CN116659619B - 一种地下水位观测井监测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水位监测技术领域，尤其涉及一种地下水位观测井监测设备。包括有液位传感器、第一拉绳、液位开关、重力球和激光测距仪等，重力球与第一拉绳连接，以使第一拉绳在下放过程中能够保持竖直朝下状态，液位开关与液位传感器连接，用以调整液位传感器的高度，液位传感器上安装有用于检测地下水位的激光测距仪。本发明通过第一拉绳可将重力球、液位传感器和激光测距仪下放至观测井内，重力球可使第一拉绳始终保持竖直朝下的状态，当液位传感器接触到地下水时，第一拉绳可自动停止下放，然后通过激光测距仪检测其与安装板底面之间的距离，即可得知地下水位，操作简单，且精准度较高。
Description
技术领域
本发明涉及水位监测技术领域，尤其涉及一种地下水位观测井监测设备。
背景技术
地下水观测井是用于观测地下水位或监测地下水开采量、水质和水温等的水井。目前，人们在对地下水位进行监测时，一般是利用钢尺水位计测量水面到地面的距离，首先需要将钢尺水位计的锁定螺栓拧松，然后将探头放入观测井中，探头能够将钢尺拉出，当探头与地下水接触时，钢尺水位计会发出警报，人们通过读取钢尺上的刻度即可得知地下水的水位。
但是，钢尺的下放距离是由人工手动控制的，精准度较低，因此存在过放的情况，当钢尺水位计发出警报时，人们需要停止钢尺的下放，并将钢尺往上拉动直至警报声停止，再将钢尺缓慢下方直至警报声响起，如此往复试探才能得出地下水的水位，整体操作较为麻烦；而且人工下放钢尺时，无法保证钢尺整体是呈竖直朝下的状态，会存在斜拉的情况，从而会导致监测数据不精准。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种地下水位观测井监测设备，能够克服人工使用钢尺水位计对地下水位进行监测时，不仅操作较为麻烦，而且监测数据不精准的缺点。技术方案：
一种地下水位观测井监测设备，包括有安装板、支撑架、伺服电机、绕线轮、第一拉绳、连接套和液位传感器，支撑架与安装板连接，支撑架上连接有伺服电机，绕线轮与支撑架转动连接，绕线轮通过联轴器与伺服电机的输出轴连接，以驱动绕线轮转动，绕线轮上绕接有第一拉绳，连接套与第一拉绳连接，连接套上安装有用于感应地下水位置的液位传感器，还包括有导线筒、液位开关、重力球、控制面板和激光测距仪，导线筒与安装板连接，第一拉绳滑动式贯穿导线筒，以对第一拉绳进行导向限位，重力球与第一拉绳连接，且重力球位于连接套下方，以使第一拉绳在下放过程中能够保持竖直朝下状态，液位开关与液位传感器连接，用以调整液位传感器的高度，液位传感器上安装有用于检测地下水位的激光测距仪，控制面板与安装板连接，伺服电机、液位传感器、液位开关和激光测距仪均与控制面板通过电连接。
优选的是，还包括有连接架和把手，安装板上对称连接有连接架，把手与连接架滑动连接并可上下滑动，握住把手便可带着地下水位观测井监测设备进行移动。
优选的是，还包括有固定机构，固定机构包括有驱动组件、固定块、滑动杆、顶杆和压缩弹簧，安装板顶部前后左右四侧均连接有固定块，滑动杆与固定块滑动连接并可朝内外两侧进行滑动，顶杆与滑动杆连接，以使顶杆可随滑动杆同步滑动，顶杆均与安装板滑动连接，压缩弹簧连接顶杆和固定块，以提供顶杆往外侧滑动的力，使顶杆紧贴观测井内壁，驱动组件用于驱动顶杆往内侧运动远离观测井。
优选的是，驱动组件包括有导向杆、滑动环、第二拉绳和连杆，导向杆与安装板连接，滑动环与导向杆滑动连接并可上下滑动，第二拉绳连接滑动环和把手，以使滑动环和把手可同步上下滑动，滑动杆与滑动环之间均铰接有连杆，以使滑动环往上运动可通过连杆驱动滑动杆往内侧运动。
优选的是，还包括有居中机构，居中机构包括有固定架、连接环、摆杆、复位弹片和滚轮，固定架与安装板连接，连接环与重力球连接，以使连接环可随重力球同步进行升降，多根摆杆均与连接环转动连接并可朝内外两侧进行摆动，摆杆与固定架接触配合，复位弹片连接摆杆和连接环，当摆杆往下运动与固定架分离时，复位弹片可驱动摆杆往外侧摆动展开，滚轮与摆杆转动连接，滚轮可随摆杆往外侧摆动，以使滚轮紧贴观测井内壁，辅助重力球进行居中定位。
优选的是，还包括有防护机构，防护机构包括有防护壳和锁定组件，防护壳位于安装板底部，以对液位开关、控制面板和激光测距仪进行保护，锁定组件用于将防护壳固定在安装板上。
优选的是，锁定组件包括有连接块和卡板，防护壳上对称连接有连接块，卡板与连接块转动连接，以使卡板转动可卡住安装板。
优选的是，还包括有清理机构，清理机构包括有夹块、圆块、连接框和螺杆，两个夹块均与导线筒转动连接，第一拉绳位于两个夹块之间，当第一拉绳往上运动时，夹块可将粘在第一拉绳表面的杂质刮落，圆块与夹块连接，其中一个圆块上连接有连接框，另一个圆块与连接框滑动配合，螺杆与连接框螺纹连接，转动螺杆可使两圆块相互靠近，以使两个夹块紧贴第一拉绳表面。
本发明具有以下优点：
1、本发明通过第一拉绳可将重力球、液位传感器和激光测距仪下放至观测井内，重力球可使第一拉绳始终保持竖直朝下的状态，当液位传感器接触到地下水时，第一拉绳可自动停止下放，然后通过激光测距仪检测其与安装板底面之间的距离，即可得知地下水位，操作简单，且精准度较高。
2、本发明的液位开关可随液位传感器同步进行下放，当出现第一拉绳过放或者地下水上涌的情况时，通过液位开关和控制面板的配合，能够使伺服电机驱动绕线轮对第一拉绳进行收卷，带动液位传感器、液位开关和激光测距仪往上运动，如此能够自动调整位置，保证测量数据的精准度。
3、本发明的顶杆往外侧运动能与观测井内壁接触，且在压缩弹簧的弹力作用下，顶杆均能够紧贴观测井内壁，从而能够固定整个设备的位置，保证测量数据的精准度。
4、本发明的重力球在下放时，通过复位弹片可带动摆杆往外侧转动，摆杆能带动滚轮往外侧运动紧贴观测井内壁，从而能使重力球进行居中定位，保证重力球在下降过程中始终处于观测井的中心区域，防止重力球碰撞在观测井内壁，保证测量数据的精准度。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明导线筒、第一拉绳和控制面板的立体结构示意图。
图3为本发明的局部立体结构示意图。
图4为本发明图3的A部分放大图。
图5为本发明液位传感器、液位开关和激光测距仪的立体结构示意图。
图6为本发明固定机构的第一种立体结构示意图。
图7为本发明固定机构的第二种立体结构示意图。
图8为本发明居中机构的立体结构示意图。
图9为本发明摆杆、复位弹片和滚轮的立体结构示意图。
图10为本发明防护机构的立体结构示意图。
图11为本发明清理机构的立体结构示意图。
图12为本发明图11的B部分放大图。
图13为本发明清理机构的具体结构示意图。
图中标号名称：1-安装板，2-连接架，3-把手，4-支撑架，41-伺服电机，5-绕线轮，6-导线筒，7-第一拉绳，8-连接套，9-液位传感器，10-液位开关，11-重力球，12-控制面板，13-激光测距仪，14-固定机构，141-导向杆，142-滑动环，143-第二拉绳，144-固定块，145-滑动杆，146-连杆，147-顶杆，148-压缩弹簧，151-固定架，152-连接环，153-摆杆，154-复位弹片，155-滚轮，16-防护机构，161-防护壳，162-连接块，163-卡板，171-夹块，172-圆块，173-连接框，174-螺杆。
具体实施方式
下面结合具体实施例对技术方案做进一步的说明，需要注意的是：本文中所说的上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。本文中为零部件所编序号本身，例如：第一、第二等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说如：连接、联接，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
实施例1：一种地下水位观测井监测设备，如图1-图5所示，包括有安装板1、连接架2、把手3、支撑架4、伺服电机41、绕线轮5、导线筒6、第一拉绳7、连接套8、液位传感器9、液位开关10、重力球11、控制面板12和激光测距仪13，安装板1顶部左右对称连接有连接架2，连接架2上部之间滑动式连接有把手3，安装板1顶部中间连接有支撑架4，支撑架4右侧上部连接有伺服电机41，支撑架4上部转动式连接有绕线轮5，绕线轮5通过联轴器与伺服电机41的输出轴连接，安装板1顶部中间连接有导线筒6，绕线轮5上绕接有第一拉绳7，第一拉绳7滑动式贯穿导线筒6内部，第一拉绳7下端连接有连接套8和重力球11，重力球11位于连接套8下方，连接套8上安装有液位传感器9，液位传感器9上安装有液位开关10和激光测距仪13，安装板1顶部右后侧安装有控制面板12，伺服电机41、液位传感器9、液位开关10和激光测距仪13均与控制面板12通过电连接。
首先通过握住把手3可移动整个设备，从而将安装板1放置在观测井顶部，使重力球11位于观测井内，然后通过控制面板12控制伺服电机41驱动绕线轮5转动，使绕线轮5对第一拉绳7进行放线，在重力球11的重力作用下，可将第一拉绳7往下拉动，并保证第一拉绳7始终处于竖直朝下的状态，导线筒6能对第一拉绳7进行导向，第一拉绳7带动连接套8、液位传感器9、液位开关10和激光测距仪13往下运动，当液位传感器9接触到地下水时，液位传感器9发出信号，控制面板12接收到信号后可控制伺服电机41停止工作，使第一拉绳7停止下放，如果出现第一拉绳7过放或者地下水上涌的情况，则地下水会与液位开关10接触，使液位开关10发出信号，控制面板12接收到信号后可控制伺服电机41驱动绕线轮5缓慢反转，使绕线轮5对第一拉绳7进行收卷，拉动第一拉绳7往上运动，带动连接套8、液位传感器9、液位开关10和激光测距仪13往上运动，当液位开关10与地下水分离时，液位开关10发出信号，控制面板12接收到信号后可控制伺服电机41停止工作，如此能够自动调整至精准位置，然后通过控制面板12控制激光测距仪13工作，能检测出激光测距仪13与安装板1底面之间的距离，并能将检测数据传输至控制面板12处进行显示，方便人们得知地下水的水位。
如图1、图6和图7所示，还包括有固定机构14，固定机构14包括有导向杆141、滑动环142、第二拉绳143、固定块144、滑动杆145、连杆146、顶杆147和压缩弹簧148，安装板1顶部中间间隔连接有四根导向杆141，四根导向杆141之间滑动式连接有滑动环142，滑动环142与把手3之间左右对称连接有两根第二拉绳143，安装板1顶部前后左右四侧均连接有固定块144，固定块144上均滑动式连接有滑动杆145，滑动杆145与滑动环142之间均铰接有连杆146，滑动杆145相互远离的一端均连接有顶杆147，顶杆147均与安装板1滑动连接，顶杆147与其相邻的固定块144之间均连接有压缩弹簧148，压缩弹簧148绕在滑动杆145外侧。
当人们握住把手3移动整个设备时，会使把手3相对连接架2往上运动，把手3通过第二拉绳143会拉动滑动环142往上运动，滑动环142通过连杆146能带动滑动杆145往内侧滑动，滑动杆145能带动顶杆147往内侧滑动，压缩弹簧148压缩，然后人们可将安装板1放置在观测井顶部，使顶杆147均位于观测井内，再松开把手3，压缩弹簧148恢复原状，带动滑动杆145和顶杆147往外侧运动复位，滑动杆145通过连杆146能带动滑动环142、第二拉绳143和把手3往下运动复位，此时顶杆147均能与观测井内壁接触，并在压缩弹簧148的弹力作用下，顶杆147均能够紧贴观测井内壁，从而能够固定整个设备的位置，防止该设备发生移动而影响检测精准度。
如图8和图9所示，还包括有居中机构，居中机构包括有固定架151、连接环152、摆杆153、复位弹片154和滚轮155，安装板1底部中间连接有固定架151，重力球11上连接有连接环152，连接环152上均匀间隔转动式连接有四根摆杆153，摆杆153与固定架151接触配合，摆杆153与连接环152之间均连接有复位弹片154，摆杆153下端均转动式连接有滚轮155。
初始时，复位弹片154处于形变状态，当重力球11往下运动时，能带动连接环152和摆杆153往下运动，使摆杆153与固定架151分离，复位弹片154恢复原状，带动摆杆153往外侧转动，摆杆153能带动滚轮155往外侧运动，使滚轮155紧贴观测井内壁，如此能够对重力球11进行居中定位，保证重力球11在下降过程中始终处于观测井的中心区域，防止重力球11碰撞在观测井内壁，且滚轮155能够沿着观测井内壁往下滚动，不会影响重力球11的移动。
如图1和图10所示，还包括有防护机构16，防护机构16包括有防护壳161、连接块162和卡板163，防护壳161左右两侧上部均连接有连接块162，连接块162顶部均转动式连接有卡板163，卡板163可卡住安装板1。
初始时，防护壳161通过卡板163固定在安装板1的底部，此时液位传感器9、液位开关10和激光测距仪13等重要部件均位于防护壳161内，起安全防护作用，当需要使用该设备时，可将卡板163往外侧转动180度，使卡板163与安装板1分离，即可将防护壳161取走，不影响该设备的正常使用。
如图11、图12和图13所示，还包括有清理机构，清理机构包括有夹块171、圆块172、连接框173和螺杆174，导线筒6顶部右侧转动式连接有两个夹块171，两个夹块171分别位于第一拉绳7的前后两侧，夹块171左侧均连接有圆块172，后侧的圆块172上连接有连接框173，前侧的圆块172与连接框173滑动配合，连接框173前侧螺纹式连接有螺杆174，螺杆174后端与前侧的圆块172接触。
当地下水位检测完成后，可转动螺杆174，使螺杆174往后运动，螺杆174能推动前侧的圆块172往后运动，使前侧的夹块171能够稍微往后转动，此时两个夹块171能够紧贴第一拉绳7的表面，然后通过控制面板12控制伺服电机41驱动绕线轮5反转，使绕线轮5对第一拉绳7进行收卷，即可带动第一拉绳7往上运动复位，夹块171能将粘在第一拉绳7表面的水渍和杂物刮落，达到清理的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种地下水位观测井监测设备，包括有安装板（1）、支撑架（4）、伺服电机（41）、绕线轮（5）、第一拉绳（7）、连接套（8）和液位传感器（9），支撑架（4）与安装板（1）连接，支撑架（4）上连接有伺服电机（41），绕线轮（5）与支撑架（4）转动连接，绕线轮（5）通过联轴器与伺服电机（41）的输出轴连接，以驱动绕线轮（5）转动，绕线轮（5）上绕接有第一拉绳（7），连接套（8）与第一拉绳（7）连接，连接套（8）上安装有用于感应地下水位置的液位传感器（9），其特征在于，还包括有导线筒（6）、液位开关（10）、重力球（11）、控制面板（12）和激光测距仪（13），导线筒（6）与安装板（1）连接，第一拉绳（7）滑动式贯穿导线筒（6），以对第一拉绳（7）进行导向限位，重力球（11）与第一拉绳（7）连接，且重力球（11）位于连接套（8）下方，以使第一拉绳（7）在下放过程中能够保持竖直朝下状态，液位开关（10）与液位传感器（9）连接，用以调整液位传感器（9）的高度，液位传感器（9）上安装有用于检测地下水位的激光测距仪（13），控制面板（12）与安装板（1）连接，伺服电机（41）、液位传感器（9）、液位开关（10）和激光测距仪（13）均与控制面板（12）通过电连接，如果出现第一拉绳（7）过放或者地下水上涌的情况，则地下水会与液位开关（10）接触，使液位开关（10）发出信号，控制面板（12）接收到信号后可控制伺服电机（41）驱动绕线轮（5）缓慢反转，使绕线轮（5）对第一拉绳（7）进行收卷，拉动第一拉绳（7）往上运动，带动连接套（8）、液位传感器（9）、液位开关（10）和激光测距仪（13）往上运动，当液位开关（10）与地下水分离时，液位开关（10）发出信号，控制面板（12）接收到信号后可控制伺服电机（41）停止工作，如此能够自动调整至精准位置。
2.根据权利要求1所述的一种地下水位观测井监测设备，其特征在于，还包括有连接架（2）和把手（3），安装板（1）上对称连接有连接架（2），把手（3）与连接架（2）滑动连接并可上下滑动，握住把手（3）便可带着地下水位观测井监测设备进行移动。
3.根据权利要求2所述的一种地下水位观测井监测设备，其特征在于，还包括有固定机构（14），固定机构（14）包括有驱动组件、固定块（144）、滑动杆（145）、顶杆（147）和压缩弹簧（148），安装板（1）顶部前后左右四侧均连接有固定块（144），滑动杆（145）与固定块（144）滑动连接并可朝内外两侧进行滑动，顶杆（147）与滑动杆（145）连接，以使顶杆（147）可随滑动杆（145）同步滑动，顶杆（147）均与安装板（1）滑动连接，压缩弹簧（148）连接顶杆（147）和固定块（144），以提供顶杆（147）往外侧滑动的力，使顶杆（147）紧贴观测井内壁，驱动组件用于驱动顶杆（147）往内侧运动远离观测井。
4.根据权利要求3所述的一种地下水位观测井监测设备，其特征在于，驱动组件包括有导向杆（141）、滑动环（142）、第二拉绳（143）和连杆（146），导向杆（141）与安装板（1）连接，滑动环（142）与导向杆（141）滑动连接并可上下滑动，第二拉绳（143）连接滑动环（142）和把手（3），以使滑动环（142）和把手（3）可同步上下滑动，滑动杆（145）与滑动环（142）之间均铰接有连杆（146），以使滑动环（142）往上运动可通过连杆（146）驱动滑动杆（145）往内侧运动。
5.根据权利要求4所述的一种地下水位观测井监测设备，其特征在于，还包括有居中机构，居中机构包括有固定架（151）、连接环（152）、摆杆（153）、复位弹片（154）和滚轮（155），固定架（151）与安装板（1）连接，连接环（152）与重力球（11）连接，以使连接环（152）可随重力球（11）同步进行升降，多根摆杆（153）均与连接环（152）转动连接并可朝内外两侧进行摆动，摆杆（153）与固定架（151）接触配合，复位弹片（154）连接摆杆（153）和连接环（152），当摆杆（153）往下运动与固定架（151）分离时，复位弹片（154）可驱动摆杆（153）往外侧摆动展开，滚轮（155）与摆杆（153）转动连接，滚轮（155）可随摆杆（153）往外侧摆动，以使滚轮（155）紧贴观测井内壁，辅助重力球（11）进行居中定位。
6.根据权利要求5所述的一种地下水位观测井监测设备，其特征在于，还包括有防护机构（16），防护机构（16）包括有防护壳（161）和锁定组件，防护壳（161）位于安装板（1）底部，以对液位开关（10）、控制面板（12）和激光测距仪（13）进行保护，锁定组件用于将防护壳（161）固定在安装板（1）上。
7.根据权利要求6所述的一种地下水位观测井监测设备，其特征在于，锁定组件包括有连接块（162）和卡板（163），防护壳（161）上对称连接有连接块（162），卡板（163）与连接块（162）转动连接，以使卡板（163）转动可卡住安装板（1）。
8.根据权利要求7所述的一种地下水位观测井监测设备，其特征在于，还包括有清理机构，清理机构包括有夹块（171）、圆块（172）、连接框（173）和螺杆（174），两个夹块（171）均与导线筒（6）转动连接，第一拉绳（7）位于两个夹块（171）之间，当第一拉绳（7）往上运动时，夹块（171）可将粘在第一拉绳（7）表面的杂质刮落，圆块（172）与夹块（171）连接，其中一个圆块（172）上连接有连接框（173），另一个圆块（172）与连接框（173）滑动配合，螺杆（174）与连接框（173）螺纹连接，转动螺杆（174）可使两圆块（172）相互靠近，以使两个夹块（171）紧贴第一拉绳（7）表面。
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