基于电容式接近开关的观测井水位测量仪的制作方法

本实用新型涉及盐湖的竖井水位测量技术领域，具体涉及一种基于电容式接近开关的观测井水位测量仪。

背景技术：

湖水赋存在盐类沉积物的晶隙中的盐湖称为干盐湖也称为固体岩湖。盐湖晶间卤水的观测普遍通过竖井观测孔测量，主要参数包括水温和水位2项指标。盐湖面积广阔，自然条件恶劣。因此，实施人工测量的工作条件艰苦、工作效率低。另外由于晶间卤水一般为饱和或超饱和卤水，任何接触卤水的传感器壳体在很短时间内就会在其表面形成逐步变厚的结晶盐壳，导致大部分传感器损坏或失灵。只有温度传感器由于盐壳也具有热传导特性，可以正常使用。

目前，通过观测孔测量卤水水位时遇到的难题是：1、卤水在传感器壳体的结晶问题：由于晶间卤水一般为饱和或超饱和卤水，会导致凡是接触卤水的各类水位传感器因被结晶出的盐包裹，结晶出的盐会堵塞水位传感器的检测通道，导致被检测信号无法正常进入水位传感器，使得水位传感器无法正常工作；2、超声波测距传感器无法适用于此场景，超声波测距传感器会因为，超声波在观测孔内有时会出现共鸣现象，严重影响测量数据的稳定性；3、激光测距传感器也无法适用于此场景，激光测距传感器会因为卤水的透明度过高，水面不能有效反射测量光信号，导致无法测量。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种基于电容式接近开关的观测井水位测量仪，依据卤水的介电常数与空气差异明显的物理特性，利用电容式接近开关无需进入水中、不受观测孔直径影响、不受卤水透明度影响的特性，顺利准确的进行测量水位。

本实用新型解决上述技术问题的方案如下：

基于电容式接近开关的观测井水位测量仪，包括微型电动卷扬机、旋转编码器、钢丝绳拉索、水面传感器、上止点检测开关和控制器，

所述钢丝绳拉索缠绕于微型电动卷扬机上，钢丝绳拉索的末端经过旋转编码器之后连接水面传感器，上止点检测开关安装于观测井井口；

所述水面传感器包括电容式接近开关和无线模块，电容式接近开关连接无线模块，微型电动卷扬机、旋转编码器、无线模块和上止点检测开关与控制器信号连接。

所述钢丝绳拉索的直径为0.3-0.5mm。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点：

电容式接近开关属于一种具有开关量输出的位置传感器，它是利用空气介电常数很小，而其它物质介电常数大的特点，对非空气物质进行检测的：

C＝ε×ε0×S/d

式中:C为电容C，单位F；

ε为相对介电常数；

ε0为真空介电常数，取值为8.86×10^-12，单位F/m；

S为面积，单位平方米；

d为极板间距，单位米。

非空气物质物体移向接近开关时，当距离小于或等于有效检测距离时，接近开关的输出信号的状态翻转，发出检测到物体的信号。

本实用新型就是利用电容式接近开关的上述特性，依据卤水的介电常数与空气差异明显的物理特性，利用电容式接近开关无需进入水中、不受观测孔直径影响、不受卤水透明度影响的特性，顺利准确的进行水位测量。

附图说明

图1是本实用新型的基于电容式接近开关的观测井水位测量仪的结构示意图。

图2是控制器的连接图。

图3是水面传感器的连接图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2和图3所示的基于电容式接近开关的观测井水位测量仪，包括微型电动卷扬机1、旋转编码器2、钢丝绳拉索3、水面传感器4、上止点检测开关5和控制器6，钢丝绳拉索3缠绕于微型电动卷扬机上1，钢丝绳拉索3的末端经过旋转编码器2之后连接水面传感器4，上止点检测开关5安装于观测井井口；水面传感器4包括电源7、电容式接近开关8和无线模块9，电容式接近开关8连接无线模块9，微型电动卷扬机1、旋转编码器2、无线模块9和上止点检测开关5与控制器6信号连接。钢丝绳拉索3的直径为0.3mm。微型电动卷扬机1用于在控制器6控制下收、放钢丝绳拉索3，旋转编码器2用于测量收、放钢丝绳拉索3的长度，收放钢丝绳拉索3的长度就是测量到的井深数据。

控制器6在接收到测量命令后，首先检测上止点检测开关5的信号是否正常，如果没有上止点信号，则控制微型电动卷扬机1逆时针旋转，直到上止点检测开关5检测到水面传感器4到位的信号。当控制器6检测到上止点检测开关5的信号后，控制微型电动卷扬机1顺时针旋转，放下水面传感器4，并开始通过旋转编码器2测量放下钢丝绳拉索3的长度。当水面传感器4距离水面达到预设距离后，通过其内部的无线模块9向控制器6发出达到水面信号。控制器6收到水面到达信号后，存储钢丝绳拉索3下降长度数据(即井深)。然后控制微型电动卷扬机1逆时针旋转，直到上止点检测开关5检测到水面传感器4到位的信号。

其中水面传感器4包括图3所示的3个部分。电源7为干电池组，为电容式接近开关8和无线模块9提供工作电源。当电容式接近开关8距离水面达到设定距离时，对无线模块9发出“工作”指令信号，无线模块9向位于井口的控制器6发出水面到达信号。当水面传感器4被微型电动卷扬机1牵引上移，使其与水面距离大于设定距离时，电容式接近开关8对无线模块9不能发出“工作”指令信号，无线模块9立刻停止工作。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。