一种高精度可控地下水降水装置的制作方法

1.本实用新型涉及地下水降水装置领域，具体而言，涉及一种高精度可控地下水降水装置。


背景技术：

2.地下水是地球可利用水资源的重要组成部分，施工过程中的地下水降水工艺不应单纯的为施工降水服务，还应充分考虑保护地下水的资源性和地下水降水过程中对周边地质环境的影响，本着施工降水过程尽量减小对地下水资源和降水周边地质安全影响的原则，应减少降水过程中地下水的过度抽出。目前，众多的建筑、市政以及污染场地修复过程中都需要将场地内的地下水水位降低一定的深度。随着地下水引发的安全、经济和资源问题的迅速增多，提高地下水降水技术的重要性日益突出。
3.在地下降水领域，一个场地的降水基坑和降水井数量多时，传统的人工手动控制方法不仅操作繁琐，而且限制了地下水降水可控性；另一方面现有的降水技术无法精确的控制降水水位的目标值，容易造成过度降水，影响降水场地的地质条件和降水设备安全。人工手动控制方式成为了提高降水技术与效率的瓶颈，因此，急需一种自动化程度高，降水水位精度高可控的新型装置。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种高精度可控地下水降水装置，用以解决上述现有技术中存在的至少一个问题。
5.为达到上述目的，本实用新型提供了一种高精度可控地下水降水装置，其包括：手动控制电源开关、自动控制电路、交流/直流转换器、继电器液位探针、高精度水位控制模块和抽水系统，其中：自动控制电路包括自动控制电源开关、液位继电器、中间继电器和交流接触器，继电器液位探针包括长探针、中探针和短探针，高精度水位控制模块包括控制器和伺服电机，抽水系统包括水泵、水管、止回阀和水收集池，
6.手动控制电源开关的第一端、自动控制电源开关的第一端均与一交流电源连接，手动控制电源开关的第二端、自动控制电源开关的第二端均与交流/直流转换器、液位继电器、中间继电器和交流接触器连接，交流接触器、中间继电器、液位继电器依序连接，
7.交流/直流转换器的另一端连接控制器，
8.液位继电器通过一第一电导线连接中探针和短探针，中探针与长探针之间通过一第二电导线连接，
9.伺服电机连接在控制器与一定位连接段之间，定位连接段的另一端与中探针和短探针连接，定位连接段为刚性不导电的连接线，
10.水泵通过一第三电导线连接至交流接触器，
11.水管连接在水泵和水收集池之间，止回阀设置在水管上靠近水泵处，
12.控制器接收用户输入的地下水降水深度，以控制伺服电机通过定位连接段将中探
针和短探针于竖直方向移动至地下水降水深度对应的深度，
13.当短探针接触到地下水位时，工作过程如下：液位继电器闭合，中间继电器闭合，交流接触器闭合通电，水泵通电工作，地下水水位逐渐下降，
14.当中探针接触不到地下水位时，工作过程如下：液位继电器断开，交流接触器断电，水泵停止工作。
15.在本实用新型的一实施例中，伺服电机将接收到的来自控制器的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，并且能够将中探针和短探针的移动精度控制在
±
5cm以内。
16.第二电导线安装长度应满足后期水位调节需求，避免中探针下降至长探针位置以下。
17.用户由控制器输入的地下水降水深度为中探针所在的深度。
18.在本实用新型的一实施例中，用户由控制器输入的地下水降水深度为中探针所在的深度。
19.本实用新型提供的高精度可控地下水降水装置用于地下水降水井中，利用控制器控制伺服电机调节中探针和短探针的深度，并结合了液位继电器对抽水系统的控制调节，综合来看，本实用新型具有以下优异技术效果：
20.(1)采用伺服电机驱动的方式调节探针所在的深度，在地下水降水过程中能够对地下水位进行高精度控制，控制精度可达到
±
5cm；
21.(2)结构、原理简单，便于安装和操作，在地下水降水过程中有着较广泛的适用性；
22.(3)通过控制器的界面输入数据的方式调节降水深度，克服了传统的人工手动控制方法的操作弊端，提高了效率；
23.(4)设置了长探针，长探针是中探针、短探针传递信号的公共端，长探针处无水的情况下液位继电器不能闭合，水泵断电，与中探针一起为防止水泵空载运行提供双保险，能有效防止水泵在无水条件下空载运行，以保证设备运行的安全性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型一实施例的高精度可控地下水降水装置的示意图。
26.附图标记说明：1-手动控制电源开关；2-自动控制电路；21-自动控制电源开关；22-液位继电器；23-中间继电器；24-交流接触器；3-交流/直流转换器；4-继电器液位探针；41-长探针；42-中探针；43-短探针；5-高精度水位控制模块；51-控制器；52-伺服电机；6-抽水系统；61-水泵；62-水管；63-止回阀；64-水收集池；7-交流电源；l1-第一电导线；l2-第二电导线；l3-第三电导线；8-定位连接段；9-地面；10-花管；11-实管。
具体实施方式
27.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付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.图1为本实用新型一实施例的高精度可控地下水降水装置的示意图，如图1所示，本实用新型提供的高精度可控地下水降水装置包括：手动控制电源开关1、自动控制电路2、交流/直流转换器3、继电器液位探针4、高精度水位控制模块5和抽水系统6，其中：自动控制电路2包括自动控制电源开关21、液位继电器22、中间继电器23和交流接触器24，继电器液位探针4包括长探针41、中探针42和短探针43，高精度水位控制模块5包括控制器51和伺服电机52，抽水系统6包括水泵61、水管62、止回阀63和水收集池64，
29.手动控制电源开关1的第一端、自动控制电源开关21的第一端均与一交流电源7连接，手动控制电源开关1的第二端、自动控制电源开关21的第二端均与交流/直流转换器3、液位继电器22、中间继电器23和交流接触器24连接，交流接触器24、中间继电器23、液位继电器22依序连接，
30.交流/直流转换器3的另一端连接控制器51，
31.液位继电器22通过一第一电导线l1连接中探针42和短探针43，中探针42与长探针41之间通过一第二电导线l2连接，
32.伺服电机52连接在控制器51与一定位连接段8之间，定位连接段8的另一端与中探针42和短探针43连接，定位连接段8为刚性不导电的连接线，其应具有延展度低的特性，以减少精度控制误差；
33.水泵61通过一第三电导线l3连接至交流接触器24，
34.水管62连接在水泵61和水收集池64之间，止回阀63设置在水管62上靠近水泵61处，
35.控制器51接收用户输入的地下水降水深度，以控制伺服电机52通过定位连接段8将中探针42和短探针43于竖直方向移动至地下水降水深度对应的深度，
36.当短探针43接触到地下水位时(一般情况为地下水位由低至高上升至超过短探针43所在高度时)，工作过程如下：液位继电器22闭合，中间继电器23闭合，交流接触器24闭合通电，水泵61通电工作，地下水水位逐渐下降，
37.当中探针42接触不到地下水位时(一般情况为地下水位由高至低下降至短探针43所在高度以下时)，工作过程如下：液位继电器22断开，交流接触器24断电，水泵61停止工作。
38.本实用新型中的长探针的作用有二，其一是：井中液面在长探针以上时，液位继电器才能发挥控制电路接通或者闭合的作用；其二是：井中液面在长探针以下时，液位继电器断开，防止水泵空载运行。
39.本实用新型中，当水泵停止工作时，水管中的止回阀闭合，防止水管中存水回流。
40.在本实施例中，伺服电机52将接收到的来自控制器51的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，并且能够将中探针42和短探针43的移动精度控制在
±
5cm以内。
41.在本实施例中，用户由控制器51输入的地下水降水深度为中探针42所在的深度，即图1中的地面9与中探针42之间的竖直距离。
42.第一电导线l1、第二电导线l2、第三电导线l3均为能够传输电信号的传输线。
43.中探针42和短探针43之间的安装间距可根据降水水位容差的范围设定。长探针41和中探针42之间的第二电导线l2的安装长度应满足水位调节范围的要求。
44.本实用新型中，伺服电机52可根据实际要求选择sm、jsf和sa系列不同的伺服电机；根据选择的伺服电机型号选择与之相匹配的伺服编码控制器
45.井中液面于实际实施时是一个动态变化过程，液面亦有可能在较短时间内因外部液体大量注入或泄出而剧变，当液面升高或下降时，本实用新型中各个部件起到的作用由以上描述的原理和工作过程可以轻易推知，在此不再赘述。
46.本实用新型中的长探针、中探针、短探针一般可以为导线，实际就是一导电的金属物，其感测信号的原理是：利用水的导电性进行水位信号的传输，后经过对信号的放大再驱动继电器从而带动水泵进行排水。但由于水的导电性较差，不能直接驱动继电器电路的闭合和断开。所以液位继电器中要有电子线路将电流放大，以控制继电器正常工作。
47.图1中的花管10、实管11为本领域常见的结构，一般将井壁管和沉淀管统称为实管，滤水管称为花管，其用途为本领域技术人员所熟知，在此不予赘述。
48.本实用新型可以利用自动控制电路1实现自动工作，也可以应急状态下，手动将手动控制电源开关1连接至交流电源7，此时，电源接通，水泵61开始抽水工作，当手动将手动控制电源开关1与交流电源7断开时，水泵61停止抽水工作。
49.本实用新型提供的高精度可控地下水降水装置用于地下水降水井中，利用控制器控制伺服电机调节中探针和短探针的深度，并结合了液位继电器对抽水系统的控制调节，综合来看，本实用新型具有以下优异技术效果：
50.(1)采用伺服电机驱动的方式调节探针所在的深度，在地下水降水过程中能够对地下水位进行高精度控制，控制精度可达到
±
5cm；
51.(2)结构、原理简单，便于安装和操作，在地下水降水过程中有着较广泛的适用性；
52.(3)通过控制器的界面输入数据的方式调节降水深度，克服了传统的人工手动控制方法的操作弊端，提高了效率；
53.(4)设置了长探针，长探针是中探针、短探针传递信号的公共端，长探针处无水的情况下液位继电器不能闭合，水泵断电，与中探针一起为防止水泵空载运行提供双保险，能有效防止水泵在无水条件下空载运行，以保证设备运行的安全性。
54.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
55.本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
56.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。