测绳进出口和第二测绳进出口，两者构成一个整体通道供测绳在平台环内外穿行，因此可以在测量操作过程中的任何环节放置孔口套筒；
8、平台、套环以及测绳固定结构三者一体成型，生产成本低，适用性广。
附图说明
附图1为本发明地下水测量装置的测量原理示意图；
附图2为本发明测绳的立体图；
附图3为本发明测绳的主视图；
附图4为本发明孔口套筒的立体图；
附图5为本发明孔口套筒的主视图；
附图6为本发明孔口套筒的俯视图；
附图7为本发明孔口套筒的侧视图；
附图8为本发明测绳与孔口套筒的装配结构示意图。
标注说明：1、平台，2、测绳固定结构，2-1、凸起卡扣，2-2、滑道，2-3、弹性限位件，3、套环，4、第一测绳进出口，5、第二测绳进出口，6、测绳，7、金属节点，8、地平面，9、地下水水面，10、探头，11、水文管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1所示，地下水测量装置的测量原理示意图，地下水测量装置包括测绳6和探头10，探头10安装在测绳6上，水文孔钻孔完成后下设水文管11，水文管11高出地平面8一段距离，安装时，根据钻探报告的水文孔深度、水文管11长度以及历年地下水水位等数据，选择合适测绳6长度，并通过测绳6下放探头10，使探头10下放至地下水水面9以下一定深度处。
实施例1：
请参阅图2-3所示，所述测绳6上等间距设有若干金属节点7，金属节点7为圆盘状，通过金属节点7的数量可以快速标定测绳6长度，省去绳长的野外测量工作。作为优选的，相邻金属节点7的间距为1m，探头10安装在测绳6上最下端金属节点7处，便于计算与测量。
请参阅图4-7所示，还包括用于固定测绳6的孔口套筒，孔口套筒包括平台1和套环3，平台1为圆环状，套环3为圆柱筒状，平台1设置在套环3上端面，平台1的外径大于水文管11的外径，套环3的外径小于水文管11的内径。
所述平台1环内设有测绳固定结构2，测绳固定结构2上设有一端开口、另一端封闭的滑道2-2，滑道2-2的宽度大于测绳6的直径，滑道2-2两侧设有凸起卡扣2-1，金属节点7的直径大于两凸起卡扣2-1的间距。
安装后，套环3插入水文管11内，平台1搁置在水文管11的端面上，测绳6位于滑道2-2内，金属节点7位于滑道2-2上，在水文管11管口处，圆盘状金属节点7与滑道2-2配合在垂直方向上固定测绳6，方便有效，可以避免测绳6下滑，同时，测绳6竖直设置在水文管11内且不与水文管11管口接触，测绳6不会因弯折或磨损而损坏。此外，滑道2-2两侧设有凸起卡扣2-1，在水平方向上均对金属节点7进行限位，可以防止风吹及水文孔变形倾斜等因素造成测绳6从滑道2-2中滑出而掉落。作为优选的，所述凸起卡扣2-1为倒置L型，金属节点7的厚度不大于凸起卡扣2-1横杆的高度，凸起卡扣2-1对圆盘状金属节点7的限位作用更佳。
作为优选的，所述滑道2-2两侧还设有弹性限位件2-3。两弹性限位件2-3与两凸起卡扣2-1配合限定金属节点7在滑道2-2上的位置，从而使测绳6在水文管11中位置始终不变。实际选用时，弹性限位件2-3选用弹簧片，弹簧片设置在测绳固定结构2上表面，弹簧片的伸缩方向垂直于平台1。
作为优选的，所述滑道2-2位于平台1环内中心处，使测绳6位于水文管11中心处，可以减少探头10与水文管11内壁的摩擦，维护监测仪器的使用环境。
作为优选的，所述平台1、套环3以及测绳固定结构2三者一体成型，生产成本低，适用性广。
具体的，使用地下水测量装置进行水位监测时，确定测绳6长度后，根据金属节点7的数量标定所需长度测绳6，在测绳6上最下端金属节点7处安装探头10，当测绳6长度为非整数时，调整探头10安装点位即可。将孔口套筒放置在水文管11管口上，从平台1环内穿入探头10和测绳6，测绳6下方至最上端金属节点7处时，使该金属节点7高于凸起卡扣2-1，并顺滑道2-2将测绳6从滑道2-2开口一端穿入滑道2-2封闭一端，然后下放测绳6使该金属节点7与测绳固定结构2接触，回推该金属节点7使其被限定在两弹性限位件2-3与两凸起卡扣2-1间，完成安装。拆卸时，反向操作即可。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述平台1的圆环面上沿径向设有第一测绳进出口4，第一测绳进出口4的宽度大于测绳6的直径，套环3的侧壁上设有第二测绳进出口5，第二测绳进出口5的两侧壁与第一测绳进出口4的两侧壁两两共面。
上述技术方案，平台1和套环3上分别设有第一测绳进出口4和第二测绳进出口5，两者构成一个整体通道供测绳6在平台1环内外穿行，因此可以在测量操作过程中的任何环节放置孔口套筒。也就是说，我们既可以先放置孔口套筒，再下放测绳6，或者先下测绳6，在之后任意时间点放置孔口套筒。
当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种地下水测量装置，包括测绳和探头，探头安装在测绳上，其特征在于：所述测绳上等间距设有若干金属节点，金属节点为圆盘状；
还包括用于固定测绳的孔口套筒，孔口套筒包括平台和套环，平台为圆环状，套环为圆柱筒状，平台设置在套环上端面，平台的外径大于水文管的外径，套环的外径小于水文管的内径，安装后，套环插入水文管内，平台搁置在水文管的端面上；
所述平台环内设有测绳固定结构，测绳固定结构上设有一端开口、另一端封闭的滑道，滑道的宽度大于测绳的直径，滑道两侧设有凸起卡扣，金属节点的直径大于两凸起卡扣的间距，安装后，测绳位于滑道内，金属节点位于滑道上，测绳竖直设置在水文管内且不与水文管管口接触。
2.根据权利要求1所述的一种地下水测量装置，其特征在于：所述凸起卡扣为倒置L型，金属节点的厚度不大于凸起卡扣横杆的高度。
3.根据权利要求2所述的一种地下水测量装置，其特征在于：所述滑道两侧还设有弹性限位件。
4.根据权利要求3所述的一种地下水测量装置，其特征在于：所述滑道位于平台环内中心处。
5.根据权利要求1所述的一种地下水测量装置，其特征在于：所述平台的圆环面上沿径向设有第一测绳进出口，第一测绳进出口的宽度大于测绳的直径，套环的侧壁上设有第二测绳进出口，第二测绳进出口的两侧壁与第一测绳进出口的两侧壁两两共面。
6.根据权利要求1所述的一种地下水测量装置，其特征在于：所述平台、套环以及测绳固定结构三者一体成型。
7.根据权利要求1所述的一种地下水测量装置，其特征在于：相邻金属节点的间距为1m，探头安装在测绳上最下端金属节点处。
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|---|---|---|---|---|
| CN112816024A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-18 | 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 | 一种地下水位测量系统及方法 |
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2019
- 2019-12-09 CN CN201911251435.2A patent/CN110954178A/zh active Pending
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