CN115824359B - 一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水位测量技术领域，具体是一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置，包括基准板，所述基准板的顶部设置有放绳组件，所述放绳组件内设置有放卷绳，所述放卷绳内置有光纤电线，所述基准板的顶部开设有通孔，所述放卷绳位于通孔内，还包括：测量组件，所述测量组件包括空心杆、电动螺旋桨和实心球，本发明通过自锁电机输出轴带动收放辊进行转动，将放卷绳放出，当测量组件内的水位传感器与水接触，电动螺旋桨工作，向下拉直放卷绳，从而使放卷绳保持时刻张紧，保证放卷绳垂直设置，保证读数精准，提高测量的准确度，从而防止长绳产生倾斜，从而使读数不准确，影响观测结果的情况发生。

Description

一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置

技术领域

本发明涉及水位测量技术领域，具体是一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置。

背景技术

水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律、地下水的物理性质和化学成分、地下水资源及其合理利用、地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等，在观察地下水水位的时候需要用到专用的观测装置。

然而现有的观测装置大多是用长绳将浮板下放到钻井中，当水位传感器接触到地下水表面时，计算长绳下方的长度，从而得出地下水到地面的距离，在实际使用时，地下水在进行流动情况下，会推动水位传感器进行移动，从而长绳产生倾斜，从而使读数不准确，影响观测结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置，包括基准板，所述基准板的顶部设置有放绳组件，所述放绳组件内设置有放卷绳，所述放卷绳内置有光纤电线，所述基准板的顶部开设有通孔，所述放卷绳位于通孔内，还包括：

测量组件，所述测量组件包括空心杆、电动螺旋桨和实心球，所述空心杆的顶端和放卷绳底端之间设置有用于固定两者的第一连接支架，所述空心杆的底端和电动螺旋桨之间设置用于固定两者的第二连接支架，所述实心球和电动螺旋桨之间设置用于固定两者的第三连接支架；

其中，所述空心杆外侧壁设有镂空区域，所述镂空区域内安装有水位传感器；

所述电动螺旋桨以及水位传感器均与放卷绳内的光纤电线建立电性连接。

优选的，所述测量组件还包括误差组件，所述误差组件包括滚珠滑套、浮板、从动板、从动杆、电流位移转换器、限位环板以及滑动电阻，所述空心杆的顶端开设有滑孔，所述从动杆滑动安装有滑孔内，所述从动板与从动杆的顶端固定，所述滑动电阻设置在空心杆内，所述从动杆的一端与滑动电阻的滑片固定，所述滚珠滑套滑动套设在空心杆上，所述浮板固定在滚珠滑套外侧壁上，所述限位环板固定在空心杆上且位于浮板的下方，所述浮板和从动板之间设置多个用于固定两者的连接杆，所述电流位移转换器固定在空心杆内，所述电流位移转换器与滑动电阻之间建立电性连接。

优选的，所述放绳组件包括两个支撑板，两个所述支撑板均固定在基准板上，两个所述支撑板共同转动连接有一个收放辊，其中一个所述支撑板的上固定有自锁电机，所述自锁电机的一端与收放辊的一端同轴固定，所述放卷绳的一端固定在收放辊上。

优选的，两个所述支撑板共同转动连接有一个支撑辊，所述支撑辊固定有两个与其同轴设置的中间轮，两个所述支撑板上外壁均开设有矩形口，所述矩形口内固定有竖直设置的导向杆，所述导向杆套设有移动块，两个所述移动块之间固定有横杆，所述横杆外侧壁通过轴承转动连接有槽轮，所述导向杆上套设有拉簧，所述拉簧的两端分别与移动块的顶部以及矩形口的顶部相固定，所述放卷绳绕过槽轮的槽口顶部以及支撑辊的底部，且所述放卷绳位于两个中间轮之间。

优选的，两个所述中间轮内均开设有绕其中心轴呈等距离环形分布的凹槽，所述凹槽内滑动设置夹紧块，所述凹槽内设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与夹紧块和凹槽相固定。

优选的，其中一个所述支撑板外壁固定有轮式计米器，所述轮式计米器的输出轴与支撑辊的一端同轴固定，所述支撑板的一侧外壁固定有显示器，所述电流位移转换器和轮式计米器均与显示器建立电性连接。

优选的，两个所述支撑板之间设置有垂直度检测组件，所述垂直度检测组件包括球关节筒以及套设在球关节筒上的第二球头轴承，所述第二球头轴承与两个支撑板之间设置有用于相互固定的固定杆，所述球关节筒的外壁固定有倾角传感器，所述基准板的顶部固定有警报器，所述倾角传感器与警报器建立电性连接，所述球关节筒套设在放卷绳上。

优选的，所述基准板的底部四个拐角处均设置有可调节支撑腿，所述可调节支撑腿包括固定在基准板上的螺纹杆以及通过螺纹连接在螺纹杆上的内螺纹筒。

优选的，所述螺纹杆的底端固定有第一球头轴承，所述第一球头轴承内安装有球头杆，所述球头杆上固定有接触板。

本发明通过改进在此提供一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明通过自锁电机输出轴带动收放辊进行转动，将放卷绳放出，当测量组件内的水位传感器与水接触，电动螺旋桨工作，向下拉直放卷绳，从而使放卷绳保持时刻张紧，保证放卷绳垂直设置，保证读数精准；

其二：本发明通过设置有夹紧块、弹簧以及轮式计米器，放卷绳通过摩擦带动夹紧块进行传动运动，夹紧块带动中间轮进行转动，这样可以防止两者打滑，中间轮带动支撑辊进行转动，支撑辊带动轮式计米器的输出轴进行转动，轮式计米器进行计数并通过显示器进行显示，这样不用人工读数，从而保证读数准确性；

其三；本发明通过设置有误差组件，浮板受到水面浮力上移，浮板带动的从动杆上移，从动杆带动滑动电阻的滑片进行移动，从而改变电路大小，电流位移转换器将电流变化转变成位移变化，位移变化在显示器上进行显示，从而实际水位：

，由此可知，采用上述方式可以提高测量的准确度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1是本发明的整体第一视角立体结构示意图；

图2是本发明的整体局部结构示意图；

图3是图2的A处放大结构示意图；

图4是本发明的放绳组件侧剖视图；

图5是本发明的中间轮内部结构示意图；

图6是本发明的测量组件第一视角结构示意图；

图7是本发明的测量组件第二视角结构示意图；

图8是本发明的空心杆侧剖视图。

附图标记说明：

1、基准板；

2、放绳组件；201、支撑板；202、移动块；203、槽轮；204、中间轮；205、收放辊；206、自锁电机；207、弹簧；208、支撑辊；209、夹紧块；210、导向杆；211、拉簧；

3、可调节支撑腿；301、内螺纹筒；302、螺纹杆；303、接触板；304、球头杆；305、第一球头轴承；

4、放卷绳；

5、测量组件；501、空心杆；502、滚珠滑套；503、从动板；504、浮板；505、第一连接支架；506、连接杆；507、电动螺旋桨；508、第二连接支架；509、第三连接支架；510、实心球；511、限位环板；512、水位传感器；513、从动杆；514、电流位移转换器；515、滑动电阻；516、滑片；

6、显示器；

7、垂直度检测组件；701、固定杆；702、第二球头轴承；703、球关节筒；704、倾角传感器；

8、轮式计米器；

9、警报器。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，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。

本发明通过改进在此提供一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置，本发明的技术方案是：

如图1-图8所示，一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置，包括基准板1，基准板1的顶部设置有放绳组件2，放绳组件2内设置有放卷绳4，放卷绳4内置有光纤电线，基准板1的顶部开设有通孔，放卷绳4位于通孔内，还包括：

测量组件5，测量组件5包括空心杆501、电动螺旋桨507和实心球510，空心杆501的顶端和放卷绳4底端之间设置有用于固定两者的第一连接支架505，空心杆501的底端和电动螺旋桨507之间设置用于固定两者的第二连接支架508，实心球510和电动螺旋桨507之间设置用于固定两者的第三连接支架509；

其中，空心杆501外侧壁设有镂空区域，镂空区域内安装有水位传感器512；

电动螺旋桨507以及水位传感器512均与放卷绳4内的光纤电线建立电性连接。

进一步的，测量组件5还包括误差组件，误差组件包括滚珠滑套502、浮板504、从动板503、从动杆513、电流位移转换器514、限位环板511以及滑动电阻515，空心杆501的顶端开设有滑孔，从动杆513滑动安装有滑孔内，从动板503与从动杆513的顶端固定，滑动电阻515设置在空心杆501内，从动杆513的一端与滑动电阻515的滑片516固定，滚珠滑套502滑动套设在空心杆501上，浮板504固定在滚珠滑套502外侧壁上，限位环板511固定在空心杆501上且位于浮板504的下方，浮板504和从动板503之间设置多个用于固定两者的连接杆506，电流位移转换器514固定在空心杆501内，电流位移转换器514与滑动电阻515之间建立电性连接（电流位移转换器514、蓄电池（未画出）以及电流位移转换器514串联在一起），浮板504受到水面浮力上移，浮板504带动的从动杆513上移，从动杆513带动滑动电阻515的滑片进行移动，从而改变电路大小，电流位移转换器514将电流变化转变成位移变化，位移变化在显示器6上进行显示。

进一步的，放绳组件2包括两个支撑板201，两个支撑板201均固定在基准板1上，两个支撑板201共同转动连接有一个收放辊205，其中一个支撑板201上固定有自锁电机206，自锁电机206的一端与收放辊205的一端同轴固定，放卷绳4的一端固定在收放辊205上。

进一步的，两个支撑板201共同转动连接有一个支撑辊208，支撑辊208固定有两个与其同轴设置的中间轮204，两个支撑板201上有矩形口，矩形口内固定有竖直设置的导向杆210，导向杆210套设有移动块202，两个移动块202之间固定有横杆，横杆外侧壁通过轴承转动连接有槽轮203，槽轮203的槽口位于两个中间轮204之间，导向杆210上套设有拉簧211，拉簧211的两端分别与移动块202的顶部以及矩形口的顶部相固定，放卷绳4绕过槽轮203的槽口顶部以及支撑辊208的底部，且放卷绳4位于两个中间轮204之间，拉簧被拉长，使放卷绳4紧贴槽轮203以及支撑辊208上，从而保证放卷绳4张紧。

进一步的，两个中间轮204内均开设有绕其中心轴呈等距离环形分布凹槽，凹槽内滑动设置夹紧块209，所述凹槽内设置有弹簧207，弹簧207的两端分别与夹紧块209和凹槽相固定，放卷绳4通过摩擦带动夹紧块209进行传动运动，夹紧块209带动中间轮204进行转动，这样可以防止两者打滑。

进一步的，其中一个支撑板201外壁固定有轮式计米器8，轮式计米器8的输出轴与支撑辊208的一端同轴固定，支撑板201的一侧外壁固定有显示器6，电流位移转换器514和轮式计米器8均与显示器6建立电性连接。

进一步的，两个支撑板201之间设置有垂直度检测组件7，垂直度检测组件7包括球关节筒703以及套设在球关节筒703上的第二球头轴承702，第二球头轴承702与两个支撑板201之间设置有用于相互固定的固定杆701，球关节筒703的外壁固定有倾角传感器704，基准板1的顶部固定有警报器9，倾角传感器704与警报器9建立电性连接，球关节筒703套设在放卷绳4上，在放卷绳4在拉紧的过程中，球关节筒703随之转动，当倾角传感器704检测到垂直的时候，警报器9发出警报，从而可以进行读数。

进一步的，基准板1的底部四个拐角处均设置有可调节支撑腿3，可调节支撑腿3包括固定在基准板1上的螺纹杆302以及通过螺纹连接在螺纹杆302上的内螺纹筒301，转动内螺纹筒301，控制内螺纹筒301与螺纹杆302之间的距离。

进一步的，螺纹杆302的底端固定有第一球头轴承305，第一球头轴承305内安装有球头杆304，球头杆304上固定有接触板303，球头杆304和第一球头轴承305形成一个万向关节，便于接触板303贴合地面。

工作原理：通过自锁电机206输出轴带动收放辊205进行转动，将放卷绳4放出，放卷绳4通过摩擦带动夹紧块209进行传动运动，夹紧块209带动中间轮204进行转动，这样可以防止两者打滑，中间轮204带动支撑辊208进行转动，支撑辊208带动轮式计米器8的输出轴进行转动，轮式计米器8进行计数并通过显示器6进行显示，当测量组件5内的水位传感器512与水接触，自锁电机206进行停止工作，电动螺旋桨507进行启动，实心球510因为重力，使电动螺旋桨507的中心轴在水里竖直向下，电动螺旋桨507工作，向下拉直放卷绳4，从而使放卷绳4保持时刻张紧，从而放卷绳4垂直设置，保证读数精准，同时浮板504受到水面浮力上移，浮板504带动的从动杆513上移，从动杆513带动滑动电阻515的滑片进行移动，从而改变电路大小，电流位移转换器514将电流变化转变成位移变化，位移变化在显示器6上进行显示，从而实际水位：

；在放卷绳4在拉紧的过程中，球关节筒703随之转动，当倾角传感器704检测到垂直的时候，警报器9发出警报，从而可以进行读数。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置，包括基准板（1），其特征在于：所述基准板（1）的顶部设置有放绳组件（2），所述放绳组件（2）内设置有放卷绳（4），所述放卷绳（4）内置有光纤电线，所述基准板（1）的顶部开设有通孔，所述放卷绳（4）位于通孔内，还包括：

测量组件（5），所述测量组件（5）包括空心杆（501）、电动螺旋桨（507）和实心球（510），所述空心杆（501）的顶端和放卷绳（4）底端之间设置有用于固定两者的第一连接支架（505），所述空心杆（501）的底端和电动螺旋桨（507）之间设置用于固定两者的第二连接支架（508），所述实心球（510）和电动螺旋桨（507）之间设置用于固定两者的第三连接支架（509）；

其中，所述空心杆（501）外侧壁设有镂空区域，所述镂空区域内安装有水位传感器（512）；

所述电动螺旋桨（507）以及水位传感器（512）均与放卷绳（4）内的光纤电线建立电性连接；

其中，所述测量组件（5）还包括误差组件，所述误差组件包括滚珠滑套（502）、浮板（504）、从动板（503）、从动杆（513）、电流位移转换器（514）、限位环板（511）以及滑动电阻（515），所述空心杆（501）的顶端开设有滑孔，所述从动杆（513）滑动安装有滑孔内，所述从动板（503）与从动杆（513）的顶端固定，所述滑动电阻（515）设置在空心杆（501）内，所述从动杆（513）的一端与滑动电阻（515）的滑片（516）固定，所述滚珠滑套（502）滑动套设在空心杆（501）上，所述浮板（504）固定在滚珠滑套（502）外侧壁上，所述限位环板（511）固定在空心杆（501）上且位于浮板（504）的下方，所述浮板（504）和从动板（503）之间设置多个用于固定两者的连接杆（506），所述电流位移转换器（514）固定在空心杆（501）内，所述电流位移转换器（514）与滑动电阻（515）之间建立电性连接；

其中，所述放绳组件（2）包括两个支撑板（201），两个所述支撑板（201）均固定在基准板（1）上，两个所述支撑板（201）共同转动连接有一个收放辊（205），其中一个所述支撑板（201）上固定有自锁电机（206），所述自锁电机（206）的一端与收放辊（205）的一端同轴固定，所述放卷绳（4）的一端固定在收放辊（205）上；

其中，两个所述支撑板（201）共同转动连接有一个支撑辊（208），所述支撑辊（208）固定有两个与其同轴设置的中间轮（204），两个所述支撑板（201）上外壁均开设有矩形口，所述矩形口内固定有竖直设置的导向杆（210），所述导向杆（210）套设有移动块（202），两个所述移动块（202）之间固定有横杆，所述横杆外侧壁通过轴承转动连接有槽轮（203），所述导向杆（210）上套设有拉簧(211），所述拉簧(211）的两端分别与移动块（202）的顶部以及矩形口的顶部相固定，所述放卷绳（4）绕过槽轮（203）的槽口顶部以及支撑辊（208）的底部，且所述放卷绳（4）位于两个中间轮（204）之间；

其中，两个所述中间轮（204）内均开设有绕其中心轴呈等距离环形分布的凹槽，所述凹槽内滑动设置夹紧块（209），所述凹槽内设置有弹簧（207），所述弹簧（207）的两端分别与夹紧块（209）和凹槽相固定；

其中，其中一个所述支撑板（201）外壁固定有轮式计米器（8），所述轮式计米器（8）的输出轴与支撑辊（208）的一端同轴固定，所述支撑板（201）的一侧外壁固定有显示器（6），所述电流位移转换器（514）和轮式计米器（8）均与显示器（6）建立电性连接；

其中，两个所述支撑板（201）之间设置有垂直度检测组件（7），所述垂直度检测组件（7）包括球关节筒（703）以及套设在球关节筒（703）上的第二球头轴承（702），所述第二球头轴承（702）与两个支撑板（201）之间设置有用于相互固定的固定杆（701），所述球关节筒（703）的外壁固定有倾角传感器（704），所述基准板（1）的顶部固定有警报器（9），所述倾角传感器（704）与警报器（9）建立电性连接，所述球关节筒（703）套设在放卷绳（4）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置，其特征在于：所述基准板（1）的底部四个拐角处均设置有可调节支撑腿（3），所述可调节支撑腿（3）包括固定在基准板（1）上的螺纹杆（302）以及通过螺纹连接在螺纹杆（302）上的内螺纹筒（301）。

3.根据权利要求2所述的一种用于水文地质孔的多层地下水水位观测装置，其特征在于：所述螺纹杆（302）的底端固定有第一球头轴承（305），所述第一球头轴承（305）内安装有球头杆（304），所述球头杆（304）上固定有接触板（303）。

Images