CN117705219B - 一种用于水文地质勘查的钻孔水位测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于水文地质勘查的钻孔水位测量装置，属于地质勘查领域，包括固定板，所述固定板的中部转动连接有绕卷轴，且绕卷轴的外部缠绕有测量绳，所述测量绳的下端固定连接有配重球；所述测量绳的外部位于配重球的上方设有稳定机构，所述稳定机构用于稳定钻孔内部的水面，使得钻孔内部水面趋于平稳进而提高测量的精准性，所述稳定机构包括活动套接于测量绳环侧下部的浮板，所述浮板的下端开设有凹腔，所述凹腔的两侧内壁与配重球的上部均开设有锁孔，所述锁孔的内部贯穿有锁销，所述配重球的上部嵌入凹腔内部。可以实现对钻孔中的水位平稳后进行测量，提高了水位测量的精准性。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘查领域，更具体地说，涉及一种用于水文地质勘查的钻孔水位测量装置 。
背景技术
水文地质勘查目的是查明区域水文地质条件，了解该调查地区地下水的埋藏、分布状况及补给、径流、排泄条件，概略估算地下水资源的数量和质量，为国民经济规划提供基础资料，在勘查过程中需要对地下水的水位进行测量；
在勘查过程中进行地下水水位检测时通常采用钻孔法，先通过钻机在地面钻出孔洞，当钻出水源后在钻孔的内部插入管道进行防护，然后通过在管道的内部进行水位测量，传统的钻孔地下水位测量装置，不易固定，装置固定的不稳定，会导致测量水位精确度较低，常出现误差，并且一些装置探头在使用下降中容易与管壁接触，从而使测量造成误差；
公告号为：CN112504387A的中国专利公开了一种勘查钻孔地下水位的测量装置，通过设置固定组件将装置固定于需要测量的地方，然后通过设置绕盘将卷尺放出，使垂头到达地下水位时，火线和零线与水后形成回路，使发声器发声，然后观察卷尺得出水位深度，设置过滤层可以过滤掉水中的灰尘和杂物，通过设置保护壳可以保护探头只有底部能够接触到水，防止其他部位触壁影响测量结果，提高测量的精确性；
公告号为：CN106197607B的中国专利公开了一种精确测量地下水位的装置及方法，利用井中2根井中电极之间的电阻、地表电极与井中水位电极传感器间的电阻综合起来判断，则大大提高了准确性；
上述两种方法作为提高地下水位检测精度的有效解决方案，第一种通过固定住检测设备使得检测卷尺垂直下移不与管壁接触，并在卷尺下部端的探头接触到水后得到检测数据，但是物体在下降过程中存在惯性，当探头在接触到水后探头在惯性的作用下已经到达水的内部，此时观察卷尺刻度，会存在一定的误差，第二种方式，通过探头接触到地下水后测得水位数据，然后再通过减去检测探头的浸没深度得到最终检测数据，该方式虽然解决了第一种方式中所描述的惯性问题，但是地下水存在涌动的情况，即水面可能会不平稳，因此探头接触到的可能是钻孔中水位的最高点或最低点，容易造成测量的数位数据存在较大误差；
为此，提出一种用于水文地质勘查的钻孔水位测量装置 。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于水文地质勘查的钻孔水位测量装置 ，可以实现对钻孔中的水位平稳后进行测量，提高了水位测量的精准性。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种用于水文地质勘查的钻孔水位测量装置 ，包括固定板，所述固定板的中部转动连接有绕卷轴，且绕卷轴的外部缠绕有测量绳，所述测量绳的下端固定连接有配重球；
所述测量绳的外部位于配重球的上方设有稳定机构，所述稳定机构用于稳定钻孔内部的水面，使得钻孔内部水面趋于平稳进而提高测量的精准性。
进一步的，所述稳定机构包括活动套接于测量绳环侧下部的浮板，所述浮板的下端开设有凹腔，所述凹腔的两侧内壁与配重球的上部均开设有锁孔，所述锁孔的内部贯穿有锁销。
进一步的，所述配重球的上部嵌入凹腔内部，所述锁销通过穿入锁孔内部对配重球与浮板形成固定，所述锁销为木质纤维材质。
进一步的，所述浮板的环侧固定连接有气囊袋，所述气囊袋呈上宽下窄，且气囊袋与浮板之间上部留有间隙，所述浮板的中部开设有第一穿孔。
进一步的，所述测量绳的外侧上部设有调节机构，所述调节机构包括活动套接于测量绳上部的第一限位盘，所述第一限位盘的四周固定连接有固定杆，所述固定杆远离第一限位盘的一端设有固定块，所述第一限位盘的中部开设有第二穿孔，所述固定杆的内部滑动连接有延伸杆，且延伸杆与固定杆之间固定连接有弹簧。
进一步的，所述弹簧的弹力大于延伸杆与固定块的重力之和。
进一步的，所述测量绳的环侧设有辅助机构，所述辅助机构包括活动套接于测量绳外侧下部的第二限位盘，所述第二限位盘的下端四周与浮板的上端边缘处固定连接有施力杆，所述测量绳的环侧等距固定连接有限位凸起，所述第二限位盘的内壁开设有限位槽。
进一步的，所述第一限位盘的内部中心处转动连接有第一齿轮，且第一限位盘的内部右侧转动连接有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合，所述第一限位盘的内部上端位于第二齿轮的正上方固定连接有驱动马达，且驱动马达的输出轴与第二齿轮固定连接。
进一步的，所述气囊袋的表面设置有充气阀，所述气囊袋膨胀后与浮板的共同半径等于延伸杆伸出固定杆后固定块至第一限位盘的圆心距离。
进一步的，所述固定板的右侧转动连接有摇杆，且摇杆贯穿固定板与绕卷轴固定连接，所述测量绳的外表面设有刻度线。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
（1）本方案在配重球与浮板接触到水面后，由于固定配重球与浮板的锁销是木质纤维材质，木质纤维遇水软化，从而在配重球自身重力下拉动锁销形变脱离浮板上的锁孔，使得配重球摆脱浮板的束缚快速下移，此时测量人员可知浮板已与水面接触，然后再向上拉动测量绳，由于浮板环侧的气囊袋呈上宽下窄，因此浮板在受到向上的力时阻力会变大，因此在向上拉动配重球过程中当拉动配重球阻力变大后表明配重球重新与浮板贴合，此时观察测量绳上的刻度线测得钻孔水位，通过浮板的限制，使得钻孔内部水位趋于平稳，提高了测量的精准度，同时测量时测量绳处于紧绷状态，进一步提高了测量的精准度。
（2）本方案测量时先通过固定块卡主管道的管口处没事的第一限位盘位于管道的中心处，此时可确保测量绳始终处于垂直下移，使得在测量读取测量绳表面刻度时误差降低，另外通过拉动固定块将延伸杆从固定杆内部抽出，可调节固定块与第一限位盘之间的间距，从而可固定于不同直径的管道使用，提高了装置的实用性，当测量结束后取下固定块，此时在弹簧的作用下拉动延伸杆复位收缩至固定杆的内部。
（3）本方案在测量绳下移时，通过驱动马达驱动第二齿轮转动，第二齿轮转动时带动第一齿轮转动，第二齿轮转动时带动测量绳转动，由于测量绳的表面固定连接有限位凸起，且第二限位盘的内壁开设有容纳限位凸起的限位槽，使得测量绳转动时带动第二限位盘同步转动，第二限位盘通过施力杆带动浮板转动，使得浮板旋转下移，降低了浮板下移阻力，避免钻孔内管道在布设时出现细微变形导致浮板仅依靠配重球在管道内部下移时受阻，确保了测量作业顺利进行。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的浮板与配重球相结合的爆炸结构示意图；
图3为本发明的调节机构的局部爆炸结构示意图；
图4为本发明的浮板的局部结构示意图；
图5为本发明的辅助机构的局部结构示意图；
图6为本发明的图5中A的放大图；
图7为本发明的第一限位盘内部结构示意图。
图中标号说明：
1、固定板；2、绕卷轴；3、测量绳；4、配重球；5、稳定机构；51、浮板；511、第一穿孔；512、气囊袋；52、凹腔；53、锁孔；54、锁销；6、调节机构；61、第一限位盘；62、固定杆；63、固定块；64、第二穿孔；65、延伸杆；66、弹簧；7、辅助机构；71、第二限位盘；72、施力杆；73、限位凸起；74、限位槽；75、第一齿轮；76、第二齿轮；77、驱动马达；8、摇杆。
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。
请参阅图1、图2及图7，一种用于水文地质勘查的钻孔水位测量装置 ，包括固定板1，所述固定板1的中部转动连接有绕卷轴2，且绕卷轴2的外部缠绕有测量绳3，所述测量绳3的下端固定连接有配重球4，所述固定板1的右侧转动连接有摇杆8，且摇杆8贯穿固定板1与绕卷轴2固定连接，所述测量绳3的外表面设有刻度线；
所述测量绳3的外部位于配重球4的上方设有稳定机构5，所述稳定机构5用于稳定钻孔内部的水面，使得钻孔内部水面趋于平稳进而提高测量的精准性；
所述稳定机构5包括活动套接于测量绳3环侧下部的浮板51，所述浮板51的下端开设有凹腔52，所述凹腔52的两侧内壁与配重球4的上部均开设有锁孔53，所述锁孔53的内部贯穿有锁销54；
所述配重球4的上部嵌入凹腔52内部，所述锁销54通过穿入锁孔53内部对配重球4与浮板51形成固定，所述锁销54为木质纤维材质；
所述浮板51的环侧固定连接有气囊袋512，所述气囊袋512呈上宽下窄，且气囊袋512与浮板51之间上部留有间隙，所述浮板51的中部开设有第一穿孔511。
通过采用上述技术方案，首先将浮板51与配重球4放入钻孔的管道中，然后通过摇杆8转动绕卷轴2松开测量绳3，此时在配重球4重力的作用下拉动测量绳3在管道中下移，由于浮板51的环侧设置了气囊袋512，利用气囊袋512抵住管道的内壁从而降低下移的速度，减小了配重球4的落水惯性，随着配重球4的下移，当配重球4与浮板51接触到水面后，由于固定配重球4与浮板51的锁销54是木质纤维材质，木质纤维遇水软化，从而在配重球4自身重力下拉动锁销54形变脱离浮板51上的锁孔53，使得配重球4摆脱浮板51的束缚快速下移，此时测量人员可知浮板51已与水面接触，然后再向上拉动测量绳3，由于浮板51环侧的气囊袋512呈上宽下窄，因此浮板51在受到向上的力时阻力会变大，因此在向上拉动配重球4过程中当拉动配重球4阻力变大后表明配重球4重新与浮板51贴合，此时观察测量绳3上的刻度线测得钻孔水位，通过浮板51的限制，使得钻孔内部水位趋于平稳，提高了测量的精准度，同时测量时测量绳3处于紧绷状态，进一步提高了测量的精准度。
如图1、图3与图4所示，所述测量绳3的外侧上部设有调节机构6，所述调节机构6包括活动套接于测量绳3上部的第一限位盘61，所述第一限位盘61的四周固定连接有固定杆62，所述固定杆62远离第一限位盘61的一端设有固定块63，所述第一限位盘61的中部开设有第二穿孔64，用于供测量绳3下移，所述固定杆62的内部滑动连接有延伸杆65，且延伸杆65与固定杆62之间固定连接有弹簧66，所述弹簧66的弹力大于延伸杆65与固定块63的重力之和，确保弹簧66能够将延伸杆65拉回固定杆62的内部；
所述气囊袋512的表面设置有充气阀，所述气囊袋512膨胀后与浮板51的共同半径等于延伸杆65伸出固定杆62后固定块63至第一限位盘61的圆心距离，通过充气阀可对气囊袋512的内部充气，使得气囊袋512膨胀，使得浮板51与调节机构6同步调整，保障了浮板51下移过程中始终与管道内壁贴合。
通过采用上述技术方案， 测量时先通过固定块63卡主管道的管口处没事的第一限位盘61位于管道的中心处，此时可确保测量绳3始终处于垂直下移，使得在测量读取测量绳3表面刻度时误差降低，另外通过拉动固定块63将延伸杆65从固定杆62内部抽出，可调节固定块63与第一限位盘61之间的间距，从而可固定于不同直径的管道使用，提高了装置的实用性，当测量结束后取下固定块63，此时在弹簧66的作用下拉动延伸杆65复位收缩至固定杆62的内部。
如图1及图5至图7所示，所述测量绳3的环侧设有辅助机构7，所述辅助机构7包括活动套接于测量绳3外侧下部的第二限位盘71，所述第二限位盘71的下端四周与浮板51的上端边缘处固定连接有施力杆72，所述测量绳3的环侧等距固定连接有限位凸起73，所述第二限位盘71的内壁开设有限位槽74，所述第一限位盘61的内部中心处转动连接有第一齿轮75，且第一限位盘61的内部右侧转动连接有第二齿轮76，所述第一齿轮75与第二齿轮76相啮合，所述第一限位盘61的内部上端位于第二齿轮76的正上方固定连接有驱动马达77，且驱动马达77的输出轴与第二齿轮76固定连接。
通过采用上述技术方案，当测量绳3下移时，通过驱动马达77驱动第二齿轮76转动，第二齿轮76转动时带动第一齿轮75转动，第二齿轮76转动时带动测量绳3转动，由于测量绳3的表面固定连接有限位凸起73，且第二限位盘71的内壁开设有容纳限位凸起73的限位槽74，使得测量绳3转动时带动第二限位盘71同步转动，第二限位盘71通过施力杆72带动浮板51转动，使得浮板51旋转下移，降低了浮板51下移阻力，避免钻孔内管道在布设时出现细微变形导致浮板51仅依靠配重球4在管道内部下移时受阻，确保了测量作业顺利进行。
使用方法：首先将浮板51与配重球4放入钻孔的管道中，然后通过摇杆8转动绕卷轴2松开测量绳3，此时在配重球4重力的作用下拉动测量绳3在管道中下移，由于浮板51的环侧设置了气囊袋512，利用气囊袋512抵住管道的内壁从而降低下移的速度，减小了配重球4的落水惯性，随着配重球4的下移，当配重球4与浮板51接触到水面后，由于固定配重球4与浮板51的锁销54是木质纤维材质，木质纤维遇水软化，从而在配重球4自身重力下拉动锁销54形变脱离浮板51上的锁孔53，使得配重球4摆脱浮板51的束缚快速下移，此时测量人员可知浮板51已与水面接触，然后再向上拉动测量绳3，由于浮板51环侧的气囊袋512呈上宽下窄，因此浮板51在受到向上的力时阻力会变大，因此在向上拉动配重球4过程中当拉动配重球4阻力变大后表明配重球4重新与浮板51贴合，此时观察测量绳3上的刻度线测得钻孔水位，通过浮板51的限制，使得钻孔内部水位趋于平稳，提高了测量的精准度，同时测量时测量绳3处于紧绷状态，进一步提高了测量的精准度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种用于水文地质勘查的钻孔水位测量装置 ，包括固定板（1），其特征在于：所述固定板（1）的中部转动连接有绕卷轴（2），且绕卷轴（2）的外部缠绕有测量绳（3），所述测量绳（3）的下端固定连接有配重球（4）；
所述测量绳（3）的外部位于配重球（4）的上方设有稳定机构（5），所述稳定机构（5）用于稳定钻孔内部的水面，使得钻孔内部水面趋于平稳进而提高测量的精准性；
所述稳定机构（5）包括活动套接于测量绳（3）环侧下部的浮板（51），所述浮板（51）的下端开设有凹腔（52），所述凹腔（52）的两侧内壁与配重球（4）的上部均开设有锁孔（53），所述锁孔（53）的内部贯穿有锁销（54）；
所述配重球（4）的上部嵌入凹腔（52）内部，所述锁销（54）通过穿入锁孔（53）内部对配重球（4）与浮板（51）形成固定，所述锁销（54）为木质纤维材质；
所述浮板（51）的环侧固定连接有气囊袋（512），所述气囊袋（512）呈上宽下窄，且气囊袋（512）与浮板（51）之间上部留有间隙，所述浮板（51）的中部开设有第一穿孔（511）；
所述测量绳（3）的外侧上部设有调节机构（6），所述调节机构（6）包括活动套接于测量绳（3）上部的第一限位盘（61），所述第一限位盘（61）的四周固定连接有固定杆（62），所述固定杆（62）远离第一限位盘（61）的一端设有固定块（63），所述第一限位盘（61）的中部开设有第二穿孔（64），所述固定杆（62）的内部滑动连接有延伸杆（65），且延伸杆（65）与固定杆（62）之间固定连接有弹簧（66）；
所述弹簧（66）的弹力大于延伸杆（65）与固定块（63）的重力之和；
所述测量绳（3）的环侧设有辅助机构（7），所述辅助机构（7）包括活动套接于测量绳（3）外侧下部的第二限位盘（71），所述第二限位盘（71）的下端四周与浮板（51）的上端边缘处固定连接有施力杆（72），所述测量绳（3）的环侧等距固定连接有限位凸起（73），所述第二限位盘（71）的内壁开设有限位槽（74）；
所述第一限位盘（61）的内部中心处转动连接有第一齿轮（75），且第一限位盘（61）的内部右侧转动连接有第二齿轮（76），所述第一齿轮（75）与第二齿轮（76）相啮合，所述第一限位盘（61）的内部上端位于第二齿轮（76）的正上方固定连接有驱动马达（77），且驱动马达（77）的输出轴与第二齿轮（76）固定连接；
所述气囊袋（512）的表面设置有充气阀，所述气囊袋（512）膨胀后与浮板（51）的共同半径等于延伸杆（65）伸出固定杆（62）后固定块（63）至第一限位盘（61）的圆心距离；
所述固定板（1）的右侧转动连接有摇杆（8），且摇杆（8）贯穿固定板（1）与绕卷轴（2）固定连接，所述测量绳（3）的外表面设有刻度线。
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