CN116678470B - 一种地下水位观测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水位观测设备技术领域，具体地说就是一种地下水位观测设备，包括连接座和观测部分，所述观测部分转动连接于连接座的下侧，所述观测部分包括观测外壳，所述观测外壳的外部均匀设有若干个水压检测组件，所述观测外壳的上部设有两个相对的检测孔，两个检测孔的下部之间连接有检测水路，通过连接座连接观测外壳，方便使观测设备快速下入到地下水层中，保障观测设备的使用效率，在观测外壳的外部设置多个水压检测组件，方便对观测外壳的所处环境进行高效检测，防止出现检测误差，保障水位观测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及水位观测设备技术领域，具体地说就是一种地下水位观测设备。
背景技术
地下水广泛埋藏于地表以下，具有厌氧、无光以及低温等特点。浅层地下水，是指地表以下60米内的含水层。由于其埋层浅，未经深层岩石过滤，水体极易被工厂排放的污水和农田残留的农药污染。因此需要对地下水进行定期监测，方便了解地下水的情况。
传统的地下水位观测是通过将测量绳索一端连接浮球放入观测井中，然后通过观察测量绳索的大致位置进行观测，此过程使得测量人员无法得知浮球是否到达地下水液面上，并且当浮球下降时，如遇污泥等容易使浮球难以下降，容易导致地下水位的测量误差，影响地下水位的观测效率；
部分地下水位观测设备，通过设备浸水后形成连接电路，以此实现对地下水位的监测，但该过程中，由于井壁上的水汽等影响，使这类观测设备容易出现误差。
本发明要解决的技术问题是：设计一种地下水位观测设备，方便使设备整体快速下入到地下水层中，防止观测设备被污泥阻拦，保障观测设备的高效使用，降低地下水位的监测误差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种地下水位观测设备。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种地下水位观测设备，包括连接座和观测部分，所述观测部分转动连接于连接座的下侧，所述观测部分包括观测外壳，所述观测外壳的外部均匀设有若干个水压检测组件，所述观测外壳的上部设有两个相对的检测孔，两个检测孔的下部之间连接有检测水路。
作为优化，所述观测外壳的底部形成钻头，钻头的上部直径大于观测外壳的下部直径，所述连接座的内部设有驱动电机，驱动电机的输出轴连接于观测外壳的顶部。
作为优化，若干个水压检测组件沿观测外壳的高度方向和观测外壳的圆周方向均匀设置，所述观测外壳的外部凹陷形成若干个安装槽，所述水压检测组件设置于安装槽内。
作为优化，所述水压检测组件包括第一压力传感器和第一支撑片，所述第一压力传感器固定于安装槽的内部，第一支撑片与第一压力传感器的检测端之间设有第一连接杆，所述第一支撑片连接于安装槽的开口内侧，第一支撑片的外侧与观测外壳的外侧齐平，所述第一支撑片的内侧与安装槽的内部之间连接有若干个第一支撑弹簧。
作为优化，所述检测孔的内侧设有连接壳，检测孔与连接壳之间形成检测腔，所述检测孔的内侧设有密封塞，密封塞与连接壳相对的一侧设有导向螺管，所述连接壳上固定有调节电机，所述调节电机的输出轴连接有丝杆，丝杆与导向螺管配合连接，所述密封塞的轴心水平设置。
作为优化，所述密封塞与检测孔相对的一侧为尖端，密封塞的外端与观测外壳的外侧齐平，检测水路的两端连接于两个所述检测腔的下部之间。
作为优化，所述检测腔的上部凹陷形成连接槽，所述连接槽的内部设有第二压力传感器和第二支撑片，所述第二压力传感器固定于连接槽的内部，第二支撑片与第二压力传感器的检测端之间连接有第二连接杆，所述第二支撑片的内侧与连接槽的内部之间设有若干个第二支撑弹簧。
作为优化，所述检测水路的两端均设有电磁阀，所述电磁阀连接于检测腔的下侧，所述检测水路上连接有液泵和流速计。
作为优化，所述连接座的上侧连接有吊绳。
本方案的有益效果是，一种地下水位观测设备，具有以下有益之处：
通过连接座连接观测外壳，方便使观测设备快速下入到地下水层中，保障观测设备的使用效率，在观测外壳的外部设置多个水压检测组件，方便对观测外壳的所处环境进行高效检测，防止出现检测误差，保障水位观测的准确性。
附图说明
附图1为本发明的轴侧示意图。
附图2为本发明主视示意图。
附图3为本发明附图2的A-A剖切结构示意图。
附图4为本发明附图3的A部分放大结构示意图。
附图5为本发明检测孔的部分剖切结构示意图。
附图6为本发明附图5的B部分放大结构示意图。
其中，1、连接座，2、观测外壳，3、检测孔，4、钻头，5、驱动电机，6、安装槽，7、第一压力传感器，8、第一支撑片，9、第一支撑弹簧，10、检测腔，11、密封塞，12、调节电机，13、导向螺管，14、丝杆，15、检测水路，16、第二压力传感器，17、第二支撑片，18、第二支撑弹簧，19、电磁阀，20、液泵，21、流速计，22、吊绳。
具体实施方式
如图1、3所示，一种地下水位观测设备，包括连接座1和观测部分，所述观测部分转动连接于连接座1的下侧，所述观测部分包括观测外壳2，所述观测外壳2的外部均匀设有若干个水压检测组件，所述观测外壳2的上部设有两个相对的检测孔3，两个检测孔3的下部之间连接有检测水路15。
检测孔3的数量也可设置为多个，方便进行多次检测，多个检测孔3的设置高度相等，观测外壳2为密闭壳体。
如图1、3所示，所述观测外壳2的底部形成钻头4，钻头4的上部直径大于观测外壳2的下部直径，所述连接座1的内部设有驱动电机5，驱动电机5的输出轴连接于观测外壳2的顶部。
钻头4的下部可设置导向棱或钻动凸起，方便提高钻头4的钻动效果。
如图1所示，若干个水压检测组件沿观测外壳2的高度方向和观测外壳2的圆周方向均匀设置，所述观测外壳2的外部凹陷形成若干个安装槽6，所述水压检测组件设置于安装槽6内。
如图5、6所示，所述水压检测组件包括第一压力传感器7和第一支撑片8，所述第一压力传感器7固定于安装槽6的内部，第一支撑片8与第一压力传感器7的检测端之间设有第一连接杆，所述第一支撑片8连接于安装槽6的开口内侧，第一支撑片8的外侧与观测外壳2的外侧齐平，所述第一支撑片8的内侧与安装槽6的内部之间连接有若干个第一支撑弹簧9。
如图4所示，所述检测孔3的内侧设有连接壳，检测孔3与连接壳之间形成检测腔10，所述检测孔3的内侧设有密封塞11，密封塞11与连接壳相对的一侧设有导向螺管13，所述连接壳上固定有调节电机12，所述调节电机12的输出轴连接有丝杆14，丝杆14与导向螺管13配合连接，所述密封塞11的轴心水平设置。
如图4所示，所述密封塞11与检测孔3相对的一侧为尖端，密封塞11的外端与观测外壳2的外侧齐平，检测水路15的两端连接于两个所述检测腔10的下部之间。
如图4所示，所述检测腔10的上部凹陷形成连接槽，所述连接槽的内部设有第二压力传感器16和第二支撑片17，所述第二压力传感器16固定于连接槽的内部，第二支撑片17与第二压力传感器16的检测端之间连接有第二连接杆，所述第二支撑片17的内侧与连接槽的内部之间设有若干个第二支撑弹簧18。
需要通过控制器设定压力阈值，当外部压力接近或等于压力阈值时，表明观测部分外部的介质为水，第二压力传感器16检测到的压力值应与第一压力传感器7检测到的压力值相等或相近。
如图3、4所示，所述检测水路15的两端均设有电磁阀19，所述电磁阀19连接于检测腔10的下侧，所述检测水路15上连接有液泵20和流速计21。
需通过控制器设定一定的水流速阈值，当检测水路15内部检测到的水流速值与水流速阈值相等或相近时，则表明检测水路15中的介质为地下水。
如图1所示，所述连接座1的上侧连接有吊绳22。
本方案还包括控制器，控制器的位置由工作人员作业时根据实际情况进行设置，所述的控制器用于控制本方案内的所用的用电器件，包括但不限于传感器、电动机、伸缩杆、水泵、电磁阀、电热丝、热泵、显示屏、电脑输入设备、开关按钮、通信设备、灯、喇叭和麦克风；所述的控制器为英特尔处理器、AMD处理器、PLC控制器、ARM处理器或者单片机，与之配套使用的还包括主板、内存条、储存介质和供电电源，所述的供电电源为市电或锂电池；当具备显示屏时，还具备显示卡；关于控制器的运行原理，请参考《自动控制原理》、《微控制器原理及应用仿真案例》和《传感器原理与应用》，其他本领域书籍均可参考阅读；其他未提及的自动化控制和用电器件，均属于本领域技术人员所熟知的知识，在此不再赘述。
使用方法：
该装置在具体使用时，通过吊绳22将观测装置沿观测井向下放入；
在下放过程中，通过控制器控制驱动电机5运转，驱动电机5带动观测外壳2旋转，使钻头4对观测井下部的污泥等障碍物进行钻动，使观测装置方便经过障碍物下入到地下水层中；
当观测外壳2到达地下水层时，地下水对观测外壳2外部的多个水压检测组件挤压，第一支撑片8受压后向第一压力传感器7传递压力，当全部的水压检测组件检测到的压力相等或误差小于设定阈值时，表面观测外壳2整体没入同一介质中；
通过控制控制器控制其中一个检测孔3内的调节电机12运转，使调节电机12带动密封塞11向内侧移动，使观测外壳2外部的介质经检测孔3进入到检测腔10内部；
当检测腔10内部的第二压力传感器16无法检测到压力值增大，则表明外部介质可能为浓度较大的污泥等障碍物，则通过控制器控制调节电机12运转，使密封塞11对检测孔3进行密封；
当检测腔10内部的第二压力传感器16检测到压力值时，表明检测腔10内部充满与外部相同的介质，则通过控制器控制与检测腔10相邻的电磁阀19打开，使介质进入到检测水路15中，通过流速计21和液泵20检测介质流速，如介质流速无法达到预先设定的水流速，则表明介质不是地下水，可能为较为稀薄的污泥；
若检测水路15中的介质流速能够达到设定流速，则表明观测外壳2已到达地下水层中，根据下放吊绳22的长度确定地下水位。
当介质流速无法达到设定水流速时，则通过控制器控制该调节电机12运转，使该密封塞11对检测孔3进行密封，对观测外壳2继续下放；
当观测外壳2继续下放过程中，各水压检测组件再次检测到压力相同或相近时，通过控制器控制另一调节电机12运转，使另一密封塞11打开，使外部介质经检测孔3进入到检测腔10内部；
当第二压力传感器16检测到压力增大，且与外部水压检测组件检测到的压力值相近，则通过控制器控制电磁阀19、液泵20和流速计21打开，当流速计21检测到的液体流速与水流速相等或相近，则表明观测部分已到达地下水层内部，完成对地下水位的观测。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种地下水位观测设备且任何相应技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (1)
1.一种地下水位观测设备，包括连接座(1)和观测部分，其特征在于：所述观测部分转动连接于连接座(1)的下侧，所述观测部分包括观测外壳(2)，所述观测外壳(2)的外部均匀设有若干个水压检测组件，所述观测外壳(2)的上部设有两个相对的检测孔(3)，两个检测孔(3)的下部之间连接有检测水路(15)；
所述检测孔(3)的内侧设有连接壳，检测孔(3)与连接壳之间形成检测腔(10)，所述检测孔(3)的内侧设有密封塞(11)，密封塞(11)与连接壳相对的一侧设有导向螺管(13)，所述连接壳上固定有调节电机(12)，所述调节电机(12)的输出轴连接有丝杆(14)，丝杆(14)与导向螺管(13)配合连接，所述密封塞(11)的轴心水平设置；
所述密封塞(11)与检测孔(3)相对的一侧为尖端，密封塞(11)的外端与观测外壳(2)的外侧齐平，检测水路(15)的两端连接于两个所述检测腔(10)的下部之间；
所述检测腔(10)的上部凹陷形成连接槽，所述连接槽的内部设有第二压力传感器(16)和第二支撑片(17)，所述第二压力传感器(16)固定于连接槽的内部，第二支撑片(17)与第二压力传感器(16)的检测端之间连接有第二连接杆，所述第二支撑片(17)的内侧与连接槽的内部之间设有若干个第二支撑弹簧(18)；
所述观测外壳(2)的底部形成钻头(4)，钻头(4)的上部直径大于观测外壳(2)的下部直径，所述连接座(1)的内部设有驱动电机(5)，驱动电机(5)的输出轴连接于观测外壳(2)的顶部；
若干个水压检测组件沿观测外壳(2)的高度方向和观测外壳(2)的圆周方向均匀设置，所述观测外壳(2)的外部凹陷形成若干个安装槽(6)，所述水压检测组件设置于安装槽(6)内；
所述水压检测组件包括第一压力传感器(7)和第一支撑片(8)，所述第一压力传感器(7)固定于安装槽(6)的内部，第一支撑片(8)与第一压力传感器(7)的检测端之间设有第一连接杆，所述第一支撑片(8)连接于安装槽(6)的开口内侧，第一支撑片(8)的外侧与观测外壳(2)的外侧齐平，所述第一支撑片(8)的内侧与安装槽(6)的内部之间连接有若干个第一支撑弹簧(9)；
所述检测水路(15)的两端均设有电磁阀(19)，所述电磁阀(19)连接于检测腔(10)的下侧，所述检测水路(15)上连接有液泵(20)和流速计(21)；
所述连接座(1)的上侧连接有吊绳(22)；
使用时，通过吊绳(22)将观测装置沿观测井向下放入；
在下放过程中，通过控制器控制驱动电机(5)运转，驱动电机(5)带动观测外壳(2)旋转，使钻头(4)对观测井下部的障碍物进行钻动，使观测装置经过污泥下入到地下水层中；
当观测外壳(2)到达地下水层时，地下水对观测外壳(2)外部的多个水压检测组件挤压，第一支撑片(8)受压后向第一压力传感器(7)传递压力，当全部的水压检测组件检测到的压力相等或误差小于设定阈值时，表明观测外壳(2)整体没入同一介质中；
通过控制器控制其中一个检测孔(3)内的调节电机(12)运转，使调节电机(12)带动密封塞(11)向内侧移动，使观测外壳(2)外部的介质经检测孔(3)进入到检测腔(10)内部；
当检测腔(10)内部的第二压力传感器(16)无法检测到压力值增大，则通过控制器控制调节电机(12)运转，使密封塞(11)对检测孔(3)进行密封；
当检测腔(10)内部的第二压力传感器(16)检测到压力值时，表明检测腔(10)内部充满与外部相同的介质，通过控制器控制与检测腔(10)相邻的电磁阀(19)打开，使介质进入到检测水路(15)中，通过流速计(21)和液泵(20)检测介质流速，如介质流速无法达到预先设定的水流速，则表明介质不是地下水；
若检测水路(15)中的介质流速能够达到设定流速，则表明观测外壳(2)已到达地下水层中，根据下放吊绳(22)的长度确定地下水位；
当介质流速无法达到设定水流速时，通过控制器控制该调节电机(12)运转，使该密封塞(11)对检测孔(3)进行密封，对观测外壳(2)继续下放；
当观测外壳(2)继续下放过程中，各水压检测组件再次检测到压力相同或相近时，通过控制器控制另一调节电机(12)运转，使另一密封塞(11)打开，使外部介质经检测孔(3)进入到检测腔(10)内部；
当第二压力传感器(16)检测到压力增大，且与外部水压检测组件检测到的压力值相近，则通过控制器控制电磁阀(19)、液泵(20)和流速计(21)打开，当流速计(21)检测到的液体流速与水流速相等或相近，则表明观测部分已到达地下水层内部，完成对地下水位的观测。
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