CN113865646B - 一种可同时测量水位水深的地下水水位测量仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，包括放置架，放置架上转动连接有绞线轮，绞线轮上绕设有测绳，测绳的固定端与绞线轮固定；放置架上固定安装有第一电机、控制器、显示器，第一电机的输出端与绞线轮传动连接，第一电机、显示器均与控制器电性连接；放置架上滑动连接有轮式计数器，测绳的活动端穿过轮式计数器固定有水位探头，水位探头上固定有水压传感器，轮式计数器、水位探头、水压传感器均与控制器电性连接。本发明提供的可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，通过在水位探头上设置水压传感器，可同时实现对地下水水位水深的测量，测量过程不需要更换测量仪器，操作简单便捷，测量效率高。

Description

一种可同时测量水位水深的地下水水位测量仪
技术领域
本发明涉及水文观测技术领域，特别是涉及一种可同时测量水位水深的地下水水位测量仪。
背景技术
地下水水位测量是观测地下水文情况的重要手段之一，目前的地下水水位测量主要利用末端带有重物的长标尺，当标尺接触水面时，卷尺放出装置上的指示灯亮起，此时读取标尺上的刻度即为水位值。
但是现有的地下水水位测量仪一般不具有水深测量的功能，但是地下水水深也是水文观测的重要指标之一，意味着若要测量水深则需更换测量仪器，过程较为繁琐，测量效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，包括放置架，所述放置架上转动连接有绞线轮，所述绞线轮上绕设有测绳，所述测绳的固定端与所述绞线轮固定；所述放置架上固定安装有第一电机、控制器、显示器，所述第一电机的输出端与所述绞线轮传动连接，所述第一电机、所述显示器均与所述控制器电性连接；所述放置架上滑动连接有轮式计数器，所述测绳的活动端穿过所述轮式计数器固定有水位探头，所述水位探头上固定有水压传感器，所述轮式计数器、所述水位探头、所述水压传感器均与所述控制器电性连接。
优选的，所述放置架上固定连接有安装板，所述安装板底端滑动连接有安装架，所述轮式计数器固定在所述安装架上；所述安装板上开设有长孔，所述安装架与所述长孔对应设置，所述测绳穿过所述长孔与所述轮式计数器配合；所述安装板顶端安装有定位夹，所述定位夹与所述绞线轮限位配合。
优选的，所述安装架上固定有导线筒，所述导线筒内转动连接有两防滑轮，两所述防滑轮沿竖直方向设置，所述测绳依次绕设在两所述防滑轮上，任一所述防滑轮的转轴与所述轮式计数器传动配合。
优选的，所述绞线轮两端均固定有挡板，所述定位夹与任一所述挡板对应设置；所述定位夹包括固定在所述安装板上的第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有驱动杆，所述驱动杆顶端螺纹连接有套筒，所述驱动杆上套设有滑套，所述滑套位于所述套筒的下方，所述滑套底端沿周向等间距固定有若干个固定杆，所述固定杆末端与所述安装板固定连接；所述滑套侧壁上对称铰接有铰接杆，所述铰接杆末端固定连接有夹板；所述套筒侧壁上对称铰接有连接杆，所述连接杆末端与所述铰接杆中部铰接；所述套筒顶端固定有弧形定位板，所述弧形定位板与所述挡板相适配。
优选的，所述弧形定位板顶端与所述夹板靠近所述挡板的一侧均固定连接有防滑垫。
优选的，所述放置架上固定连接有探头放置筒，所述探头放置筒位于所述安装板下方。
优选的，所述测绳活动端固定连接有保护壳，所述保护壳为球形结构，所述保护壳与所述探头放置筒相适配；所述保护壳内侧开设有空腔，所述水位探头、所述水压传感器均固定在所述空腔内，所述保护壳底部和顶部均开设有通孔，所述水位探头与所述保护壳底部的所述通孔对应设置。
优选的，所述保护壳为金属壳，所述保护壳外侧包覆有缓冲垫。
优选的，所述放置架的底部表面固定安装有缓冲垫。
本发明公开了以下技术效果：本发明提供的可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，通过在水位探头上设置水压传感器，可同时实现对地下水水位水深的测量，测量过程不需要更换测量仪器，操作简单便捷，测量效率高。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明地下水水位测量仪的结构示意图；
图2为定位夹展开状态的结构示意图；
图3为定位浮球与测绳夹紧时的状态图；
图4为定位浮球与测绳未夹紧时的状态图；
图5为图1中A的局部放大图；
图6为导线筒的结构示意图；
其中，放置架-1、绞线轮-2、测绳-3、第一电机-4、控制器-5、显示器-6、轮式计数器-7、水位探头-8、水压传感器-9、安装板-10、安装架-11、导线筒-12、防滑轮-13、挡板-14、第二电机-15、驱动杆-16、套筒-17、滑套-18、固定杆-19、铰接杆-20、夹板-21、连接杆-22、弧形定位板-23、探头放置筒-24、保护壳-25、定位浮球-26、定位槽-27、橡胶条-28、调节杆-29、定位块-30、弹簧-31。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，包括放置架1，放置架1上转动连接有绞线轮2，绞线轮2上绕设有测绳3，测绳3的固定端与绞线轮2固定；放置架1上固定安装有第一电机4、控制器5、显示器6，第一电机4的输出端与绞线轮2传动连接，第一电机4、显示器6均与控制器5电性连接；放置架1上滑动连接有轮式计数器7，测绳3的活动端穿过轮式计数器7固定有水位探头8，水位探头8上固定有水压传感器9，轮式计数器7、水位探头8、水压传感器9均与控制器5电性连接。
进一步的，为方便测绳3有绞线轮2上导出，避免在使用时测绳3与地面发生磨损，在放置架1上固定连接有安装板10，安装板10底端滑动连接有安装架11，轮式计数器7固定在安装架11上；安装板10上开设有长孔，安装架11与长孔对应设置，测绳3穿过长孔与轮式计数器7配合；安装板10顶端安装有定位夹，定位夹与绞线轮2限位配合。
进一步的，为提高轮式计数器7计数的精确度，在安装架11上固定有导线筒12，导线筒12内转动连接有两防滑轮13，两防滑轮13沿竖直方向设置，测绳3依次绕设在两防滑轮13上，任一防滑轮13的转轴与轮式计数器7传动配合。
进一步的，为实现及时对绞线轮2进行止停，避免在第一电机4停止驱动后绞线轮2在惯性作用下继续转动，从而提高测量的精确性，在绞线轮2两端均固定有挡板14，定位夹与任一挡板14对应设置；定位夹包括固定在安装板10上的第二电机15，第二电机15的输出端固定连接有驱动杆16，驱动杆16顶端螺纹连接有套筒17，驱动杆16上套设有滑套18，滑套18位于套筒17的下方，滑套18底端沿周向等间距固定有若干个固定杆19，固定杆19末端与安装板10固定连接；滑套18侧壁上对称铰接有铰接杆20，铰接杆20末端固定连接有夹板21；套筒17侧壁上对称铰接有连接杆22，连接杆22末端与铰接杆20中部铰接；套筒17顶端固定有弧形定位板23，弧形定位板23与挡板14相适配。
进一步的，为了避免定位夹与挡板14之间产生相对滑动，在弧形定位板23顶端与夹板21靠近挡板14的一侧均固定连接有防滑垫。
进一步的，为了保护水位探头8在不使用时不被损坏，在放置架1上固定连接有探头放置筒24，探头放置筒24位于安装板10下方。
进一步的，为了装置在使用时能够保护水位探头8及水压传感器9，且不影响水位探头8和水压传感器9的正常工作，在测绳3活动端固定连接有保护壳25，保护壳25为球形结构，保护壳25与探头放置筒24相适配；保护壳25内侧开设有空腔，水位探头8、水压传感器9均固定在空腔内，保护壳25底部和顶部均开设有通孔，水位探头8与保护壳25底部的通孔对应设置。
进一步的，为了避免装置因震动受损，保护壳25为金属壳，在保护壳25外侧包覆有缓冲垫，放置架1的底部表面固定安装有缓冲垫。
本发明提供的可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，在使用时，将测量仪架设在待测位置，然后将水位探头8由探头放置筒24中取出，并使水位探头8与待测位置的孔洞对齐，然后通过控制器5启动第二电机15，使定位夹打开，解除定位夹与挡板14之间的限定，然后在通过控制器5驱动第一电机4，第一电机4驱动绞线轮2进行测绳3的放线，从而在保护壳25自重的作用下下落到待测位置的孔洞内，同时，测绳3在经过导线筒12时，在测绳3与防滑轮13之间的静摩擦作用下，利用测绳3带动防滑轮13转动，防滑轮13通过连接的转轴与轮式计数器7传动配合，从而利用轮式计数器7统计单个防滑轮13所转动的圈数，轮式计数器7将防滑轮13转动的圈数信息传递给控制器5，控制器5根据防滑轮13转动的圈数计算出绞线轮2上测绳3放出的长度，并将放出的测绳3长度通过显示器6进行显示。当水位探头8下降到与地下水接触时，水位探头8将信息传递给控制器5，控制器5根据该信息控制第一电机4停止驱动，使绞线轮2停止测绳3的放线，同时驱动第二电机15，使第二电机15带动驱动杆16转动，滑套18在固定杆19的作用下保持位置不动，在铰接杆20和连接杆22的作用下可以避免套筒17发生转动，进而利用驱动杆16与套筒17的螺纹连接关系使套筒17向上移动，从而使套筒17上的弧形定位板23与挡板14抵接，在套筒17向上移动时，套筒17会带动连接杆22上移，从而在连接杆22的作用下使铰接杆20与驱动杆16之间的夹角变小，从而使铰接杆20上的夹板21与挡板14的侧壁抵接，实现利用夹板21和弧形定位板23对挡板14的定位，避免绞线轮2在惯性作用下继续测绳3的放线，保证对地下水位测量的精确性，当对挡板14进行定位后第二电机15停止工作。此时显示器6所显示的数值即为需要测量的地下水位的数值。
在统计好地下水位的数值后，利用控制器5再次启动第二电机15，并改变第二电机15的旋转方向，在驱动杆16的作用下使套筒17位置下降，进而待动弧形定位板23下降，使弧形定位板23与挡板14分离，同时在套筒17的作用下，挡板14两侧的夹板21分别向两侧展开，夹板21与挡板14分离，解除定位夹与挡板14的限位，定位夹与挡板14解除限位后，第二电机15停止工作，然后启动第一电机4，继续进行测绳3的放线，此时保护壳25进入到地下水体内，水压传感器9受到水压，并将水压信号传递给控制器5，控制器5将水压数值通过显示器6进行显示，当水压数值不发生变化时，此时保护壳25落到水体底部，控制器5控制第一电机4停止工作，并同时驱动第二电机15对挡板14进行限位，控制器5根据轮式计数器7统计的转动圈数计算出水深的数值，同时工作人员根据水压传感器9测量的水压数值，根据计算公式：p＝ρgh，p是压强，ρ是液体密度，水的密度为1×103kg/m3，g是重力加速度取9.8N/kg，h是取压点到液面高度计算出水深，并将两种方式得出的水深数值进行对比，减小计算误差，保证水深测量更加精确。
为了进一步保证水深测量的精确性，减小因地域位置及测量仪器的灵敏度度所带来的误差，在测绳3上套设有定位浮球26，定位浮球26初始位置与保护壳25接触，在定位浮球26两侧对称开设有调节通孔，调节通孔与定位浮球26的测绳3穿过孔连通，在调节通孔内开设有定位槽27，定位槽27内设置有调节件，调节件靠近测绳3穿过孔的一端铰接有橡胶条28；调节件包括滑动连接在调节通孔内的调节杆29，调节杆29上固定套设有定位块30，定位块30滑动连接在定位槽27内，定位槽27内设置有弹簧31，弹簧31套设在调节杆29上，且弹簧31一端与定位块30靠近测绳3的一侧抵接，弹簧31的另一端与定位槽27槽壁抵接，橡胶条28铰接在调节杆29上。
正常状态时，定位块30在弹簧31的作用下远离测绳3，此时两橡胶条28处于紧密接触的状态，且两橡胶条28之间存在一定的夹角，在进行水深测量时，定位浮球26漂浮在水面上，测绳3在保护壳25的自重下与橡胶条28发生滑动摩擦，不会影响到保护壳25的下落，直至保护壳25落到水底，在测量结束后，需要上体保护壳25时，由于定位浮球26的自重小于测绳3与橡胶条28之间的摩擦力，因此定位浮球26在橡胶条28的作用下夹紧测绳3，并随测绳3一起提升，当定位浮球26提升至地面时，记录此时定位浮球26的位置，然后按动定位浮球26两侧的调节杆29，使定位块30向测绳3方向移动，并压缩弹簧31，由于橡胶条28与调节杆29铰接，当调节杆29向测绳3方向移动时，两橡胶条28在自重作用下分离，产生缝隙，从而使测绳3正常穿过定位浮球26，当保护壳25提升到地面后，在人工测量保护壳25到测绳3上所标记的定位浮球26位置之间的距离，即为所测量的水深深度，并结合轮式计数器7及水压传感器9所得到的水深数值进行对比，通过三方验证从而得到更加精确的水深数值。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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，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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，其特征在于，包括放置架(1)，所述放置架(1)上转动连接有绞线轮(2)，所述绞线轮(2)上绕设有测绳(3)，所述测绳(3)的固定端与所述绞线轮(2)固定；所述放置架(1)上固定安装有第一电机(4)、控制器(5)、显示器(6)，所述第一电机(4)的输出端与所述绞线轮(2)传动连接，所述第一电机(4)、所述显示器(6)均与所述控制器(5)电性连接；所述放置架(1)上滑动连接有轮式计数器(7)，所述测绳(3)的活动端穿过所述轮式计数器(7)固定有水位探头(8)，所述水位探头(8)上固定有水压传感器(9)，所述轮式计数器(7)、所述水位探头(8)、所述水压传感器(9)均与所述控制器(5)电性连接；
所述放置架(1)上固定连接有安装板(10)，所述安装板(10)底端滑动连接有安装架(11)，所述轮式计数器(7)固定在所述安装架(11)上；所述安装板(10)上开设有长孔，所述安装架(11)与所述长孔对应设置，所述测绳(3)穿过所述长孔与所述轮式计数器(7)配合；所述安装板(10)顶端安装有定位夹，所述定位夹与所述绞线轮(2)限位配合；
所述绞线轮(2)两端均固定有挡板(14)，所述定位夹与任一所述挡板(14)对应设置；所述定位夹包括固定在所述安装板(10)上的第二电机(15)，所述第二电机(15)的输出端固定连接有驱动杆(16)，所述驱动杆(16)顶端螺纹连接有套筒(17)，所述驱动杆(16)上套设有滑套(18)，所述滑套(18)位于所述套筒(17)的下方，所述滑套(18)底端沿周向等间距固定有若干个固定杆(19)，所述固定杆(19)末端与所述安装板(10)固定连接；所述滑套(18)侧壁上对称铰接有铰接杆(20)，所述铰接杆(20)末端固定连接有夹板(21)；所述套筒(17)侧壁上对称铰接有连接杆(22)，所述连接杆(22)末端与所述铰接杆(20)中部铰接；所述套筒(17)顶端固定有弧形定位板(23)，所述弧形定位板(23)与所述挡板(14)相适配；
在测绳(3)上套设有定位浮球(26)，定位浮球(26)初始位置与保护壳(25)接触，在定位浮球(26)两侧对称开设有调节通孔，调节通孔与定位浮球(26)的测绳(3)穿过孔连通，在调节通孔内开设有定位槽(27)，定位槽(27)内设置有调节件，调节件靠近测绳(3)穿过孔的一端铰接有橡胶条(28)；调节件包括滑动连接在调节通孔内的调节杆(29)，调节杆(29)上固定套设有定位块(30)，定位块(30)滑动连接在定位槽(27)内，定位槽(27)内设置有弹簧(31)，弹簧(31)套设在调节杆(29)上，且弹簧(31)一端与定位块(30)靠近测绳(3)的一侧抵接，弹簧(31)的另一端与定位槽(27)槽壁抵接，橡胶条(28)铰接在调节杆(29)上。
2.根据权利要求1所述的可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，其特征在于，所述安装架(11)上固定有导线筒(12)，所述导线筒(12)内转动连接有两防滑轮(13)，两所述防滑轮(13)沿竖直方向设置，所述测绳(3)依次绕设在两所述防滑轮(13)上，任一所述防滑轮(13)的转轴与所述轮式计数器(7)传动配合。
3.根据权利要求1所述的可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，其特征在于，所述弧形定位板(23)顶端与所述夹板(21)靠近所述挡板(14)的一侧均固定连接有防滑垫。
4.根据权利要求1所述的可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，其特征在于，所述放置架(1)上固定连接有探头放置筒(24)，所述探头放置筒(24)位于所述安装板(10)下方。
5.根据权利要求4所述的可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，其特征在于，所述测绳(3)活动端固定连接有保护壳(25)，所述保护壳(25)为球形结构，所述保护壳(25)与所述探头放置筒(24)相适配；所述保护壳(25)内侧开设有空腔，所述水位探头(8)、所述水压传感器(9)均固定在所述空腔内，所述保护壳(25)底部和顶部均开设有通孔，所述水位探头(8)与所述保护壳(25)底部的所述通孔对应设置。
6.根据权利要求5所述的可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，其特征在于，所述保护壳(25)为金属壳，所述保护壳(25)外侧包覆有缓冲垫。
7.根据权利要求1所述的可同时测量水位水深的地下水水位测量仪，其特征在于，所述放置架(1)的底部表面固定安装有缓冲垫。
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