CN110987115A - 一种间歇式自动测深水位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间歇式自动测深水位系统，属于基坑降水技术领域，包括箱体、设置在箱体内的升降装置、控制装置以及主电源，升降装置的下侧设有测距装置，升降装置一端设有信号装置，升降装置包括电机、固定在电机输出端的旋转轴以及缠绕在旋转轴上的导电线，导电线上串联有副电源以及探头，测距装置包括固定轴以及编码器V型轮，信号装置包括固定弹片和动态弹片，动态弹片与箱体内壁之间设有若干弹簧，控制装置包括与微程序处理器以及警示装置、无线发射模块、存储模块和人机操作装置。本发明通过程序控制电机旋转，从而带动导电线升降，编码器V型轮测量电线的移动距离，将数据发给控制装置，从而达到自动测量深水位的目的。

Description

一种间歇式自动测深水位系统

技术领域

本发明涉及一种测深水位系统，特别是涉及一种间歇式自动测深水位系统，属于基坑降水技术领域。

背景技术

基坑降水是指在开挖基坑时,地下水位高于开挖底面,地下水会不断渗入坑内，为保证基坑能在干燥条件下施工,防止边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降而做的降水工作，基坑降水方法主要有：明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、深井井点降水等等。

基坑降水有分浅基坑降水和深基坑降水，浅基坑降水一般指基坑深度在8米以内，降水井在15米以内的基坑，深基坑则是超过8米的基坑，有些深度可达30多米，因此降水井需要设置在30米以上，甚至50米、80米。

降水井较浅的时候，测量水位比较简单，人工测量也方便，但是一旦深度超过50米的时候，采用人工测量就比较麻烦，50米的测绳放进井里再提出来要耗费大量时间，一些基础工程需要几十个甚至上百个降水井，因此，测深水井的水位则成了亟需解决的问题。

一些工程会将水位探头固定在井里面，但是水位是时刻变化的，特别是周围在抽取地下水的时候，需要时时刻刻监测深水位的变化，不能固定测绳位置不变，人工测量又太麻烦，有些工程会采用测水压的方式，但是测量水压的探头需要固定某个位置不变，在特殊需求，比如抽空附近地下水的时候，此测水压的方法就无法满足要求，因此，需要一种能够时时刻刻监测水位且能够随着水位变化而实时改变探头位置的间歇式自动测深水位系统。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种间歇式自动测深水位系统，通过程序控制电机旋转，从而带动导电线升降，编码器V型轮测量电线的移动距离，将数据发给控制装置，从而达到自动测量深水位的目的。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种间歇式自动测深水位系统，包括箱体、设置在所述箱体内的升降装置、与所述升降装置连接的控制装置以及分别与所述升降装置和所述控制装置电连接的主电源，所述升降装置的下侧设有与所述控制装置连接的测距装置，所述升降装置一端设有与所述控制装置连接的信号装置，所述升降装置包括固定在所述箱体内与所述主电源电连接的电机、固定在所述电机输出端的旋转轴以及缠绕在所述旋转轴上的双股导电线，所述导电线上串联有副电源以及常开状态的探头，所述测距装置包括固定在所述箱体内的固定轴以及固定在所述固定轴上且与所述导电线抵触连接的编码器V型轮，所述信号装置包括分别固定在所述箱体上的且分别与所述控制装置电连接的固定弹片和动态弹片，所述动态弹片与所述箱体内壁之间设有若干弹簧，所述控制装置包括与所述主电源电连接的微程序处理器以及分别与所述微程序处理器连接的警示装置、无线发射模块、存储模块和人机操作装置。

优选的，所述箱体包括空心圆筒以及分别设置在所述圆筒两端的顶盖和底板，所述顶盖的直径大于所述圆筒的外径，所述顶盖的圆周的下侧设有若干个限位柱，所述底板上设有供所述导电线的升降孔。

优选的，所述电机为伺服电机，所述电机的输出端设有减速器，所述旋转轴的一端套设有固定在所述箱体上的轴承。

优选的，缠绕在所述旋转轴的所述导电线包括升降绕组和电磁绕组，所述电磁绕组靠近所述信号装置。

优选的，所述编码器V型轮的一侧固定设置有集光机电技术于一体的用于测量速度位移的旋转编码器，该编码器与所述控制装置连接。

优选的，所述人机操作装置包括显示屏和操作健。

优选的，所述警示装置包括通过无线传输分别与所述无线发射模块相连的警示灯和蜂鸣器。

优选的，所述微程序处理器包括用于用来存放实现全部指令系统的微程序的控制存储器、用来存放由所述控制存储器读出的一条微指令信息的微指令寄存器、用于存储由所述控制存储器给出微指令的微地址的微地址寄存器以及用于修改微地址的地址转移逻辑。

优选的，所述控制存储器包括时间模块、用于接收以及缓存所述编码器V型轮传输数据和所述信号装置传输信号的缓存模块、用于设定各种参数以及范围的阈值模块、用于存储计算函数的函数模块、用于提取所述缓存模块数据且运行所述函数模块函数的逻辑模块、用于控制所述电机启停的控制模块、与所述警示装置相连的警示模块以及分别与所述人机操作装置相连的操作模块和显示模块。

优选的，所述阈值模块分别与所述警示模块和所述操作模块相连，所述逻辑模块分别与所述缓存模块、所述阈值模块和所述函数模块相连。

本发明的有益技术效果：

1、本发明提供的间歇式自动测深水位系统，控制装置控制伺服电机旋转，从而带动导电线升降，编码器和V型轮测量电线的移动距离，将数据发给处理器，从而自动测量深水位。

2、本发明提供的间歇式自动测深水位系统，导电线末端设有常开状态的探头，断电状态将一直下降，直至遇到水通电，停止下降，再向上升高A公分，静止B分钟；然后继续下降，遇水停止升高A公分B分钟，如此循环反复，始终保持探头在水位上方某一位置，随着水位的变化而变化，因此可以实时测量水位变化。

3、本发明提供的间歇式自动测深水位系统，缠绕在电机输出端的导电线分成两部分，一部分是用于收放导电线测量水位的升降绕组，另一部分是组成电磁铁的电磁绕组，两部分绕组线串联，但材质和粗细均不相同。

4、本发明提供的间歇式自动测深水位系统，电磁绕组的一端设有信号装置，当探头进入水中通电的时候，电磁铁产生磁性，使信号装置中的两个弹片接触通电，将信号传输给控制器，从而判断探头接触到水，测出水深。

附图说明

图1为按照本发明的间歇式自动测深水位系统的一优选实施例的整体结构示意图；

图2为按照本发明的间歇式自动测深水位系统的一优选实施例的另一角度的整体结构示意图；

图3为按照本发明的间歇式自动测深水位系统的一优选实施例的内部结构俯视图；

图4为按照本发明的间歇式自动测深水位系统的一优选实施例的内部结构正视图；

图5为按照本发明的间歇式自动测深水位系统的一优选实施例的原理示意图；

图6为按照本发明的间歇式自动测深水位系统的一优选实施例的信号装置结构示意图；

图7为按照本发明的间歇式自动测深水位系统的一优选实施例的导电线结构示意图；

图8为按照本发明的间歇式自动测深水位系统的一优选实施例的控制装置连接示意图；

图9为按照本发明的间歇式自动测深水位系统的一优选实施例的控制存储器连接示意图。

图中：1-箱体，2-升降装置，3-测距装置，4-信号装置，5-控制装置，6-主电源，11-圆筒，12-顶盖，13-底板，14-限位柱，15-升降孔，21-电机，22-旋转轴，23-导电线，24-副电源，25-探头，26-轴承，31-固定轴，32-编码器V型轮，41-固定弹片，42-动态弹片，43-弹簧，51-微程序处理器，52-警示装置，53-无线发射模块，54-存储模块，55-人机操作装置，231-升降绕组，232-电磁绕组，551-显示屏，552-操作健，511-控制存储器，512-微指令寄存器，513-微地址寄存器，514-地址转移逻辑，5110-时间模块，5111-缓存模块，5112-阈值模块，5113-函数模块，5114-逻辑模块，5115-控制模块，5116-警示模块，5117-操作模块，5118-显示模块。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1-图9所示，本实施例提供的间歇式自动测深水位系统，包括箱体1、设置在箱体1内的升降装置2、与升降装置2连接的控制装置5以及分别与升降装置2和控制装置5电连接的主电源6，升降装置2的下侧设有与控制装置5连接的测距装置3，升降装置2一端设有与控制装置5连接的信号装置4，本发明通过控制装置5控制伺服电机旋转，从而带动导电线升降，编码器和V型轮测量电线的移动距离，将数据发给处理器，从而自动测量深水位。

本发明通过设计导电线末端设有常开状态的探头，断电状态将一直下降，直至遇到水通电，停止下降，再向上升高A公分，静止B分钟；然后继续下降，遇水停止升高A公分B分钟，如此循环反复，始终保持探头在水位上方某一位置，随着水位的变化而变化，因此可以实时测量水位变化。

进一步的，在本实施例中，如图1-图7所示，箱体1包括空心圆筒11以及分别设置在圆筒11两端的顶盖12和底板13，顶盖13的直径大于圆筒11的外径，顶盖13的圆周的下侧设有若干个限位柱14，底板13上设有供导电线23的升降孔15。

进一步的，在本实施例中，如图1-图7所示，升降装置2包括固定在箱体1内与主电源电连接的电机21、固定在电机21输出端的旋转轴22以及缠绕在旋转轴22上的双股导电线23，控制装置5控制电机21旋转，带动导电线23围绕旋转轴22旋转，从而实现导电线23的升降。

进一步的，在本实施例中，如图1-图7所示，本发明优选电机21为伺服电机，电机21的输出端设有减速器，可以精确控制导电线23的升降，旋转轴22的一端套设有固定在箱体1上的轴承26，可以固定旋转轴22。

进一步的，在本实施例中，如图1-图7所示，导电线23上串联有副电源24以及常开状态的探头25，缠绕在旋转轴22的导电线23包括升降绕组231和电磁绕组232，电磁绕组232靠近信号装置4。

进一步的，在本实施例中，如图1-图9所示，在本发明中，缠绕在电机21输出端的导电线23分成两部分，一部分是用于收放导电线测量水位的升降绕组231，另一部分是组成电磁铁的电磁绕组232，两部分绕组线串联，但材质和粗细均不相同，升降绕组231的材质外侧包括防水层，坚韧耐用，能够支撑50米的自重，防止下降过程中拉断，电磁绕组232采用漆包铜线，缠绕成一个电磁铁的结构，当探头25接触水的时候，副电源24和导电线23产生电流，电磁绕组232产生电流和磁场，信号装置4位于磁场内，信号装置4中的固定弹片41和动态弹片42因磁力吸引在一起，从而把接触到水的信号传递给控制装置5。

进一步的，在本实施例中，如图1-图7所示，测距装置3包括固定在箱体1内的固定轴31以及固定在固定轴31上且与导电线23抵触连接的编码器V型轮32，编码器V型轮32的一侧固定设置有集光机电技术于一体的用于测量速度位移的旋转编码器，该编码器与控制装置5连接。

进一步的，在本发明中，编码器V型轮32中的旋转部件是V型轮，该轮中间部位是凹槽，导电线23从凹槽中穿过，导电线23在经过凹槽时有一定的折线夹角，使导电线23与v型轮产生一定的压力，当导电线23升降的时候，V型轮能够转动，从而使编码器产生脉冲信号。

进一步的，在本实施例中，如图1-图7所示，信号装置4包括分别固定在箱体1上的且分别与控制装置5电连接的固定弹片41和动态弹片42，动态弹片42与箱体1内壁之间设有若干弹簧43，固定弹片41和动态弹片42均为可以产生磁性的金属弹片，当电磁绕组232产生磁场的时候，动态弹片42发生形变与固定弹片41接触产生信号传递给控制装置5，当电磁绕组232磁场消失时，因弹簧43恢复形变，将动态弹片42恢复原位，信号消失。

进一步的，在本实施例中，如图1-图9所示，人机操作装置55包括显示屏551和操作健552，操作模块5117与操作健552相连，显示模块5118与显示屏551相连，通过显示屏551能够显示水位的各种数据和参数，通过操作健552，可以根据实际情况更改参数。

进一步的，在本实施例中，如图1-图9所示，警示装置52包括通过无线传输分别与无线发射模块53相连的警示灯和蜂鸣器，该警示灯和蜂鸣器与警示模块5116相连。

在本发明中，控制装置5中设置有无线发射模块53，因此，本实施例优选人机操作装置55和警示装置52通过有线连接，在一些基坑内的降水井或者人员不宜过去的地点，本实施例优选人机操作装置55和警示装置52通过无线与控制装置5相连，采用远程控制，更为方便安全。

进一步的，在本实施例中，如图8和图9所示，控制装置5包括与主电源6电连接的微程序处理器51以及分别与微程序处理器51连接的警示装置52、无线发射模块53、存储模块54和人机操作装置55。

进一步的，在本实施例中，如图1-图9所示，微程序处理器51包括用于用来存放实现全部指令系统的微程序的控制存储器511、用来存放由控制存储器511读出的一条微指令信息的微指令寄存器512、用于存储由控制存储器511给出微指令的微地址的微地址寄存器513以及用于修改微地址的地址转移逻辑514。

进一步的，在本实施例中，如图1-图9所示，控制存储器511包括时间模块5110、用于接收以及缓存编码器V型轮32传输数据和信号装置4传输信号的缓存模块5111、用于设定各种参数以及范围的阈值模块5112、用于存储计算函数的函数模块5113、用于提取缓存模块5111数据且运行函数模块5113函数的逻辑模块5114、用于控制电机21启停的控制模块5115、与警示装置52相连的警示模块5116以及分别与人机操作装置55相连的操作模块5117和显示模块5118。

进一步的，在本实施例中，如图1-图9所示，阈值模块5112分别与警示模块5116和操作模块5117相连，逻辑模块5114分别与缓存模块5111、阈值模块5112和函数模块5113相连。

如图1-图9所示，本实施例提供的间歇式自动测深水位系统的工作原理和工作过程是：

控制装置5控制伺服电机旋转，从而带动导电线升降，编码器和V型轮测量电线的移动距离，将数据发给处理器，从而自动测量深水位。

导电线末端设有常开状态的探头，断电状态将一直下降，直至遇到水通电，停止下降，再向上升高A公分，静止B分钟；然后继续下降，遇水停止升高A公分B分钟，如此循环反复，始终保持探头在水位上方某一位置，随着水位的变化而变化，因此可以实时测量水位变化。

综上所述，本实施例提供的间歇式自动测深水位系统，缠绕在电机输出端的导电线分成两部分，一部分是用于收放导电线测量水位的升降绕组，另一部分是组成电磁铁的电磁绕组，两部分绕组线串联，电磁绕组的一端设有信号装置，当探头进入水中通电的时候，电磁铁产生磁性，使信号装置中的两个弹片接触通电，将信号传输给控制器，从而判断探头接触到水，测出水深，通过控制器控制探头始终保持在水位某一固定位置，从而达到间歇式自动测水位的目的。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种间歇式自动测深水位系统，其特征在于：包括箱体(1)、设置在所述箱体(1)内的升降装置(2)、与所述升降装置(2)连接的控制装置(5)以及分别与所述升降装置(2)和所述控制装置(5)电连接的主电源(6)，所述升降装置(2)的下侧设有与所述控制装置(5)连接的测距装置(3)，所述升降装置(2)一端设有与所述控制装置(5)连接的信号装置(4)，所述升降装置(2)包括固定在所述箱体(1)内与所述主电源电连接的电机(21)、固定在所述电机(21)输出端的旋转轴(22)以及缠绕在所述旋转轴(22)上的双股导电线(23)，所述导电线(23)上串联有副电源(24)以及常开状态的探头(25)，所述测距装置(3)包括固定在所述箱体(1)内的固定轴(31)以及固定在所述固定轴(31)上且与所述导电线(23)抵触连接的编码器V型轮(32)，所述信号装置(4)包括分别固定在所述箱体(1)上的且分别与所述控制装置(5)电连接的固定弹片(41)和动态弹片(42)，所述动态弹片(42)与所述箱体(1)内壁之间设有若干弹簧(43)，所述控制装置(5)包括与所述主电源(6)电连接的微程序处理器(51)以及分别与所述微程序处理器(51)连接的警示装置(52)、无线发射模块(53)、存储模块(54)和人机操作装置(55)。

2.根据权利要求1所述的一种间歇式自动测深水位系统，其特征在于：所述箱体(1)包括空心圆筒(11)以及分别设置在所述圆筒(11)两端的顶盖(12)和底板(13)，所述顶盖(13)的直径大于所述圆筒(11)的外径，所述顶盖(13)的圆周的下侧设有若干个限位柱(14)，所述底板(13)上设有供所述导电线(23)的升降孔(15)。

3.根据权利要求1所述的一种间歇式自动测深水位系统，其特征在于：所述电机(21)为伺服电机，所述电机(21)的输出端设有减速器，所述旋转轴(22)的一端套设有固定在所述箱体(1)上的轴承(26)。

4.根据权利要求1所述的一种间歇式自动测深水位系统，其特征在于：缠绕在所述旋转轴(22)的所述导电线(23)包括升降绕组(231)和电磁绕组(232)，所述电磁绕组(232)靠近所述信号装置(4)。

5.根据权利要求1所述的一种间歇式自动测深水位系统，其特征在于：所述编码器V型轮(32)的一侧固定设置有集光机电技术于一体的用于测量速度位移的旋转编码器，该编码器与所述控制装置(5)连接。

6.根据权利要求1所述的一种间歇式自动测深水位系统，其特征在于：所述人机操作装置(55)包括显示屏(551)和操作健(552)。

7.根据权利要求1所述的一种间歇式自动测深水位系统，其特征在于：所述警示装置(52)包括通过无线传输分别与所述无线发射模块(53)相连的警示灯和蜂鸣器。

8.根据权利要求1所述的一种间歇式自动测深水位系统，其特征在于：所述微程序处理器(51)包括用于用来存放实现全部指令系统的微程序的控制存储器(511)、用来存放由所述控制存储器(511)读出的一条微指令信息的微指令寄存器(512)、用于存储由所述控制存储器(511)给出微指令的微地址的微地址寄存器(513)以及用于修改微地址的地址转移逻辑(514)。

9.根据权利要求8所述的一种间歇式自动测深水位系统，其特征在于：所述控制存储器(511)包括时间模块(5110)、用于接收以及缓存所述编码器V型轮(32)传输数据和所述信号装置(4)传输信号的缓存模块(5111)、用于设定各种参数以及范围的阈值模块(5112)、用于存储计算函数的函数模块(5113)、用于提取所述缓存模块(5111)数据且运行所述函数模块(5113)函数的逻辑模块(5114)、用于控制所述电机(21)启停的控制模块(5115)、与所述警示装置(52)相连的警示模块(5116)以及分别与所述人机操作装置(55)相连的操作模块(5117)和显示模块(5118)。

10.根据权利要求9所述的一种间歇式自动测深水位系统，其特征在于：所述阈值模块(5112)分别与所述警示模块(5116)和所述操作模块(5117)相连，所述逻辑模块(5114)分别与所述缓存模块(5111)、所述阈值模块(5112)和所述函数模块(5113)相连。

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