CN219642105U - 一种远程抽水试验自动化测控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种远程抽水试验自动化测控系统，包括置于水井内的水泵、与水泵的出水口连接的水泵水管及配电箱，及置于水井内的地下水位监测仪器探头及井下数据传输线、具有4G传输终端的水位数据采集盒、带4G传输功能的电磁流量计具有远程控制端子的变频器、数据分析和实时显示的计算终端；地下水位监测仪器探头及井下数据传输线与具有4G传输终端的水位数据采集盒连接，通过雷达与卫星将数据发送至数据分析和实时显示的计算终端；通过变频器实现对水泵的流量控制；电磁流量计对出水流量进行现场采集或通过卫星将数据发送至数据分析和实时显示的计算终端。本实用新型数据准确性高，实现远程控制，自动化程度高，节省时间和人力。

Description

一种远程抽水试验自动化测控系统

技术领域

本实用新型属于地下水位、流量远程监测及控制领域，具体涉及一种远程抽水试验自动化测控系统。

背景技术

在在生产实践当中，水文地质试验作为一种重要手段，是获得水文地质资料计算水文地质参数的基本方法，一般情况下可以使用经验数据、经验公式、室内试验和野外试验来确定水文地质参数，其中野外试验包括抽水试验、注水试验以及渗流试验，而野外抽水试验是最直接最实用的一种方式。通过对现场抽水数据观测，获取现场试验的流量降深变化数据，利用地下水动力学流体流动过程方程，对渗透系数、导水系数等水文地质参数进行计算，定量的评价含水层富水性和区域的水资源量，提供相关工程的设计基础数据，其成果资料对区域水文地质条件的认识和评价有极大的影响。由此可见抽水试验在工程实践中的地位举足轻重，其成果直接影响着工程的进行。

传统的地下水位监测采用“测绳+万用表”的方法，每个落程抽水均需要人为读取各时刻水位变化，直到水位稳定后再增加水泵进行下一落程的抽水试验，抽水试验稳定后还需要对水位进行恢复测量。由于人为原因抽水井和观测井埋深往往不能同步观测，或对抽水过程中的其他一些变化不能及时掌握。传统的抽水流量监测采用三角堰或梯形堰，将三角堰或梯形堰安装在要测定的水流处，当水溢流并稳定以后，利用标尺测量水位读取标尺读数。三角堰或梯形堰应安置于稳固的基础上，保持水平，每次标尺测量时需保证起始读数准确，保持垂直。传统方法虽然也能够得到相应的水文地质参数，但是存在一定的缺陷：

第一，动水位观测的准确性。仪器受井壁滴水、井内潮湿影响易出现短路、测试失灵或误判，在动水位埋深较大时，观测难度更大。

第二，动水位观测的频率控制。试验孔动水位在开泵后一般下降很快，常规测绳、导线简易水位计难于同步，难严格地按要求时间间隔测得水位，对非稳定流抽水试验影响明显。

第三，流量观测的准确度和频率。采用堰流法、容积法或水表等测得流量误差一般较大，读数受试验人员熟练程度影响。

第四，动水位和流量观测的同步性。采用常规设备，动水位观测间隔和频次控制难度大，易出现水位和流量观测不同步。群井抽水试验，观测井和抽水井距离较远，做到准时同步困难更多。

第五，试验人员配备多。各分工人员需长时间持续不间断观测。

为取得精确的抽水试验数据资料，抽水试验的设计和进行都有着十分严格的要求。常规抽水试验需要人工定时采用水位测尺量测水位和水量，不仅费时而且费力，而且还要连续抽水48小时，人为读数误差较大，另外不能实时看到数据曲线，无法实现数据的及时纠偏。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述抽水试验现有技术中的不足，提供一种远程抽水试验自动化测控系统，以实现地下水位、抽水流量数据的自动采集，室内实时显示水位和流量变化曲线，实时计算渗透系数等参数，可远程控制抽水流量。另外装置供电系统稳定，可长时间为设备供电，数据传输稳定，自动化程度高。

为达上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种远程抽水试验自动化测控系统，包括置于水井内的水泵、与水泵的出水口连接的水泵水管及配电箱，其特殊之处在于，还包括置于所述水井内的地下水位监测仪器探头及井下数据传输线、具有4G传输终端的水位数据采集盒、带4G传输功能的电磁流量计、具有远程控制端子的变频器、数据分析和实时显示的计算终端；

所述地下水位监测仪器探头及井下数据传输线与所述具有4G传输终端的水位数据采集盒连接；

所述具有4G传输终端的水位数据采集盒通过雷达与卫星将数据发送至所述数据分析和实时显示的计算终端；

所述配电箱与所述具有远程控制端子的变频器、水泵电缆与所述水泵串联，通过所述具有远程控制端子的变频器实现对所述水泵的流量控制；

所述带4G传输功能的电磁流量计安装在所述水泵水管，对出水流量进行现场采集或远程传输；且所述带4G传输功能的电磁流量计与所述配电箱通过导线连接；

所述带4G传输功能的电磁流量计通过卫星将数据发送至所述数据分析和实时显示的计算终端；

所述具有远程控制端子的变频器接收来自所述数据分析和实时显示的计算终端的指令，通过调整所述水泵的工作频率，控制抽水流量，完成三个落程抽水试验。

前述地下水位监测仪器探头是一体式压力水位计，采用高性能锂电池供电，具备仪表数据采集、设备状态监测和4G/3G/2G远程通信功能，对水位数据进行实时自动采集。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、与现有的抽水试验相比，本实用新型采用远程数据传输的方式对数据进行实时采集，保证数据准确性，为水文地质参数获取提供实时准确数据，节省时间和人力。

2、本实用新型使用带有远程控制端子的变频器，通过接收来自数据接收与实时显示、数据分析计算终端的命令，改变水泵工作频率，实现抽水流量的远程控制。

3、本实用新型采用压力传感器式水位测量仪和数字式流量表，也采用4G数据传输模式，实现定时远程水位、流量数据的采集和传输，自动化程度高。

4、本实用新型能够通过数据接收与实时显示、数据分析计算终端，实现终端实时显示水位和流量变化曲线，实时计算渗透系数等参数。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型一种远程抽水试验自动化测控系统和装置结构示意图。

图中：1、水井；2、水泵；3、水泵水管；4、配电箱；5、水位在线监测仪器探头及井下数据传输线；6、具有4G传输终端的水位数据采集盒；7、带4G传输功能的电磁流量计；8、具有远程控制端子的变频器；9、水泵电缆；10、数据分析和实时显示的计算终端；11、电线杆。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“对齐”、“重叠”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示的一种远程抽水试验自动化测控系统，包括地下水位监测仪器探头及井下数据传输线5、具有4G传输终端的水位数据采集盒6(或水位数据采集盒与4G传输终端)、带4G传输功能的电磁流量计7、具有远程控制端子的变频器8、数据分析和实时显示的计算终端10。其中，置于水井1内的地下水位监测仪器探头及井下数据传输线5与具有4G传输终端的水位数据采集盒6连接实时监测地下水位数据，具有4G传输终端的水位数据采集盒6通过雷达与卫星将数据发送至数据分析和实时显示的计算终端10，水泵2为地下水与具有远程控制端子的变频器8的连接装置，该具有远程控制端子的变频器8为水泵2流量控制装置，配电箱4通过水泵电缆9为水泵2供电，带4G传输功能的电磁流量计7通过水泵水管3与水泵2连接，此图中带4G传输功能的电磁流量计7安装在水泵水管9的地面部分上，而配电箱4通过电线杆11为带4G传输功能的电磁流量计7提供电量，带4G传输功能的电磁流量计7利用卫星将数据发送至据分析和实时显示的计算终端10，实现了实时观测数据并监测装置是否正常运行的目的。

其中，地下水位监测仪器探头及井下数据传输线5由陕西恒瑞测控系统有限公司生产，型号为一体式压力式水位计，电池供电测控终端RTU；带4G传输功能的电磁流量计7由江苏雷泰自动化仪表股份有限公司生产，型号DN80mm内衬四氟电磁流量计；具有远程控制端子的变频器8由施耐德(无锡)变频器有限公司生产，型号为ATV 310A变频器。

具有4G传输终端的水位数据采集盒6、带4G传输功能的电磁流量计7和具有远程控制端子的变频器8均通过卫星4G通讯终端进行数据的自动采集与传输。

水位在线监测仪器探头为一体式压力水位计，采用高性能锂电池供电，具备仪表数据采集、设备状态监测和4G/3G/2G远程通信等功能，对水位数据进行自动采集，数据具有准确性且数据收集自动化程度高。

具有远程控制端子的变频器8接收来自数据分析和实时显示的计算终端10的命令，通过调整水泵工作频率，控制抽水流量，完成三个落程抽水试验。

带4G传输功能的电磁流量计7数字显示屏实时显示流量数据，内置远程控制端子，对流量数据进行现场采集或远程传输。数据分析和实时显示的计算终端10通过信号传输在室内实时显示水位和流量变化曲线，通过抽水试验计算软件，实时计算渗透系数等参数。

使用实施例对经系统监测得到的抽水试验数据进行分析验证：

应用实施例对临潼代张杨村地下水水位及抽水流量数据进行收集、监测，地下水位数据通过水位在线检测探头及井下数据传输线传输至水位数据采集盒与4G传输终端并进行采集，抽水流量数据通过带4G传输功能的电磁流量计进行采集，最终以卫星信号的传输形式汇总至数据接收与实时显示、数据分析计算终端，经分析水位数据及流量数据监测频率稳定，数据基本无异常。本实用新型能够为水文地质参数获取提供实时准确数据，不仅能够控制抽水流量，还能够节省时间和人力。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种远程抽水试验自动化测控系统，包括置于水井(1)内的水泵(2)、与水泵(2)的出水口连接的水泵水管(3)及配电箱(4)，其特征在于：还包括置于所述水井(1)内的地下水位监测仪器探头及井下数据传输线(5)、具有4G传输终端的水位数据采集盒(6)、带4G传输功能的电磁流量计(7)、具有远程控制端子的变频器(8)、数据分析和实时显示的计算终端(10)；

所述地下水位监测仪器探头及井下数据传输线(5)与所述具有4G传输终端的水位数据采集盒(6)连接；

所述具有4G传输终端的水位数据采集盒(6)通过雷达与卫星将数据发送至所述数据分析和实时显示的计算终端(10)；

所述配电箱(4)与所述具有远程控制端子的变频器(8)、水泵电缆(9)与所述水泵(2)串联，通过所述具有远程控制端子的变频器(8)实现对所述水泵(2)的流量控制；

所述带4G传输功能的电磁流量计(7)安装在所述水泵水管(3)，对出水流量进行现场采集或远程传输；且所述带4G传输功能的电磁流量计(7)与所述配电箱(4)通过导线连接；

所述带4G传输功能的电磁流量计(7)通过卫星将数据发送至所述数据分析和实时显示的计算终端(10)；

所述具有远程控制端子的变频器(8)接收来自所述数据分析和实时显示的计算终端(10)的指令，通过调整所述水泵(2)的工作频率，控制抽水流量，完成三个落程抽水试验。

2.如权利要求1所述的远程抽水试验自动化测控系统，其特征在于：所述地下水位监测仪器探头是一体式压力水位计，采用高性能锂电池供电，具备仪表数据采集、设备状态监测和4G/3G/2G远程通信功能，对水位数据进行实时自动采集。