CN112033748A - 用于地下水水位及水温的测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于地下水水位及水温的测量装置，属于取样器领域，用于地下水水位及水温测量，其从上至下依次设置有盖体、上筒体、锥台、底座，在上筒体中设置有与锥台配合的锥套，在锥台的外沿处设置有锥台环体，锥台环体上加工有环体出水口，环体出水口处插接有测温管，测温管的底部位于底座上，底座的底面设置有底座筋体；所述的锥套与取水管体固定，取水管体贯穿锥台、底座后伸出，在取水管体内设置有与之同轴的螺旋取水杆，螺旋取水杆与取水驱动电机连接，在取水管体通过齿轮传动组与布水驱动电机连接。鉴于上述技术方案，本发明能够实现地下水位及地下水水温的有效测量，并能够在测量的过程中保存地下水样品。

Description

用于地下水水位及水温的测量装置

技术领域

本发明属于取样器领域，具体地说，尤其涉及一种用于地下水水位及水温的测量装置。

背景技术

地下水资源相对于地表水资源较为复杂，因此地下水本身质和量的变化以及引起地下水变化的环境因素、地下水的运移规律并不能够直接观察，同时，地下水的超标开采容易引起地面缓慢型的沉降，当地面沉降积累到一定程度，就会造成不可逆的破坏，因此如何准确地对地下水的水位及水温等参数进行测量监测，成为及时掌握地下水动态变化的重要手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于地下水水位及水温的测量装置，其能够实现地下水位及地下水水温的有效测量，并能够在测量的过程中保存地下水样品。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明中所述的用于地下水水位及水温的测量装置，包括上筒体，所述上筒体的底端连接有锥台环体，锥台环体的中心轴线处设置有锥台，锥台的中心轴线处加工有供取水管体穿过的通孔；所述锥台环体与锥台同轴设置且位于锥台的外边沿，锥台环体上加工有绕其中心轴线均布的环体出水口；所述锥台的外表面套接有与其同轴的锥套，锥套的内表面与锥台的外表面贴合，锥套的底面与锥台环体的上表面贴合；所述锥套与伸出锥台通孔的取水管体固定连接，取水管体与锥台的连接位置处设置有轴承结构；所述锥套上加工有锥套缺口，锥套缺口内露出的环体出水口的数量为一个；所述的取水管体的顶部固定连接有取水管驱动轮，取水管驱动轮通过齿轮传动组与布水驱动电机连接；所述的取水管体的底端向下延伸至底座并伸出，在取水管体的内部安装有与之同轴的螺旋取水杆，螺旋取水杆的底部与取水管体的底部平齐，螺旋取水杆的顶部穿过取水管体的顶部后伸出并与取水驱动电机连接；所述的取水管体在与锥套的连接位置处上方设置有与其内部贯通的取水出口管，取水出口管的出水端位于锥套缺口的上方，且在取水出口管的出口处设置有水体感应器；所述环体出水口的底部插接有测温管，测温管的底部位于底座上，在测温管上密封连接有水温传感器，水温传感器伸入至测温管的内部；所述测温管设置有中空夹层，所述布水驱动电机、取水驱动电机均通过导线连接于控制器，控制器通过蓄电池供电并均放置于上筒体中，水体感应器和水温传感器均通过导线与控制器连接。

进一步地讲，本发明中所述的盖体和底座的外侧面加工有插接孔，并通过插接孔与筒体加强杆上的加强杆插接部插接；所述筒体加强杆为倒置的L型杆体，其内侧面与上筒体的外表面贴合；所述筒体加强杆的顶部插接于盖体的筋体限位部内，筋体限位部位于盖体的顶部；所述筋体限位部内设置有与其长度方向一致的导向杆；在导向杆上滑动连接有筒体加强杆的顶部，在筒体加强杆与筋体限位部之间的导向杆上套接有复位弹簧。

进一步地讲，本发明中所述的上筒体的内部分别设置有电机隔板、布水隔板，其中电机隔板上分别固定有布水驱动电机、取水驱动电机；所述布水隔板位于电机隔板的下方并与其平行设置，在布水隔板的上表面通过轴体及轴承安装有齿轮传动组，布水驱动电机通过齿轮传动组将动力传递至取水管驱动轮，布水隔板下方的上筒体空间中放置有锥套、锥台。

进一步地讲，本发明中所述的锥台环体上分布的测温管通过管体固定套连接为一体，测温管长度方向上分布有至少两个管体固定套，相邻的管体固定套之间通过中空连杆连接，中空连杆与取水管体同轴设置。

进一步地讲，本发明中所述的管体固定套包括连接块，连接块的中心轴线处加工有供中空连杆穿过的通孔；所述的连接块通过辐射状分布的板体连接有测温管放置环，相邻的测温管放置环之间通过板体连接。

进一步地讲，本发明中所述的中空连杆的两端设置有与连接块搭接的中空连杆限位部，中空连杆通过与其螺纹连接的紧固螺母将连接块固定在中空连杆限位部上。

进一步地讲，本发明中所述的底座上加工有供测温管底部放置的底座放置环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明能够实现地下水位及地下水水温的有效测量，并能够在测量的过程中保存地下水样品。

附图说明

图1是本发明的结构示意图（去掉部分重复的测温管）。

图2是本发明的部分内部结构示意图。

图3是本发明的测温管的分布及进水示意图。

图4是本发明的测温管固定结构及进水结构的示意图。

图5是本发明的测温管结构示意图。

图6是本发明中中空连杆的结构示意图。

图7是本发明中管体固定套的结构示意图。

图8是本发明中筒体加强杆的结构示意图。

图9是本发明中锥台及锥台环体的结构示意图一。

图10是本发明中锥台及锥台环体的结构示意图二。

图11是本发明中锥套的结构示意图一。

图12是本发明中锥套的结构示意图二。

图中：1、把手；2、筋体限位部；3、盖体；4、布水驱动电机；5、电机隔板；6、齿轮传动组；7、布水隔板；8、锥套；9、锥台；10、测温管；11、管体固定套；12、中空连杆；13、螺旋取水杆；14、底座；15、隔热封堵环；16、取水管体；17、中空连杆限位部；18、取水出口管；19、取水驱动电机；20、筒体加强杆；21、复位弹簧；22、加强杆限位部；23、加强杆插接部；24、上筒体；25、中空夹层；26、锥套缺口；27、环体出水口；28、锥台环体；29、取水管驱动轮；30、底座放置环；31、测温管放置环；32、连接块；33、导向杆；34、锥套进水口；35、水温传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明所述的技术方案作进一步地描述说明。需要说明的是，在下述段落可能涉及的方位名词，包括但不限于“上、下、左、右、前、后”等，其所依据的方位均为对应说明书附图中所展示的视觉方位，其不应当也不该被视为是对本发明保护范围或技术方案的限定，其目的仅为方便本领域的技术人员更好地理解本发明创造所述的技术方案。

在本说明书的描述中，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

一种用于地下水水位及水温的测量装置，包括上筒体24，所述上筒体24的底端连接有锥台环体28，锥台环体28的中心轴线处设置有锥台9，锥台9的中心轴线处加工有供取水管体16穿过的通孔；所述锥台环体28与锥台9同轴设置且位于锥台9的外边沿，锥台环体28上加工有绕其中心轴线均布的环体出水口27；所述锥台9的外表面套接有与其同轴的锥套8，锥套8的内表面与锥台9的外表面贴合，锥套8的底面与锥台环体28的上表面贴合；所述锥套8与伸出锥台9通孔的取水管体16固定连接，取水管体16与锥台9的连接位置处设置有轴承结构；所述锥套8上加工有锥套缺口26，锥套缺口26内露出的环体出水口27的数量为一个；所述的取水管体16的顶部固定连接有取水管驱动轮29，取水管驱动轮29通过齿轮传动组6与布水驱动电机4连接；所述的取水管体16的底端向下延伸至底座14并伸出，在取水管体16的内部安装有与之同轴的螺旋取水杆13，螺旋取水杆13的底部与取水管体16的底部平齐，螺旋取水杆13的顶部穿过取水管体16的顶部后伸出并与取水驱动电机19连接；所述的取水管体6在与锥套8的连接位置处上方设置有与其内部贯通的取水出口管18，取水出口管18的出水端位于锥套缺口26的上方，且在取水出口管18的出口处设置有水体感应器；所述环体出水口27的底部插接有测温管10，测温管10的底部位于底座14上，在测温管10上密封连接有水温传感器35，水温传感器35伸入至测温管10的内部；所述测温管10设置有中空夹层25，所述布水驱动电机4、取水驱动电机19均通过导线连接于控制器，控制器通过蓄电池供电并均放置于上筒体24中，水体感应器和水温传感器35均通过导线与控制器连接。

实施例二

一种用于地下水水位及水温的测量装置，所述盖体3和底座14的外侧面加工有插接孔，并通过插接孔与筒体加强杆20上的加强杆插接部23插接；所述筒体加强杆20为倒置的L型杆体，其内侧面与上筒体24的外表面贴合；所述筒体加强杆20的顶部插接于盖体3的筋体限位部2内，筋体限位部2位于盖体3的顶部；所述筋体限位部2内设置有与其长度方向一致的导向杆33；在导向杆33上滑动连接有筒体加强杆20的顶部，在筒体加强杆20与筋体限位部2之间的导向杆33上套接有复位弹簧21；所述上筒体24的内部分别设置有电机隔板5、布水隔板7，其中电机隔板5上分别固定有布水驱动电机4、取水驱动电机19；所述布水隔板7位于电机隔板5的下方并与其平行设置，在布水隔板7的上表面通过轴体及轴承安装有齿轮传动组6，布水驱动电机4通过齿轮传动组6将动力传递至取水管驱动轮29，布水隔板7下方的上筒体24空间中放置有锥套8、锥台9。其余部分的结构及连接关系与前述实施例中任意一项所述的结构及连接关系相同，为避免行文繁琐，此处不再赘述。

实施例三

一种用于地质勘探的水体取样器，其中所述锥台环体28上分布的测温管10通过管体固定套11连接为一体，测温管10长度方向上分布有至少两个管体固定套11，相邻的管体固定套11之间通过中空连杆12连接，中空连杆12与取水管体16同轴设置；所述管体固定套11包括连接块32，连接块32的中心轴线处加工有供中空连杆12穿过的通孔；所述的连接块32通过辐射状分布的板体连接有测温管放置环31，相邻的测温管放置环31之间通过板体连接；所述中空连杆12的两端设置有与连接块32搭接的中空连杆限位部17，中空连杆12通过与其螺纹连接的紧固螺母将连接块32固定在中空连杆限位部17上；所述底座14上加工有供测温管10底部放置的底座放置环30。其余部分的结构及连接关系与前述实施例中任意一项所述的结构及连接关系相同，为避免行文繁琐，此处不再赘述。

在上述实施例的基础上，本发明继续对其中涉及到的技术特征及该技术特征在本发明中所起到的功能、作用进行详细的描述，以帮助本领域的技术人员充分理解本发明的技术方案并且予以重现。

如图1至图12所示，在本发明中，以水体流动方向为叙述主线。当本发明中上筒体24、盖体3、底座14通过筒体加强杆20构成水位及水温测量装置，并将该测量装置通过带有长度计量的放线器放入地下水的勘探孔内。本发明中可在上筒体24、盖体3的连接位置处，以及锥台9与取水管体16、锥台环体28与上筒体24的连接位置处采用密封件（如密封圈体）等进行密封，以保证所构成区间内的密封性能，继而保证位于该区域内的驱动机构、控制器及蓄电池的稳定工作。在盖体3上设置有把手1，可通过将引导绳和控制电缆固定于把手1上的方式实现对整个取样器的控制。

在本发明中，当位于取水出口管18处的水体感应器感应到水体后，通过控制器以有线（如随引导绳一起的控制电缆）或无线方式（如内置的遥控装置与操作人员手持的遥控器）向带有长度计量的放线器发送停止指令，放线器停止并计量当前放线长度。所述控制器、取水驱动电机19、布水驱动电机4、水体感应器和水温传感器35均通过蓄电池供电，蓄电池及控制器均可放置于电机隔板5上。在放线器放线过程中，取水驱动电机19一直处于工作状态，直至水体感应器感应到水体且水温传感器35感应到水温后，延迟一端时间启动布水驱动电机4。本发明中所述的水体感应器可采用水流量传感器，当有水体流过转子组件后，磁性转子转动，并且随着流量呈线性变化，霍尔元件输出相应的脉冲信号并反馈至控制器。

在本发明中，当取水驱动电机19启动后，取水驱动电机19通过输出轴、联轴器带动螺旋取水杆13高速转动，螺旋取水杆13上分布有螺旋叶片，当取水管体16底部接触到水体时，在螺旋取水杆13的转动下能够将水体从取水管体16的底部吸入。由于螺旋取水杆13上的螺旋叶片与取水管体16内壁之间留有较小的间隙，因此高速转动的螺旋取水杆13能够将水体快速吸入。为避免杂质的吸入可能造成螺旋取水杆13的损坏，在取水管体16底部入口处可设置有附加的过滤装置。

在本发明中，被吸入的水体经过螺旋取水杆13的引导进入到取水管体16顶端的取水出口管18内，并经取水出口管18排入至锥套8的锥套缺口26处。本发明中所述的锥套8是套接于锥台9外表面且与锥台9同轴设置，这种结构使得锥套8的内表面与锥台9的外表面贴合，锥套8的底面与锥台9上的锥台环体28上表面贴合。在锥套8跟随取水出口管18定角度转动的过程中，锥套缺口26能够在闪出一个环体出水口27的同时将另一个环体出水口27封闭。也就是说，当取水管体16引入的水体经取水出口管18排入至环体出水口27中后，测温管10内的水体不断增加，待测温管10内的水体增加至一定量后，水温传感器35能够感应到测温管10内的水体温度，并通过导线将上述温度信号传递至控制器，控制器存储上述数据后进行记录，或通过通讯单元（上述段落中所称的有线或无线传输方式涉及的现有通讯单元或接口）传递至外部的计算机或手持设备上。水温传感器35与测温管10的管壁之间采用密封件连接。在水温传感器35测量完水温之后，延迟一定时间，取水驱动电机19停止动作。在取水驱动电机19停止动作时，布水驱动电机4开始动作，并通过齿轮传动组6带动取水管驱动轮29转动，取水管驱动轮29的转动能够带动取水管体16转动。而本发明中，取水管体16与锥台9之间通过轴承结构连接，取水管体16与锥套8之间通过固定连接，取水管体16的转动能够使得锥套8与锥台9之间发生相对转动，继而实现锥套8上的锥套缺口26将位于锥台环体28上的环体出水口27依次闪出。在锥套缺口26的底面上加工有与环体出水口27相同或较小口径的锥套进水口34，当锥套进水口34与环体出水口27开始发生重叠时可实现水体经锥套进水口34进入到环体出水口27中。此过程中，放线器一直向下放线，使得水位及水温测量装置能够实现不同地下水位之间的水温测量。

在本发明中，所述的环体出水口27是位于锥台环体28上的，环体出水口27的边沿位置处加工有圆角，以便于水体更好地流动。在锥台环体28下表面对应环体出水口27的位置处插接有测温管10。测温管10为盲管，其顶部开口处插接于环体出水口27内，其底部封堵处位于底座14上。所述的测温管10与环体出水口27对应设置，均绕锥台9的中心轴线均布。为了保证测温管10的稳定性，测温管10采用中空夹层25的高强度聚乙烯材料制成，中空夹层25的顶部通过隔热封堵环15进行封堵，以尽量减少因浸入水体对水温测量所造成的影响。在本发明中可采用管体固定套11对绕中心轴线排列的测温管10进行固定。在本发明中，所述管体固定套11包括连接块32，连接块32的中心轴线处加工有供中空连杆12穿过的通孔；所述的连接块32通过辐射状分布的板体连接有测温管放置环31，相邻的测温管放置环31之间通过板体连接。通过管体固定套11连接后的测温管10能够形成一个整体，增加了测温管10在取样过程中的稳定性。

在本发明中，在测温管10的长度方向上可设置有两个管体固定套11，两个管体固定套11之间通过中空连杆12来实现连接。在中空连杆12的两端分别设置有中空连杆限位部17，中空连杆限位部17为凸出于中空连杆12外表面的环形结构，其能够实现与连接块32的搭接。当中空连杆12通过拧紧与其螺纹连接的紧固螺母时，能够通过紧固螺母与中空连杆限位部17的配合实现对连接块32的夹紧与固定。

在本发明中，所述的底座14需要承载取水管体16的底部，因此底座14的上表面可采用弹性材料（例如橡胶）制成，并且在底座14的上表面加工有与环体出水口27对应一致的底座放置环30。在底座14的中心轴线位置处加工有供取水管体16穿出的通孔，取水管体16穿出底座14后伸出一定长度。

在本发明中，为了实现盖体3、上筒体24、底座14以及锥台9之间更好地连接，在盖体3上设置有筋体限位部2，筋体限位部2通过导向杆33和复位弹簧21实现筒体加强杆20的限位与顶部连接。通过筒体加强杆20上的加强杆限位部22压缩复位弹簧21可实现筒体加强杆20远离盖体3、上筒体24以及底座14的侧面，外力撤掉后可在复位弹簧21的作用下复位并重新与上述部位的侧面贴合。在筒体加强杆20上还设置有加强杆插接部23，加强杆插接部23能够插入到盖体3、底座14侧面对应的插孔内，从而实现筒体加强杆20与盖体3、底座14的上下限位与固定。

最后，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种用于地下水水位及水温的测量装置，包括上筒体（24），其特征在于：所述上筒体（24）的底端连接有锥台环体（28），锥台环体（28）的中心轴线处设置有锥台（9），锥台（9）的中心轴线处加工有供取水管体（16）穿过的通孔；所述锥台环体（28）与锥台（9）同轴设置且位于锥台（9）的外边沿，锥台环体（28）上加工有绕其中心轴线均布的环体出水口（27）；所述锥台（9）的外表面套接有与其同轴的锥套（8），锥套（8）的内表面与锥台（9）的外表面贴合，锥套（8）的底面与锥台环体（28）的上表面贴合；所述锥套（8）与伸出锥台（9）通孔的取水管体（16）固定连接，取水管体（16）与锥台（9）的连接位置处设置有轴承结构；所述锥套（8）上加工有锥套缺口（26），锥套缺口（26）内露出的环体出水口（27）的数量为一个；所述的取水管体（16）的顶部固定连接有取水管驱动轮（29），取水管驱动轮（29）通过齿轮传动组（6）与布水驱动电机（4）连接；所述的取水管体（16）的底端向下延伸至底座（14）并伸出，在取水管体（16）的内部安装有与之同轴的螺旋取水杆（13），螺旋取水杆（13）的底部与取水管体（16）的底部平齐，螺旋取水杆（13）的顶部穿过取水管体（16）的顶部后伸出并与取水驱动电机（19）连接；所述的取水管体（6）在与锥套（8）的连接位置处上方设置有与其内部贯通的取水出口管（18），取水出口管（18）的出水端位于锥套缺口（26）的上方，且在取水出口管（18）的出口处设置有水体感应器；所述环体出水口（27）的底部插接有测温管（10），测温管（10）的底部位于底座（14）上，在测温管（10）上密封连接有水温传感器（35），水温传感器（35）伸入至测温管（10）的内部；所述测温管（10）设置有中空夹层（25），所述布水驱动电机（4）、取水驱动电机（19）均通过导线连接于控制器，控制器通过蓄电池供电并均放置于上筒体（24）中，水体感应器和水温传感器（35）均通过导线与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的用于地下水水位及水温的测量装置，其特征在于：所述盖体（3）和底座（14）的外侧面加工有插接孔，并通过插接孔与筒体加强杆（20）上的加强杆插接部（23）插接；所述筒体加强杆（20）为倒置的L型杆体，其内侧面与上筒体（24）的外表面贴合；所述筒体加强杆（20）的顶部插接于盖体（3）的筋体限位部（2）内，筋体限位部（2）位于盖体（3）的顶部；所述筋体限位部（2）内设置有与其长度方向一致的导向杆（33）；在导向杆（33）上滑动连接有筒体加强杆（20）的顶部，在筒体加强杆（20）与筋体限位部（2）之间的导向杆（33）上套接有复位弹簧（21）。

3.根据权利要求2所述的用于地下水水位及水温的测量装置，其特征在于：所述上筒体（24）的内部分别设置有电机隔板（5）、布水隔板（7），其中电机隔板（5）上分别固定有布水驱动电机（4）、取水驱动电机（19）；所述布水隔板（7）位于电机隔板（5）的下方并与其平行设置，在布水隔板（7）的上表面通过轴体及轴承安装有齿轮传动组（6），布水驱动电机（4）通过齿轮传动组（6）将动力传递至取水管驱动轮（29），布水隔板（7）下方的上筒体（24）空间中放置有锥套（8）、锥台（9）。

4.根据权利要求1所述的用于地下水水位及水温的测量装置，其特征在于：所述锥台环体（28）上分布的测温管（10）通过管体固定套（11）连接为一体，测温管（10）长度方向上分布有至少两个管体固定套（11），相邻的管体固定套（11）之间通过中空连杆（12）连接，中空连杆（12）与取水管体（16）同轴设置。

5.根据权利要求4所述的用于地下水水位及水温的测量装置，其特征在于：所述管体固定套（11）包括连接块（32），连接块（32）的中心轴线处加工有供中空连杆（12）穿过的通孔；所述的连接块（32）通过辐射状分布的板体连接有测温管放置环（31），相邻的测温管放置环（31）之间通过板体连接。

6.根据权利要求5所述的用于地下水水位及水温的测量装置，其特征在于：所述中空连杆（12）的两端设置有与连接块（32）搭接的中空连杆限位部（17），中空连杆（12）通过与其螺纹连接的紧固螺母将连接块（32）固定在中空连杆限位部（17）上。

7.根据权利要求6所述的用于地下水水位及水温的测量装置，其特征在于：所述底座（14）上加工有供测温管（10）底部放置的底座放置环（30）。

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