浮标式多功能地下水监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种浮标式多功能地下水监测装置，属于地下水位测量技术领域。
【背景技术】
[0002]地下水监测是收集地下水信息资料的重要手段，准确及时的资料收集不仅能够指导工作实践解决问题，而且更是研究地下水位动态规律的基础。掌握不同研究区域、不同水文地质单元、不同水源地地下水要素时空变化特征，对地下水资源的开发、保护、研究与管理具有重要意义。地下水主要监测要素有地下水位、水温、水质、流速及流向等，其中地下水水位是最基本、最普遍也是最重要的地下水监测要素。
[0003]水位测量中按测量方式可分为测绳式、浮子式、超声波式、激光式、压力式及感应式等多种形式。目前国内地下水水位观测方法多采用传统方式，应用的仪器设备相对简单，自动化程度很低且存在较大误差。随着国家地下水监测工程的启动，越来越多先进的地下水位监测方法和设备将被采用。地下水位激光测量装置精度高，可靠性好，属于光波测量技术范畴。激光式水位计分为脉冲法、差频相位法、相位法，脉冲式激光水位测量因电路实现而造价昂贵，差频相位法要求在被测两端有能够主动配合的目标，相位法则要求的测距端必须能够反射(反射镜或反射装置)。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术，本实用新型提供一种浮标式多功能地下水监测装置，其特点是快捷、便利、电路简单、故障率低、可靠性高。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种浮标式多功能地下水监测装置，包括:用于固定在钻孔口的壳体，壳体内设有信号接收器，所述信号接收器与信号处理装置相连，信号处理装置与成果输出装置相连，所述信号接收器、信号处理装置和成果输出装置均与处理器相连；用于置于钻孔内水平面上的浮标，所述浮标上设有激光发射装置，该激光发射装置包括激光发射器和电源，所述激光发射器的发射端和信号接收器的接收端相对应。
[0007]另外，根据本实用新型实施例的浮标式多功能地下水监测装置还可以具有以下附加技术特征:
[0008]优选的，所述激光发射装置还包括信号控制器，信号控制器与所述激光发射器相连。
[0009]优选的，所述信号处理装置包括信号过滤器，信号过滤器与所述信号接收器和信号放大器相连，信号放大器与运算器相连。
[0010]优选的，所述成果输出装置包括存储器和发射器，所述存储器和发射器与信号处理装置相连，所述发射器还与USB接口、蓝牙发射模块和无线传输模块相连。
[0011]优选的，所述处理器为ARM单片机。
[0012]优选的，所述壳体上还设有开关，所述开关与所述处理器相连。
[0013]优选的，该装置还包括供电电源。
[0014]优选的，所述电源为太阳能电池。
[0015]优选的，利用USB接口与电脑相连，通过在电脑中安装的专用操作软件，可定制测量时间。
[0016]优选的，所述浮标上设有用于连接到钻孔口处的拉绳、连接到信号控制器的导线和连接到电源的电源线。
[0017]优选的，所述浮标上还可以设置以下一种或多种:水温传感器、电导率传感器、溶解氧传感器或其它水质传感器。
[0018]本实用新型的浮标式多功能地下水监测装置其工作流程可以是:信号控制器控制激光发射控制器的发射端发出激光脉冲，激光直接达到信号接收器的接收端。激光信号通过仪表过滤技术(信号过滤器)、仪表放大技术(信号放大器)和单片机控制技术对数据进行识别、提取、放大、转换，然后进入数据处理器进行运算。运算完成后处理结果(测量日期时间、地下水位埋深、水温、电导率等)保存于储存器中，再根据需要随时将结果发送到手机等设备或经无线传输发送到相应网址或通过USB接口拷贝至计算机或PDA中。
[0019]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】
[0020]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:
[0021]图1是本实用新型的结构示意图；
[0022]图2是本实用新型的原理框图；
[0023]附图标记说明:
[0024]壳体1 ;专用井盖2 ;太阳能电池板3 ;保护外罩4 ;信号控制器5 ;激光发射器6 ;信号接收器7 ;信号过滤器8 ;信号放大器9 ;运算器10 ;数据存储器11 ;数据发射器12 ;USB接口 13 ;蓝牙发射模块14 ;无线传输模块15 ;ARM单片机16 ;发射端17 ;接收端18 ;浮标19 ;拉绳20 ;导线21 ;电源线22 ;水质传感器23。
【具体实施方式】
[0025]下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0026]如图1-2所示，本实施例提供了一种浮标式多功能地下水监测装置，包括壳体1、信号接收器7、信号处理装置、成果输出装置、处理器和浮标19。
[0027]壳体1固定在专用井盖2内侧，井盖上面设有太阳能电池板3，太阳能电池板3外罩有通光的保护外罩4，太阳能电池板3用于给该装置提供供电电源。壳体1内设置信号接收器7、信号处理装置、成果输出装置和ARM单片机16。壳体1上还设有开关，开关与ARM单片机16相连。
[0028]信号处理装置包括信号过滤器8，信号过滤器8与信号接收器7和信号放大器9相连，信号放大器9与运算器10相连。成果输出装置包括存储器11和发射器12，存储器11和发射器12均与运算器10相连，发射器12还与USB接口 13、蓝牙发射模块14和无线传输模块15相连。信号接收器7、信号处理装置和成果输出装置均与ARM单片机16相连。
[0029]浮标19上设有激光发射装置，该激光发射装置包括信号控制器5、激光发射器6，信号控制器5与激光发射器6相连，激光发射器6的发射端17和信号接收器7的接收端18相对应，激光发射装置的信号控制器5通过导线21与ARM单片机16相连。激光发射装置通过电源线22连接到电阳能电池板，由太阳能电池板3供给电源。另外，为方便将浮标19放入取出监测井，在浮标19上还设有用于连接到钻孔口处的拉绳20。
[0030]具体的，信号接收器7利用ARM单片机16实现基于数字相关的算法，将激光信号改善信噪比，有效恢复淹没于强背景噪声中的微弱信号，转换为相应的电信号。信号放大器9可以进行微弱光电信号的检测与采集，具有小尺寸、低功率、低温漂、高抗干扰、强信噪比、大倍数运放的特点。由太阳能电池持续供能工作，或经ARM单片机16控制通电时长；数块锂电池用以随时更换，确保测量装置不间断运行。测量装置运行期间结果自动保存到SD储存卡，ARM单片机16可设置短信发射模块实时通知到工作人员，可携带笔记本电脑通过USB接口 13将测量结果导出或通过无线传输方式发送至指定网址，也可更换SD储存卡后带回办公室通过读卡器传输至计算机。
[0031]根据本实用新型示例的一种使用方法:打开固定在井口的仪器总开关，通过笔记本电脑定制测量时间、频次及测量结果存储格式。激光发射器6发出的激光信号直接由激光接收器(信号接收器7)接收，再经信号处理即可储存、传输。
[0032]浮标19上还可以设置有以下水质监测探头:水温传感器、电导率传感器、溶解氧传感器等水质传感器23或其它水质传感器23。
[0033]该装置通常被用于地下水专用监测井中。
[0034]本实用新型的装置还可参照专利201320198807.1 (手持式智能化地下水位激光测量装置)的结构和要求进行设计。
[0035]补充说明，所述的实施方式是用以说明本实用新型，并不用以限制本实用新型。在不进行商业用途的情况下，欢迎本技术领域的技术、科研人员根据本实用新型的原理进行润饰和改进。
【主权项】
1.一种浮标式多功能地下水监测装置，其特征在于，包括: 用于固定在井口的壳体，壳体内设有信号接收器，所述信号接收器与信号处理装置相连，信号处理装置与成果输出装置相连，所述信号接收器、信号处理装置和成果输出装置均与处理器相连； 用于置于钻孔内水平面上的浮标，所述浮标上设有激光发射装置，该激光发射装置包括激光发射器和电源，所述激光发射器的发射端和信号接收器的接收端相对应。2.根据权利要求1所述的浮标式多功能地下水监测装置，其特征在于，所述信号接收器还包括信号控制器，信号控制器与所述激光发射器相连。3.根据权利要求1所述的浮标式多功能地下水监测装置，其特征在于，所述信号处理装置包括信号过滤器，信号过滤器与所述信号接收器和信号放大器相连，信号放大器与运算器相连。4.根据权利要求1或2所述的浮标式多功能地下水监测装置，其特征在于，所述成果输出装置包括存储器和发射器，所述存储器和发射器与信号处理装置相连，所述发射器还与USB接口、蓝牙发射模块和无线传输模块相连。5.根据权利要求1所述的浮标式多功能地下水监测装置，其特征在于，所述处理器为ARM单片机。6.根据权利要求1所述的浮标式多功能地下水监测装置，其特征在于，所述壳体上还设有开关，所述开关与所述处理器相连。7.根据权利要求1所述的浮标式多功能地下水监测装置，其特征在于，该装置还包括太阳能电池。8.根据权利要求1所述的浮标式多功能地下水监测装置，其特征在于，所述浮标上设有用于连接到井口处的拉绳、导线和电源线。9.根据权利要求1所述的浮标式多功能地下水监测装置，其特征在于，所述浮标上还设置以下一种或多种水质传感器:水温传感器、电导率传感器和溶解氧传感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种浮标式多功能地下水监测装置，包括用于固定在井口的壳体，壳体内设有信号接收器，所述信号接收器与信号处理装置相连，信号处理装置与成果输出装置相连，所述信号接收器、信号处理装置和成果输出装置均与处理器相连；用于置于钻孔内水平面上的浮标，所述浮标上设有激光发射装置，该激光发射装置包括激光发射器和电源，所述激光发射器的发射端和信号接收器的接收端相对应。本实用新型具有快捷、便利、电路简单、故障率低、可靠性高等优点。
【IPC分类】G01F23/64
【公开号】CN205049213
【申请号】CN201520837301
【发明人】张保祥, 张鹏云, 张保林, 孟凡海
【申请人】山东省水利科学研究院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月27日