CN113701848A - 井中水位自动测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了井中水位自动测量仪，包括抽水管、回水管、电磁阀、水位管，抽水管中段一端连接有回水管，抽水管和回水管上均设置有电磁阀，抽水管进水端连接有潜水泵，水位管设置在抽水管一侧，水位管内部设置有两芯电缆，两芯电缆下端顶部连接有绝缘橡胶棒，绝缘橡胶棒上安装有A检测头和B检测头，两芯电缆上端设置有卷轮，卷轮动力输入端连接有双轴电机，双轴电机另一端连接编码器以及外部控制器。本发明装置为小型设备，方便携带、移动，不受水井场地环境限制；可以实现24小时无人看守连续测量，提高了实验数据的准确性以及参考性。
Description
技术领域
本发明涉及井中水位测量领域，特别是涉及井中水位自动测量仪。
背景技术
该仪器用于水文地质试验时水井中水位数据自动测量、记录并导出相关数据。经市场调研，存在深井水位测量系统，但是仪器笨重，需要单独车辆运输使用，如果多井同时观测，可能存在场地空间不够，占用车辆过多等问题。现行水文地质试验时水文数据测量时需要人工现场24小时不间断监测，而且至少需要3人8小时倒班制工作，耗时耗力。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供井中水位自动测量仪。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
井中水位自动测量仪，包括抽水管、回水管、电磁阀、水位管，所述抽水管中段一端连接有所述回水管，所述抽水管和所述回水管上均设置有所述电磁阀，所述抽水管进水端连接有潜水泵，所述水位管设置在所述抽水管一侧，所述水位管内部设置有两芯电缆，所述两芯电缆下端顶部连接有绝缘橡胶棒，所述绝缘橡胶棒上安装有A检测头和B检测头，所述两芯电缆上端设置有卷轮，所述卷轮动力输入端连接有双轴电机，所述双轴电机另一端连接编码器以及外部控制器。
优选的：所述抽水管、所述回水管、所述水位管外部设置有水泥管，位于所述水泥管内侧以及所述潜水泵下侧设置有滤管，所述滤管下端设置有沉砂管，所述水泥管外部设置有地面土层，且地面土层包裹两个隔水顶板，所述隔水顶板之间设置有含矿含水层，所述含矿含水层与所述水泥管之间设置有砾料，所述水泥管内部的蓄水淹没所述抽水管、所述回水管、所述电磁阀下半段，且蓄水的水位线位于所述水泥管内侧。
优选的：所述回水管通过焊接连接所述抽水管，所述电磁阀通过螺纹连接所述抽水管、所述回水管，通过热熔焊接保证了密封性。
优选的：所述潜水泵通过法兰连接所述抽水管，且通过悬吊法下沉至所述水位线以下，所述潜水泵用于抽水。
优选的：所述抽水管、所述回水管材质为PE,且直径为4cm，利用PE材质稳定性强。
优选的：所述A检测头、所述B检测头镶嵌于所述绝缘橡胶棒，所述两芯电缆通过胶封连接所述绝缘橡胶棒，采用镶嵌连接以及胶封，避免两芯电缆内部进水，且能够同时保证A检测头和B检测头的检测效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
该装置为小型设备，方便携带、移动，不受水井场地环境限制；可以实现24小时无人看守连续测量，提高了实验数据的准确性以及参考性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述井中水位自动测量仪的结构示意图；
图2是本发明所述井中水位自动测量仪的剖视图；
图3是本发明所述井中水位自动测量仪的绝缘橡胶棒内部结构示意图。
附图标记说明如下：
1、抽水管；2、回水管；3、电磁阀；4、潜水泵；5、水位管；6、绝缘橡胶棒；7、两芯电缆；8、卷轮；9、双轴电机；10、水泥管；11、水位线；12、滤管；13、沉砂管；14、砾料；15、隔水顶板；16、含矿含水层；17、A检测头；18、B检测头。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1-图3所示，井中水位自动测量仪，包括抽水管1、回水管2、电磁阀3、水位管5，抽水管1中段一端连接有回水管2，抽水管1和回水管2上均设置有电磁阀3，抽水管1进水端连接有潜水泵4，水位管5设置在抽水管1一侧，水位管5内部设置有两芯电缆7，两芯电缆7下端顶部连接有绝缘橡胶棒6，绝缘橡胶棒6上安装有A检测头17和B检测头18，两芯电缆7上端设置有卷轮8，卷轮8动力输入端连接有双轴电机9，双轴电机9另一端连接编码器以及外部控制器，抽水管1、回水管2、水位管5外部设置有水泥管10，位于水泥管10内侧以及潜水泵4下侧设置有滤管12，滤管12下端设置有沉砂管13，水泥管10外部设置有地面土层，且地面土层包裹两个隔水顶板15，隔水顶板15之间设置有含矿含水层16，含矿含水层16与水泥管10之间设置有砾料14，水泥管10内部的蓄水淹没抽水管1、回水管2、电磁阀3下半段，且蓄水的水位线11位于水泥管10内侧。
优选的：回水管2通过焊接连接抽水管1，电磁阀3通过螺纹连接抽水管1、回水管2，通过热熔焊接保证了密封性。
优选的：潜水泵4通过法兰连接抽水管1，且通过悬吊法下沉至水位线11以下，潜水泵4用于抽水。
优选的：抽水管1、回水管2材质为PE,且直径为4cm，利用PE材质稳定性强。
优选的：A检测头17、B检测头18镶嵌于绝缘橡胶棒6，两芯电缆7通过胶封连接绝缘橡胶棒6，采用镶嵌连接以及胶封，避免两芯电缆7内部进水，且能够同时保证A检测头17和B检测头18的检测效果。
工作原理：水位测量分为下测抽水时水位下降和上测水位恢复时水位上升；
每次测量过程分为2步，第1步：规定时间提前一分钟开始初步测量水位大概位置；第2步：到达规定时间时测量准确位置并记录。
水位测量方法：绝缘橡胶棒6上B检测头18完全浸在水中，当A检测头17到达水面后，水作为良好的导体，将B检测头18导与A检测头17连通，电流返回到地面控制器，使继电器开关断开，A检测头17和A检测头17停止工作，同时触发微电开关，使其记录两芯电缆7使用长度，该长度即为水位数据。
下测时：
1将规定测量时间输入仪器贮存空间，测量静止水位后将仪器水位数据归零并将数据贮存在表格中水位一列；
2开始抽水后，到时规定时间前1分钟时，时间触发器控制继电器开关闭合，双轴电机9开始工作，将卷轮8中两芯电缆7逐渐下入水位管5中，当A检测头17到达水面后，A检测头17与B检测头18连通，电流返回到地面控制器，使继电器开关断开，双轴电机9停止工作；
3当到达规定时间时，时间触发器控制继电器开关闭合，双轴电机9开始工作，将卷轮8中电缆逐渐下入井中，当A检测头17到达水面后，A检测头17与B检测头18连通，电流返回到地面控制器，使继电器开关断开，双轴电机9停止工作，同时触发微电开关，使其记录两芯电缆7使用长度，该长度即为水位数据，并将水位数据储存在表格中对应时间的水位一列；
表1 下测时(抽水时)数据记录表
上测时：
1当水位稳定后，符合规范要求潜水泵4停止抽水，开始停潜水泵4前准备工作：制作表格2数据，并将序号、时间、间隔等信息数据输入到仪器储存空2当到达规定时间前1分钟时，时间触发器控制继电器开关闭合，双轴电机9开始工作，将卷轮8中两芯电缆7逐渐收回电缆到卷轮8中，当A检测头17到达水面离开水面瞬间，A检测头17与B检测头18断开，电流返回到地面控制器，使继电器开关断开，双轴电机9停止工作；
3当到达规定时间时，潜水泵4停止工作，时间触发器控制继电器开关闭合，双轴电机9开始工作，将卷轮8中两芯电缆7逐渐收回电缆到卷轮8中，当A检测头17离开水面瞬间，A检测头17与B检测头18断开，电流返回到地面控制器，使继电器开关断开，双轴电机9停止工作，同时触发微电开关，使其记录电缆使用长度，该长度即为水位数据，并将水位数据储存在表格2中对应时间的水位一列；
表2 上测时(抽水时)数据记录表
第二次抽水、第二次水位恢复、第三次抽水及第三次水位恢复均重复第一次抽水和第一次水位恢复过程。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (6)
1.井中水位自动测量仪，其特征在于：包括抽水管(1)、回水管(2)、电磁阀(3)、水位管(5)，所述抽水管(1)中段一端连接有所述回水管(2)，所述抽水管(1)和所述回水管(2)上均设置有所述电磁阀(3)，所述抽水管(1)进水端连接有潜水泵(4)，所述水位管(5)设置在所述抽水管(1)一侧，所述水位管(5)内部设置有两芯电缆(7)，所述两芯电缆(7)下端顶部连接有绝缘橡胶棒(6)，所述绝缘橡胶棒(6)上安装有A检测头(17)和B检测头(18)，所述两芯电缆(7)上端设置有卷轮(8)，所述卷轮(8)动力输入端连接有双轴电机(9)，所述双轴电机(9)另一端连接编码器以及外部控制器。
2.根据权利要求1所述的井中水位自动测量仪，其特征在于：所述抽水管(1)、所述回水管(2)、所述水位管(5)外部设置有水泥管(10)，位于所述水泥管(10)内侧以及所述潜水泵(4)下侧设置有滤管(12)，所述滤管(12)下端设置有沉砂管(13)，所述水泥管(10)外部设置有地面土层，且地面土层包裹两个隔水顶板(15)，所述隔水顶板(15)之间设置有含矿含水层(16)，所述含矿含水层(16)与所述水泥管(10)之间设置有砾料(14)，所述水泥管(10)内部的蓄水淹没所述抽水管(1)、所述回水管(2)、所述电磁阀(3)下半段，且蓄水的水位线(11)位于所述水泥管(10)内侧。
3.根据权利要求1所述的井中水位自动测量仪，其特征在于：所述回水管(2)通过焊接连接所述抽水管(1)，所述电磁阀(3)通过螺纹连接所述抽水管(1)、所述回水管(2)。
4.根据权利要求1所述的井中水位自动测量仪，其特征在于：所述潜水泵(4)通过法兰连接所述抽水管(1)，且通过悬吊法下沉至所述水位线(11)以下。
5.根据权利要求1所述的井中水位自动测量仪，其特征在于：所述抽水管(1)、所述回水管(2)材质为PE,且直径为4cm。
6.根据权利要求1所述的井中水位自动测量仪，其特征在于：所述A检测头(17)、所述B检测头(18)镶嵌于所述绝缘橡胶棒(6)，所述两芯电缆(7)通过胶封连接所述绝缘橡胶棒(6)。
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