CN204788496U - 便携式多功能地下水位测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式多功能地下水位测量装置，包括信号采集单元和信号处理单元，所述信号采集单元包括测量刻度尺，所述测量刻度尺一端设置有金属探头、至少一个用于测量地下水参数的传感器、光源和摄像头，所述金属探头、传感器、摄像头均通过信号线和电源线连接到所述信号处理单元，所述光源通过所述电源线连接到所述信号处理单元；所述信号处理单元还与电源、指示装置、存储器和显示屏相连。本实用新型可以在水井内环境复杂的情况下准确测量出水井中地下水位、水质、水温等各项参数，并在有特定需要时找到水井中的故障发生节点。

Description

便携式多功能地下水位测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量地下水位、水质、水温等参数的测量仪器，可以测量不同水井的水位埋深以及水质、水温等参数。可用于水利、国土、地矿、环保、市政、地震等部门在观测井、抽水井中使用。

背景技术

地下水位测量中按测量方式可分悬锤式、跟踪式、浮子式、压力式、超声波等多种形式。由于悬锤式和浮子式设备轻便、经济、易操作，应用较广。悬锤式适用于移动式测量，浮子式适合固定式测量。悬锤式测量设备分简易式和刻度式两种，简易设备受人因素影响大精度较低、目前应用越来越少，刻度式测量设备精度高，应用前景广阔。由于国内地下水监测井配套不完善，多数情况下地下水位仍需从生产(抽水)井中获取，但生产(抽水)井中通常安装有水泵、井管及电缆等设施，导致抽水井管与井壁(管)之间孔隙有限。在井深较大、井孔不严格垂直(有井斜)或水泵和井管不位于井中心等情况下，地下水位测量设备用于测量的金属探头和刻度尺在测量过程中很容易被水井中的电缆、井管法兰等设施阻拦或缠绕，导致测量无法进行或出现测量设备被卡住的现象。若该井井壁(管)或抽水管有渗水、漏水现象，则也可能触发水位测量尺的金属探头，容易出现较大的测量误差，导致测量结果与实际情况不符。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的缺陷提供了一种便携式多功能地下水位测量装置，该装置为一种新型的多功能影像地下水多参数（水位、水质、水温等）的测量装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种便携式多功能地下水位测量装置，包括信号采集单元和信号处理单元，其特征在于，所述信号采集单元包括测量刻度尺，所述测量刻度尺一端设置有金属探头、至少一个用于测量地下水参数的传感器、光源和摄像头，所述金属探头、传感器、摄像头均通过信号线和电源线连接到所述信号处理单元，所述光源通过所述电源线连接到所述信号处理单元；所述信号处理单元还与电源、指示装置、存储器和显示屏相连。

本实用新型的装置不仅能够避开井中电缆、法兰等设施的阻拦或缠绕、准确测量出地下水的埋深、水质及水温等参数，还能够实时得到水井中的视频影像，从而能够检测水井内部的问题，若水井中出现井管损坏、漏水等现象，也可以使用该测量装置找到问题节点，为下一步修理提供依据。另外该装置还克服了现有技术中存在的地下水位测量仪器的鲁棒性差、容易受到外界环境因素干扰导致测量结果失真的缺陷。

本实用新型专利的有益效果是，可以在水井内环境复杂的情况下准确测量出水井中地下水位、水质、水温等各项参数，并在有特定需要时找到水井中的故障发生节点。

另外，根据本实用新型实施例的便携式多功能地下水位测量装置还可以具有以下附加技术特征：

优选的，还包括主体支架，所述测量刻度尺缠绕在该主体支架上。

优选的，所述信号处理单元、电源、指示装置、存储器、显示屏均设置在所述主体支架上。

优选的，所述电源线和信号线被包裹在测量刻度尺的两边缘形成一体结构。

优选的，所述指示装置为指示灯和/或蜂鸣器。

优选的，所述信号处理单元还与串行通信接口连接。

优选的，所述电源为电池。

优选的，所述光源为LED防水光源。

优选的，所述摄像头为360°防水摄像头。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型主体部分的侧视图；

图2是金属探头的剖面图；

图3是便携式多功能地下水测量装置的原理框图。

附图标记说明：

测量刻度尺1；显示屏2；主体支架3；摄像头4；光源5；传感器6；信号处理器7；信号指示装置8；电源开关9；串行通信接口10；存储器11；金属探头12；水质传感器13；水温传感器14；电源15；信号预处理器16。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例；其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的；旨在用于解释本实用新型；而不能理解对本实用新型的限制。

一种便携式多功能地下水位测量装置，包括信号采集单元和信号处理单元，该装置还具有主体支架3，信号采集单元包括测量刻度尺1，为便于携带，测量刻度尺1柔性缠绕在主体支架3外延，测量刻度尺1活动端设置有金属探头12、至少一个用于测量地下水参数的传感器6、光源5和摄像头4，金属探头12、传感器6、摄像头4均通过信号线和电源线连接到信号处理单元，其中，传感器6、光源5和摄像头4均安装在金属探头12上，光源5通过电源线连接到信号处理单元，信号处理单元包括信号处理器7，信号处理单元还与电源15、指示装置8、存储器11和显示屏2相连，信号指示装置8可以为指示灯和/或蜂鸣器，用于指示提醒操作人员金属探头12已经接触水面应该停止投放测量刻度尺1，并应在测量刻度尺1上读出井口水平方向的刻度，即为水位参数，另外，还提醒操作人员已经可以在显示屏2上查看水质参数和水温参数，信号指示装置8通过信号线与信号处理器7相连，信号处理器7、电源15、指示装置8、存储器11、显示屏2以及电源开关9均设置在主体支架上，为方便输出数据，显示屏2一侧设置串行通信接口11，可以将水位等信息传输到计算机或PDA中存储和显示。

具体的，测量刻度尺1柔性缠绕在主体支架3上，操作人员根据需要，向水井中下放适当长度的测量刻度尺1，当金属探头12接触水面时，裹在测量刻度尺1上的电源线与水形成闭合电路，探头会发出触发信号传到测量电路输入端，测量电路收到探头发出的触发信号，信号指示装置8开启，此时操作人员从刻度尺上读出与井口水平的刻度即为井内水位参数。

具体的，操作人员可以将读出的水位参数实时的输入到显示屏2上并存储。

根据本实用新型实施例的一些具体示例，在使用过程中，摄像头4、光源5、传感器6均为可拆卸进行替换的设备，可以根据不同的测量需求更换不同的传感器6，根据不同的环境要求更换光源5以及相应的摄像头4，具有较强的适应性。

具体的，传感器6包括一个水质传感器13和一个水温传感器14，当金属探头12接触到水时，发出触发信号，信号指示装置8开启，水质传感器13和水温传感器14的实时测量结果经测量刻度尺1两边缘的线路传到以信号处理器7为中心的测量处理电路，数据经处理后传到显示屏2显示并自动存入存储器11。

具体的，信号处理器7为ARM9型微处理器，作为测量电路的核心，收到金属探头12遇水的触发信号时，接收并处理水质传感器13、水温传感器14传送来的信号，经相应软件处理后结果自动存储在存储器11中，存储器11为24C02型电擦存储器，并在LCD显示屏2显示出来。

具体的，电源15为可充电锂电池。

具体的，在使用过程中，用户可以在显示屏2上可以随时看到当前的水质及水温等参数，而且还可以通过按键在显示屏2上存储水位参数及浏览历史数据。考虑到野外纸质记录不方便，系统中设计了串行通信接口10，可以将水位等信息传输到计算机或PDA中存储和显示，以便于数据的提取和进一步处理。本装置稳定、可靠，测量结果精确度高。

根据本实用新型实施例的一些具体示例，信号处理器7为ARM9型微处理器，在测量刻度尺1的金属探头12上安装一个小功率LED防水光源5和一个360°防水摄像头4，可以让操作人员在地面显示屏上实时观测到水井中的视频影像，从而在向井中下放金属探头12的过程中可以避开水井中的电缆等其他设施、设备。当水井井管或井壁出现漏水、渗水现象时，操作人员也可以通过360°防水摄像头4获取的水井中的视频影像找到漏水节点。金属探头12上的小功率LED光源5，保证了水井中没有自然光时，摄像头4仍然可以得到水井中清晰的视频影像。测量刻度尺1的两边缘裹有电源线和信号线，当金属探头12接触到地下水时，金属探头12发出触发信号传到信号预处理器16，信号预处理器16对信号进行预处理后传送到ARM9型微处理器，ARM9型微处理器收到信号后触发信号指示装置8开启，同时在金属探头12中设置水质传感器13、水温传感器14，显示屏2显示水质、水温等参数，操作人员通过地面上的显示屏，得到该井地下水的水质以及水温等相关参数。本实用新型专利的便携式多功能地下水测量装置中信号处理器7与显示屏2相结合，集数据采集、存储、显示于一体，具有操作方便、显示直观、功能齐全等优点，提高了地下水位观测的自动化程度。

本实用新型的便携式多功能地下水位测量装置的测量方法，包括以下步骤：

（1）选择所需要的摄像头4、光源5和传感器6安装在金属探头12相应位置；

（2）打开电源开关9，探头上的光源5发光，将探头放入水井中，放出测量刻度尺1，使探头在重力作用下向井下移动，同时观察显示屏2中的实时画面；

（3）当探头与井中地下水相接触时，测量电路收到探头发出的触发信号，信号指示装置8开启，显示屏2显示水质、水温等参数，从刻度尺上与井口水平位置读出水位参数并记录；

（4）测量结果自动存储到存储器11中，关掉电源开关9，收起测量刻度尺1测量完成。

本实用新型专利的有益效果是，可以在水井内环境复杂的情况下准确测量出水井中地下水位、水质、水温等各项参数，并在有特定需要时找到水井中的故障发生节点。

在本说明书的描述中；参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中；对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且；描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外；本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例；本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型；本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种便携式多功能地下水位测量装置，包括信号采集单元和信号处理单元，其特征在于，所述信号采集单元包括测量刻度尺，所述测量刻度尺一端设置有金属探头、至少一个用于测量地下水参数的传感器、光源和摄像头，所述金属探头、传感器、摄像头均通过信号线和电源线连接到所述信号处理单元，所述光源通过所述电源线连接到所述信号处理单元；所述信号处理单元还与电源、指示装置、存储器和显示屏相连。

2.根据权利要求1所述的便携式多功能地下水位测量装置，其特征在于，所述传感器包括水质传感器和水温传感器。

3.根据权利要求1所述的便携式多功能地下水位测量装置，其特征在于，还包括主体支架，所述测量刻度尺缠绕在该主体支架上。

4.根据权利要求3所述的便携式多功能地下水位测量装置，其特征在于，所述信号处理单元、电源、指示装置、存储器、显示屏均设置在所述主体支架上。

5.根据权利要求1所述的便携式多功能地下水位测量装置，其特征在于，所述电源线和信号线被包裹在测量刻度尺的两边缘形成一体结构。

6.根据权利要求1所述的便携式多功能地下水位测量装置，其特征在于，所述指示装置为指示灯和/或蜂鸣器。

7.根据权利要求1所述的便携式多功能地下水位测量装置，其特征在于，所述信号处理单元还与串行通信接口连接。

8.根据权利要求1所述的便携式多功能地下水位测量装置，其特征在于，所述电源为电池。

9.根据权利要求1所述的便携式多功能地下水位测量装置，其特征在于，所述光源为LED防水光源。

10.根据权利要求1所述的便携式多功能地下水位测量装置，其特征在于，所述摄像头为360°防水摄像头。