CN114323193A - 一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置及方法 - Google Patents

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CN114323193A CN202210243723.9A CN202210243723A CN114323193A CN 114323193 A CN114323193 A CN 114323193A CN 202210243723 A CN202210243723 A CN 202210243723A CN 114323193 A CN114323193 A CN 114323193A
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Abstract

本发明涉及水位监测技术领域,具体为一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置及方法,该装置包括设置在地质钻孔内的空心杆和设置在空心杆顶端外侧的固定基板,固定基板用于增加空心杆的稳定性,所述空心杆的底端内侧固定连接有连接板,所述连接板的内侧螺旋连接有限位杆,所述限位杆平行设置在空心杆的内侧,所述空心杆的顶端外侧设置有防护模块,所述限位杆的外侧设置有浮块自调节模块,所述浮块自调节模块的内侧设置有水位变化监测模块,所述防护模块包括防护罩,用于防止碎石由空心杆顶端的落入。

Description

一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置及方法
技术领域
本发明涉及水位监测技术领域,具体为一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置及方法。
背景技术
在露天矿区等距离城市较远的地区,人们很难做到频繁的对钻孔处水位变化的探查,设置在露天外矿处的钻孔水位监测装置很容易因为岩石的掉落被掩盖或破坏,导致无法正确对水位进行监测。
无线电波能够作为一种信息运载工具,利用它来传递各种信号,目前的水位监测装置往往是向水中投入压力式水位传感器进行实时监测,压力式水位传感器需要沉浸在水的深处,并且需要固定设置,还存在着一些问题,第一个问题为,随着水位的变化,当水位低于压力式水位传感器时,将无法实现对水位的检测,第二个问题为,压力式水位传感器的测量与水的密度息息相关,但是水的密度可能会随着季节、蒸发、溶解度的变化、水的交汇等而出现变化,从而造成监测不准确的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置及方法,以解决上述背景技术中提出的在露天矿区等距离城市较远的地区,监测信息不及时、监测误差率大的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置,包括设置在地质钻孔内的空心杆和设置在空心杆顶端外侧的固定基板,固定基板用于增加空心杆的稳定性,所述空心杆的底端内侧固定连接有连接板,连接板起到用于限位杆固定的作用,所述连接板的内侧螺旋连接有限位杆,所述限位杆平行设置在空心杆的内侧,所述空心杆的顶端外侧设置有防护模块,所述限位杆的外侧设置有浮块自调节模块,所述浮块自调节模块的内侧设置有水位变化监测模块。
所述防护模块包括防护罩用于防止碎石由空心杆顶端的落入,所述防护罩转动设置在空心杆的顶端外侧,所述防护罩呈锥形状设置,且开口由下到上逐渐变小,所述防护罩的外侧均匀的设置有凸起部,任意两个相邻的凸起部之间设置有凹陷部,所述凸起部的截面呈等腰三角形设置,所述凸起部的一侧设置有倾斜部,在这种设置下,防护罩的锥形状设置和凸起部外侧的斜边在受到碎石冲击时,能够对碎石起到缓冲的作用,在碎石沿着防护罩的锥形状设置和凸起部的外侧斜边滚动上升后,随着冲击势能的消失,在重力的作用下,碎石会向防护罩的外侧滑动,同时的,随着碎石撞击在凸起部的外侧斜边,使防护罩存在转动的偏转力,这种偏转力能够进一步将防护罩边缘的碎石转离。
所述浮块自调节模块用于跟随水位的变化自动调整浮块在空心杆内的高度,所述浮块自调节模块包括浮块、拉绳和限位杆上均匀设置的定位卡槽,所述浮块呈圆环状设置,所述浮块能够跟随水位的变化进行阶段性的调整, 浮块呈圆环状设置,中心处开设有孔槽,用于放置和连接检测杆,所述拉绳暴露在浮块外侧的长度为检测杆长度的一半。
所述水位变化监测模块用于实现对水位变化的监测,所述水位变化监测模块包括设置在浮块内侧的蓄电池、调频发射机、高频发射机、电流感应模块和检测杆,所述检测杆的中央位置处与浮块的中心内侧固定连接,所述检测杆的内侧固定连接有垂直设置的绕匝电阻丝,所述检测杆的内侧设置有弹性隔水膜,所述弹性隔水膜靠向检测杆的内侧一端固定连接有贴合片,当水越过弹性隔水膜之后,弹性隔水膜在水压的作用下会出现形变,这种形变会带动贴合片向绕匝电阻丝处靠拢,所述贴合片由金属材质制成,所述蓄电池、贴合片、绕匝电阻丝和电流感应模块之间构成闭合电路,所述弹性隔水膜能够跟随水位的变化产生形变带动贴合片贴近绕匝电阻丝从而产生包含水位波动信息的电流信号,在这种设置下,随着水位的升高或者降低,贴合片与绕匝电阻丝的贴合长度会出现增加或减少,当贴合长度增加之后,绕匝电阻丝在闭合电路中的长度会减小,闭合电路中的电流会增大,当贴合长度减小之后,绕匝电阻丝在闭合电路中的长度会增加,闭合电路中的电流会减小,从而将水位的变化转变为电流的变化。
进一步的,所述浮块自调节模块包括卡合固定模块、升降脱离模块和复位等待模块,所述卡合固定模块包括滑槽,所述滑槽的内侧滑动设置有卡块,所述滑槽的内侧设置有弹簧,所述弹簧的两端分别与卡块的一端和滑槽的内侧固定连接,所述卡块能够朝向滑槽的外侧运动并进入到定位卡槽的内侧实现对浮块高度的固定,在这种设置下,浮块在限位杆的表面滑动时,当卡块与定位卡槽平行时,卡块会在弹簧的作用下进入到定位卡槽的内侧,实现对浮块高度的固定。
进一步的,所述升降脱离模块包括滑腔,所述滑腔的内侧滑动连接有滑块,所述滑块的中央位置处固定连接有牵引绳,所述牵引绳的另一端与卡块的一端固定连接,在这种设置下,当滑块向上或向下运动时,滑块均会拉动卡块脱离定位卡槽的内侧,所述升降脱离模块还包括浮球,所述浮球的内侧与限位杆的外侧滑动连接,所述重力环的密度略小于标准水的密度,所述重力环和浮球分别通过拉绳与滑块的底端和顶端固定连接,在这种设置下,当水位上升到检测杆的顶端上侧位置之后,浮球能够通过拉绳将卡块拉出定位卡槽的内侧,浮块会上升,当水位下降到检测杆的底端下侧位置之后,重力环能够通过拉绳将卡块拉出定位卡槽的内侧,浮块会下降。
进一步的,所述复位等待模块包括油腔,为了保证在卡块拉出定位卡槽的内侧后,浮块在卡块向定位卡槽复位的过程中能够及时到达水位的高度,本发明设置了复位等待模块,所述油腔的上下两端分别与滑腔的顶端和底端相连通,所述油腔的内侧填充有液压油,所述油腔的内侧固定连接有若干个阻隔板,所述阻隔板的内侧开设有阻隔孔,在这种设置下,可以减缓卡块的复位速度,延长浮块到达真实水位的时间,在卡块复位的过程中,滑块会向油腔的中间位置处移动,在移动的过程中,油会穿过阻隔板,阻隔板上设置的阻隔孔能够通过限制流速和流量对滑块的移动实现延迟,起到延迟复位的作用。
进一步的,所述限位杆的底端固定连接有拨块,在这种设置下,当限位杆螺旋松开之后,能够通过拨块对浮块进行回收。
进一步的,所述固定基板的顶端还固定连接有风力驱动模块,所述风力驱动模块包括迎风螺旋桨和减速机,螺旋桨的输出端与减速机的输入端相连接,所述风力驱动模块的输出端能够带动防护罩进行转动,减速机起到增加扭矩的作用,将边缘的碎石转离。
一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置的使用方法,其步骤在于:
步骤一:将限位杆螺旋深入到连接板的内侧,实现对限位杆的固定;
步骤二:将浮块和浮球穿过限位杆的外侧并松开,在重力的作用下,浮块落到水面内侧,并漂浮在水面上;
步骤三:检测杆处于水中,随着水位的改变,闭环电路中的电流出现变化,含有水位变化信息的电流信号会通过调频发射机、高频发射机和天线发射出去,由无线电接收终端进行接受读取,实现对水位的监测;
步骤四:当水位出现下降或上涨超过检测杆的测量行程之后,浮块自调节模块会改变浮块的位置,使浮块再次回到新的水位上并实现对浮块的固定。
与现有技术相比,本发明通过设置的防护模块能够有效避免碎石的落入,所述防护模块包括防护罩,用于防止碎石由空心杆顶端的落入,所述防护罩转动设置在空心杆的顶端外侧,所述防护罩呈锥形状设置,且开口由下到上逐渐变小,所述防护罩的外侧均匀的设置有凸起部,任意两个相邻的凸起部之间设置有凹陷部,所述凸起部的截面呈等腰三角形设置,在这种设置下,防护罩的锥形状设置和凸起部外侧的斜边在受到碎石冲击时,能够对碎石起到缓冲的作用,在碎石沿着防护罩的锥形状设置和凸起部的外侧斜边滚动上升后,随着冲击势能的消失,在重力的作用下,碎石会向防护罩的外侧滑动,同时的,随着碎石撞击在凸起部的外侧斜边,防护罩存在转动的偏转力,这种偏转力能够进一步将防护罩边缘的碎石转离,所述固定基板的顶端还固定连接有风力驱动模块,所述风力驱动模块包括迎风螺旋桨和减速机,螺旋桨的输出端与减速机的输入端相连接,所述风力驱动模块的输出端能够带动防护罩进行转动。
与现有技术相比,本发明通过设置的水位变化监测模块,能够实现对水位变化的监测,且不受水密度变化带来的影响,当水越过弹性隔水膜之后,弹性隔水膜在水压的作用下会出现形变,这种形变会带动贴合片向绕匝电阻丝处靠拢,所述贴合片由金属材质制成,所述蓄电池、贴合片、绕匝电阻丝和电流感应模块之间构成闭合电路,所述弹性隔水膜能够跟随水位的变化产生形变带动贴合片贴近绕匝电阻丝,从而产生包含水位波动信息的电流信号,在这种设置下,随着水位的升高或者降低,贴合片与绕匝电阻丝的贴合长度会出现增加或减少,当贴合长度增加之后,绕匝电阻丝在闭合电路中的长度会减小,闭合电路中的电流会增大,当贴合长度减小之后,绕匝电阻丝在闭合电路中的长度会增加,闭合电路中的电流会减小,从而将水位的变化转变为电流的变化。
与现有技术相比,本发明通过设置的浮块自调节模块能够实现对浮块位置的自动调整,实现对水位的长期监测,包括卡合固定模块、升降脱离模块和复位等待模块,当滑块向上或向下运动时,滑块均会拉动卡块脱离定位卡槽的内侧,当水位上升到检测杆的顶端上侧位置之后,浮球能够通过拉绳将卡块拉出定位卡槽的内侧,浮块会上升,当水位下降到检测杆的底端下侧位置之后,重力环能够通过拉绳将卡块拉出定位卡槽的内侧,浮块会下降,为了保证在卡块拉出定位卡槽的内侧后,浮块在卡块向定位卡槽复位的过程中能够及时到达水位的高度,本发明设置了复位等待模块,可以减缓卡块的复位速度,延长浮块到达真实水位的时间,在卡块复位的过程中,滑块会向油腔的中间位置处移动,在移动的过程中,油会穿过阻隔板,阻隔板上设置的阻隔孔能够通过限制流速和流量对滑块的移动实现延迟,起到延迟复位的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对本发明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为本发明的整体安装结构示意图;
图2为本发明浮块处的内部安装结构示意图;
图3为本发明检测杆处的内部安装结构示意图;
图4为本发明图2中的A处安装结构示意图;
图5为本发明浮块处的俯视剖视安装结构示意图;
图6为本发明阻隔板处的内部安装结构示意图;
图7为本发明防护罩处的外观结构示意图;
图8为本发明水位监测工作的流程框图。
图中:1、空心杆;2、连接板;3、限位杆;3a、定位卡槽;4、拨块;5、检测杆;6、弹性隔水膜;7、浮块;8、重力环;9、拉绳;10、防护罩;10a、凸起部;10b、凹陷部;11、固定基板;12、浮球;13、倾斜部;14、滑块;15、贴合片;16、绕匝电阻丝;17、调频发射机;18、蓄电池;19、高频发射机;20、天线;21、电流感应模块;22、油腔;23、阻隔板;23a、阻隔孔;24、滑腔;25、滑槽;26、牵引绳;27、弹簧;28、卡块;29、风力驱动模块;30、迎风螺旋桨;31、减速机。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明,其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制,基于本发明中的具体实施方式,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具体实施方式,都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-8,本发明提供一种技术方案:一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置,包括设置在地质钻孔内的空心杆1和设置在空心杆1顶端外侧的固定基板11,固定基板11用于增加空心杆1的稳定性,空心杆1的底端内侧固定连接有连接板2,连接板2起到用于限位杆3固定的作用,连接板2的内侧螺旋连接有限位杆3,限位杆3平行设置在空心杆1的内侧,限位杆3的外侧设置有浮块自调节模块,浮块自调节模块的内侧设置有水位变化监测模块。
水位变化监测模块用于实现对水位变化的监测,水位变化监测模块包括设置在浮块7内侧的蓄电池18、调频发射机17、高频发射机19、电流感应模块21和检测杆5,检测杆5的中央位置处与浮块7的中心内侧固定连接,检测杆5的内侧固定连接有垂直设置的绕匝电阻丝16,检测杆5的内侧设置有弹性隔水膜6,弹性隔水膜6靠向检测杆5的内侧一端固定连接有贴合片15,当水越过弹性隔水膜6之后,弹性隔水膜6在水压的作用下会出现形变,这种形变会带动贴合片15向绕匝电阻丝16处靠拢,贴合片15由金属材质制成,蓄电池18、贴合片15、绕匝电阻丝16和电流感应模块21之间构成闭合电路,弹性隔水膜6能够跟随水位的变化产生形变带动贴合片15贴近绕匝电阻丝16从而产生包含水位波动信息的电流信号,在这种设置下,随着水位的升高或者降低,贴合片15与绕匝电阻丝16的贴合长度会出现增加或减少,当贴合长度增加之后,绕匝电阻丝16在闭合电路中的长度会减小,闭合电路中的电流会增大,当贴合长度减小之后,绕匝电阻丝16在闭合电路中的长度会增加,闭合电路中的电流会减小,从而将水位的变化转变为电流的变化。
通过采用上述技术方案,通过设置的水位变化监测模块能够实现对水位变化的监测,且不受水密度变化带来的影响,当水越过弹性隔水膜6之后,弹性隔水膜6在水压的作用下会出现形变,这种形变会带动贴合片15向绕匝电阻丝16处靠拢,贴合片15由金属材质制成,蓄电池18、贴合片15、绕匝电阻丝16和电流感应模块21之间构成闭合电路,弹性隔水膜6能够跟随水位的变化产生形变带动贴合片15贴近绕匝电阻丝16从而产生包含水位波动信息的电流信号,在这种设置下,随着水位的升高或者降低,贴合片15与绕匝电阻丝16的贴合长度会出现增加或减少,当贴合长度增加之后,绕匝电阻丝16在闭合电路中的长度会减小,闭合电路中的电流会增大,当贴合长度减小之后,绕匝电阻丝16在闭合电路中的长度会增加,闭合电路中的电流会减小,从而将水位的变化转变为电流的变化。
实施例2
请参阅图1-8,本发明提供一种技术方案:
本实施例与实施例1中相似的部分不再赘述,不同之处在于:一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置,包括设置在地质钻孔内的空心杆1和设置在空心杆1顶端外侧的固定基板11,固定基板11用于增加空心杆1的稳定性,空心杆1的底端内侧固定连接有连接板2,连接板2起到用于限位杆3固定的作用,连接板2的内侧螺旋连接有限位杆3,限位杆3平行设置在空心杆1的内侧,空心杆1的顶端外侧设置有防护模块。
防护模块包括防护罩10用于防止碎石由空心杆1顶端的落入,防护罩10转动设置在空心杆1的顶端外侧,防护罩10呈锥形状设置,且开口由下到上逐渐变小,防护罩10的外侧均匀的设置有凸起部10a,任意两个相邻的凸起部10a之间设置有凹陷部10b,凸起部10a的截面呈等腰三角形设置,所述凸起部的一侧设置有倾斜部13,在这种设置下,防护罩10的锥形状设置和凸起部10a外侧的斜边在受到碎石冲击时,能够对碎石起到缓冲的作用,在碎石沿着防护罩10的锥形状设置和凸起部10a的外侧斜边滚动上升后,随着冲击势能的消失,在重力的作用下,碎石会向防护罩10的外侧滑动,同时的,随着碎石撞击在凸起部10a的外侧斜边,防护罩10存在转动的偏转力,这种偏转力能够进一步将防护罩10边缘的碎石转离。
具体的,所述限位杆3的底端固定连接有拨块4,在这种设置下,当限位杆3螺旋松开之后,能够通过拨块4对浮块进行回收。
具体的,固定基板11的顶端还固定连接有风力驱动模块29,风力驱动模块29包括迎风螺旋桨30和减速机31,迎风螺旋桨30的输出端与减速机31的输入端相连接,风力驱动模块29的输出端能够带动防护罩10进行转动。
通过采用上述技术方案,通过设置的防护模块能够有效避免碎石的落入,防护模块包括防护罩10,用于防止碎石由空心杆1顶端的落入,防护罩10转动设置在空心杆1的顶端外侧,防护罩10呈锥形状设置,且开口由下到上逐渐变小,防护罩10的外侧均匀的设置有凸起部10a,任意两个相邻的凸起部10a之间设置有凹陷部10b,凸起部10a的截面呈等腰三角形设置,在这种设置下,防护罩10的锥形状设置和凸起部10a外侧的斜边在受到碎石冲击时,能够对碎石起到缓冲的作用,在碎石沿着防护罩10的锥形状设置和凸起部10a的外侧斜边滚动上升后,随着冲击势能的消失,在重力的作用下,碎石会向防护罩10的外侧滑动,同时的,随着碎石撞击在凸起部10a的外侧斜边,防护罩10存在转动的偏转力,这种偏转力能够进一步将防护罩10边缘的碎石转离,固定基板11的顶端还固定连接有风力驱动模块29,风力驱动模块29包括迎风螺旋桨30和减速机31,迎风螺旋桨30的输出端与减速机31的输入端相连接,风力驱动模块29的输出端能够带动防护罩10进行转动。
实施例3
请参阅图1-8,本发明提供一种技术方案:
本实施例与实施例1中相似的部分不再赘述,不同之处在于:
浮块自调节模块,用于跟随水位的变化自动调整浮块7在空心杆1内的高度,浮块自调节模块包括浮块7、拉绳9和限位杆3上均匀设置的定位卡槽3a,浮块7呈圆环状设置,浮块7能够跟随水位的变化进行阶段性的调整, 浮块7呈圆环状设置,中心处开设有孔槽,用于放置和连接检测杆5,拉绳9暴露在浮块7外侧的长度为检测杆5长度的一半。
具体的,浮块自调节模块包括卡合固定模块、升降脱离模块和复位等待模块,卡合固定模块包括滑槽25,滑槽25的内侧滑动设置有卡块28,滑槽25的内侧设置有弹簧27,弹簧27的两端分别与卡块28的一端和滑槽25的内侧固定连接,卡块28能够朝向滑槽25的外侧运动并进入到定位卡槽3a的内侧实现对浮块7高度的固定,在这种设置下,浮块7在限位杆3的表面滑动时,当卡块28与定位卡槽3a平行时,卡块28会在弹簧27的作用下进入到定位卡槽3a的内侧。
具体的,升降脱离模块包括滑腔24,滑腔24的内侧滑动连接有滑块14,滑块14的中央位置处固定连接有牵引绳26,牵引绳26的另一端与卡块28的一端固定连接,在这种设置下,当滑块14向上或向下运动时,滑块14均会拉动卡块28脱离定位卡槽3a的内侧,升降脱离模块还包括浮球12,浮球12的内侧与限位杆3的外侧滑动连接,重力环8的密度略小于标准水的密度,重力环8和浮球12分别通过拉绳9与滑块14的底端和顶端固定连接,在这种设置下,当水位上升到检测杆5的顶端上侧位置之后,浮球12能够通过拉绳9将卡块28拉出定位卡槽3a的内侧,浮块7会上升,当水位下降到检测杆5的底端下侧位置之后,重力环8能够通过拉绳9将卡块28拉出定位卡槽3a的内侧,浮块7会下降。
具体的,复位等待模块包括油腔22,为了保证在卡块28拉出定位卡槽3a的内侧后,浮块7在卡块28向定位卡槽3a复位的过程中能够及时到达水位的高度,本发明设置了复位等待模块,油腔22的上下两端分别与滑腔24的顶端和底端相连通,油腔22的内侧填充有液压油,油腔22的内侧固定连接有若干个阻隔板23,阻隔板23的内侧开设有阻隔孔23a,在这种设置下,可以减缓卡块28的复位速度,延长浮块7到达真实水位的时间,在卡块28复位的过程中,滑块14会向油腔22的中间位置处移动,在移动的过程中,油会穿过阻隔板23,阻隔板23上设置的阻隔孔23a能够通过限制流速和流量对滑块14的移动实现延迟,起到延迟复位的作用。
通过采用上述技术方案:通过设置的浮块自调节模块能够实现对浮块位置的自动调整,实现对水位的长期监测,包括卡合固定模块、升降脱离模块和复位等待模块,当滑块14向上或向下运动时,滑块14均会拉动卡块28脱离定位卡槽3a的内侧,当水位上升到检测杆5的顶端上侧位置之后,浮球12能够通过拉绳9将卡块28拉出定位卡槽3a的内侧,浮块7会上升,当水位下降到检测杆5的底端下侧位置之后,重力环8能够通过拉绳9将卡块28拉出定位卡槽3a的内侧,浮块7会下降,为了保证在卡块28拉出定位卡槽3a的内侧后,浮块7在卡块28向定位卡槽3a复位的过程中能够及时到达水位的高度,本发明设置了复位等待模块,可以减缓卡块28的复位速度,延长浮块7到达真实水位的时间,在卡块28复位的过程中,滑块14会向油腔22的中间位置处移动,在移动的过程中,油会穿过阻隔板23,阻隔板23上设置的阻隔孔23a能够通过限制流速和流量实现对滑块14的移动的延迟,起到延迟复位的作用。
需要说明的是,本发明为一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置,该装置的工作方法如下
步骤一:将限位杆3螺旋深入到连接板2的内侧,实现对限位杆3的固定;
步骤二:将浮块7和浮球12穿过限位杆3的外侧并松开,在重力的作用下,浮块7落到水面内侧,并漂浮在水面上;
步骤三:检测杆5处于水中,随着水位的改变,闭环电路中的电流出现变化,含有水位变化信息的电流信号会通过调频发射机17、高频发射机19和天线20发射出去,由无线电接收终端进行接受读取,实现对水位的监测;
步骤四:当水位出现下降或上涨超过检测杆5的测量行程之后,浮块7自调节模块会改变浮块7的位置,使浮块7再次回到新的水位上并实现对浮块7的固定。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进、润饰或变化,也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置,包括设置在地质钻孔内的空心杆和设置在空心杆顶端外侧的固定基板,其特征在于:所述空心杆的底端内侧固定连接有连接板,所述连接板的内侧螺旋连接有限位杆,所述限位杆平行设置在空心杆的内侧,所述空心杆的顶端外侧设置有防护模块,所述限位杆的外侧设置有浮块自调节模块,所述浮块自调节模块的内侧设置有水位变化监测模块;
所述防护模块包括防护罩,用于防止碎石由空心杆顶端的落入,所述防护罩转动设置在空心杆的顶端外侧,所述防护罩呈锥形状设置,且开口由下到上逐渐变小,所述防护罩的外侧均匀的设置有凸起部,任意两个相邻的凸起部之间设置有凹陷部,所述凸起部的截面呈等腰三角形设置,所述凸起部的一侧设置有倾斜部;
所述水位变化监测模块包括设置在浮块内侧的蓄电池、调频发射机、高频发射机、电流感应模块和检测杆,所述检测杆的中央位置处与浮块的中心内侧固定连接,所述检测杆的内侧固定连接有垂直设置的绕匝电阻丝,所述检测杆的内侧设置有弹性隔水膜,所述弹性隔水膜靠向检测杆的内侧一端固定连接有贴合片,所述贴合片由金属材质制成,所述蓄电池、贴合片、绕匝电阻丝和电流感应模块之间构成闭合电路,所述弹性隔水膜能够跟随水位的变化产生形变带动贴合片贴近绕匝电阻丝从而产生包含水位波动信息的电流信号,所述水位变化监测模块用于实现对水位变化的监测;
所述浮块自调节模块包括浮块、拉绳和限位杆上均匀设置的定位卡槽,所述浮块呈圆环状设置,所述浮块能够跟随水位的变化进行阶段性的调整,所述拉绳暴露在浮块外侧的长度为检测杆长度的一半,所述浮块自调节模块用于跟随水位的变化自动调整浮块在空心杆内的高度。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置,其特征在于:所述浮块自调节模块包括卡合固定模块、升降脱离模块和复位等待模块,所述卡合固定模块包括滑槽,所述滑槽的内侧滑动设置有卡块,所述滑槽的内侧设置有弹簧,所述弹簧的两端分别与卡块的一端和滑槽的内侧固定连接,所述卡块能够朝向滑槽的外侧运动并进入到定位卡槽的内侧实现对浮块高度的固定。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置,其特征在于:所述升降脱离模块包括滑腔,所述滑腔的内侧滑动连接有滑块,所述滑块的中央位置处固定连接有牵引绳,所述牵引绳的另一端与卡块的一端固定连接,所述升降脱离模块还包括浮球,所述浮球的内侧与限位杆的外侧滑动连接,重力环的密度略小于标准水的密度,所述重力环和浮球分别通过拉绳与滑块的底端和顶端固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置,其特征在于:所述复位等待模块包括油腔,所述油腔的上下两端分别与滑腔的顶端和底端相连通,所述油腔的内侧填充有液压油,所述油腔的内侧固定连接有若干个阻隔板,所述阻隔板的内侧开设有阻隔孔。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置,其特征在于:所述限位杆的底端固定连接有拨块。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置,其特征在于:所述固定基板的顶端还固定连接有风力驱动模块,所述风力驱动模块包括迎风螺旋桨和减速机,螺旋桨的输出端与减速机的输入端相连接,所述风力驱动模块的输出端能够带动防护罩进行转动。
7.一种如权利要求1所述的基于无线电的水文地质钻孔水位监测装置的使用方法,其特征在于,其步骤在于:
步骤一:将限位杆螺旋深入到连接板的内侧,实现对限位杆的固定;
步骤二:将浮块和浮球穿过限位杆的外侧并松开,在重力的作用下,浮块落到水面内侧,并漂浮在水面上;
步骤三:检测杆处于水中,随着水位的改变,闭环电路中的电流出现变化,含有水位变化信息的电流信号会通过调频发射机、高频发射机和天线发射出去,由无线电接收终端进行接受读取,实现对水位的监测;
步骤四:当水位出现下降或上涨超过检测杆的测量行程之后,浮块自调节模块会改变浮块的位置,使浮块再次回到新的水位上并实现对浮块的固定。
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