一种自动监测井水位的设备的制作方法

本实用新型涉及一种自动监测井水位的设备，其所属领域为地质勘探行业，对深水井周期性自动检测，且能构远程统一检测、采集、处理数据的一种设备及方法。

背景技术：

地质勘探行业中，经常会对地下水位进行勘探检测，目前各省级以下的水位勘探员，任然采用传统方式，即通过带有铅垂的电线，连接蜂鸣器，将电线伸入深井，使两个线头导电，确定触及到水面，从而得出水位高度；国土资源部现所采用比较先进的设备，通过压力探头放入深井，但探头工况要求严格，且探头必须配备独特的深井，深井只能适配探头做测量，不能够放水泵，管子之类抽水的设备，国内联网勘探，存在网点少，代价高的情况。

技术实现要素：

为了解放人力，通过自动设备代替传统手动设备，为了解决探头测量法高昂的成本，为了实现所有普通井都具备全自动检测，采集，处理的能力，本实用新型提出一种自动检测深井水位的内置设备，直接通过设别自动运行，代替人手工，高频率，小周期，大密度，实时检测全国各地地下水资源状况，降低设备成本，减少人力检测数据的周期长，迟缓不及时，解决探头检测成本高昂，不通用性的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种自动监测井水位的设备，其特征在于：设备由框架单元、电箱、缠线单元、原点单元、排线单元、控制单元、服务器、电脑组成；通过框架支撑转轴和电机，电机带动转轴旋转缠线；电箱各部件协调；电线上固定限位球，电线上缠时可触发排线单元上的限位开关进行回原点，电线井下一端固定坠物，电线穿过排线单元，电线另一端缠绕在转轴上，电线穿过转轴和轴中心，轴向探出与旋转导电滑环连接；旋转导电滑环分别与转轴支架和转轴连接，旋转导电滑环将电线坠物端遇水导通的信号传到控制单元；排线单元通过辅助电机带动丝杆转动，丝母座随丝杆转动直线移动，电线从缠线单元出来穿过丝母座上的孔，缠线单元转动，丝母座移动，两者协调保证电线在转轴上缠线有规律，保证转轴上的电线与电线间不留间隙；原点单元的限位开关固定在丝母座下方，原点单元的另一部分为带限位球的电线，限位球在限位开关以下方向；控制单元控制实现回原点，下放电线，电线触水得数据，在排线单元作用下，转轴规律上缠电线；控制卡包含有温度检测模块、通信传输模块、地理定位模块、数据处理模块、功能扩展模块，控制卡接收并处理米数检测、温度检测、地理定位、上电时机判断保护的数据，将数据发送至服务器，服务器将数据上传电脑查看。

框架单元由转轴支架，电机支架，排线单元托，底架，滑环固定块，护罩，电箱，支座区组成；护罩对设备进行覆盖保护；转轴支架、电机支架、排线单元托、电箱固定在底架上，底架支撑设备；转轴支架为两块带中心孔的板，两中心孔可放轴承，两板中间可放转轴；电机支架为带中心孔的板，可穿电机轴；转轴支架与电机支架三个中心孔同心；底架有电箱区，电箱区固定电箱；转轴具有缠线功能，转轴中间穿过一根轴，转轴与轴固定；轴承安装在转轴支架的中心孔上，带有转轴的轴两端与转轴支架的轴承装配；转轴和轴分别有轴向孔和垂直于轴向的孔，电线一端横向穿过转轴，穿过轴，从轴向孔延伸出来，与旋转导电滑环一端导线接通，旋转导电滑环另一端的导线连接控制单元的控制卡，旋转导电滑环一端固定在轴上，另一端固定在转轴支架的滑环固定块上，滑环固定块固定在转轴支架上，保证轴和转轴相对转轴支架转动与电信号传输的时候，电线不打扭；电机支架固定电机，电机通过联轴节与转轴上轴的一端固定，电机转动，动力依次穿过联轴节，轴，转轴，从而缠绕电线；排线单元托固定在转轴下方，排线单元托上固定排线单元，排线单元上丝母座的移动可辅助缠线单元整齐缠线。

电箱固定在框架单元的电箱区，电箱上安装有断路器、变压器、电源线、相序保护器、控制卡、端子排、驱动器、触控屏。

缠线单元是由电机，转轴，联轴节，轴，旋转导电滑环，电线缠绕段，轴承组成;电机带有抱闸；转轴为工字型转轴，转轴有可与轴结合的轴向孔，并将轴与转轴结合，带有转轴的轴两端与转轴支架的轴承装配；转轴和轴分别有轴向孔和垂直于轴向的孔，转轴的垂直于轴向的孔与轴的垂直于轴向的孔相对应，轴靠旋转导电滑环端有轴向孔，延伸至上述垂直于轴向的孔处，可穿线从转轴缠线根部的垂直于轴向的孔进入，穿过轴的垂直于轴向的孔，再从轴的轴向孔探出；电线穿过排线单元和原点单元的部件，电线缠绕在转轴上，电线一端穿过转轴和轴的轴向孔和垂直于轴向的孔，轴向探出与旋转导电滑环一端导线连接，旋转导电滑环另一端导线与控制卡连接；旋转导电滑环一端与轴的轴向孔端连接，另一端与滑环固定块连接，旋转导电滑环可将线坠物端电线遇水导通的电信号传到控制单元；排线单元通过辅助电机带动丝杆转动，丝母座随丝杆转动直线移动，电线从缠线单元出来依次穿过丝母座上的孔，穿过原点单元的限位开关；电机通过联轴节与轴连接，轴与转轴固定，传递动力。

原点单元固定在排线单元丝母座上；电线穿过丝母座过线孔，丝母座过线孔下方固定限位开关，电线穿过限位开关；当电线上缠，电线上的限位球触碰到限位开关时，即得到零点信号，记为零点。

排线单元包括框架，导轨，丝母座，辅助电机；框架为长“口”字框，框架短边方向有丝杆安装孔，其长边方向，两边可固定导轨，丝母座上有过线孔，过线孔下方有限位开关安装位，丝母座两边有可与导轨结合的导轨槽；框架与排线单元托固定，框架上固定双导轨，丝母座与双导轨和丝杆结合，装配在框架之间，丝母座过线孔下方固定限位开关，辅助电机固定在框架一侧，辅助电机轴与丝杆固定；排线单元通过辅助电机带动丝杆转动，丝母座随丝杆转动直线移动，电线依次从缠线单元出来穿过丝母座上的孔，穿过限位开关。

电线结构分为缠绕段，限位球，非缠绕段，坠物；缠绕段是指在转轴上缠绕的部分，非缠绕段是指常置井中部分，两者之间由限位球隔开；电线井下部分端头有坠物，电线缠绕段端头穿过转轴、轴，与旋转导电滑环连接；电线具有两根及两根以上的线，可根据所采集的信号进行增减。

控制单元由变压器、驱动器、控制卡、相序保护器、断路器、端子排、电源线、触控屏组成；变压器将高电压变成所需要的不同底电压；断路器控制总电路通断；控制卡各模块处理不同指令；电源线给设备供电；驱动器驱动电机；端子排分配电压；触控屏人机交互；相序保护器连接水井电闸下路，当水井在工作，相序保护器得电，相序保护器的常闭触点转换为常开触点，控制卡判断该设备是否停止工作，以及何时延时检测，从而保证水位是在回升后状态检测出来的；控制卡控制下，各部件之间协作；预设规定时间到点，电机打开抱闸，电机转动，转轴向上缠绕进行回原点，回原点慢速回，待限位球碰到限位开关时，常开变常闭，停止，记录数据，作为“零”点；回完原点之后，电机带动转轴下放线，直到碰到水面，电线通路，电机停止转动，驱动器得出脉冲数给控制卡；电机上缠，为了保证电线是规律满层，排线单元通过辅助电机带动丝杆转动，丝母座随丝杆转动直线移动，电线从缠线单元出来穿过丝母座上的孔；丝母座移动，缠线单元转动，两者协调运动，保证电线在转轴上缠线有规律，转轴上的电线与电线间不留间隙；限位球回到距限位开关一定距离停止；随后将当地温度，检测数据，地理位置，设备状态信息由控制卡发给服务器，由电脑查看；当水井在工作，相序保护器得电，常开触点与常闭触点变换做为触发，通过控制卡判断该设备是否停止工作，以及何时延时检测，从而保证水位是在静水位状态下检测出来的，而不是水泵抽过的假水位。

本实用新型具有以下优点及有益效果：

地质勘探行业中，经常会对地下水位进行勘探检测，目前各省级以下的水位勘探员，任然采用传统方式，即通过带有铅垂的电线，连接蜂鸣器，将电线伸入深井，使两个线头导电，确定触及到水面，从而得出水位高度；国土资源部现所采用比较先进的设备，通过压力探头放入深井，但探头工况要求严格，且探头必须配备独特的深井，深井只能适配探头做测量，不能够放水泵，管子之类抽水的设备，国内联网勘探，存在网点少，代价高的情况；为了解放人力，通过自动设备代替传统手动设备，为了解决探头测量法高昂的成本，为了实现所有普通井都具备全自动检测，采集，处理的能力，本实用新型提出一种自动检测深井水位的内置设备，直接通过设别自动运行，代替人手工，高频率，小周期，大密度，实时检测全国各地地下水资源状况，降低设备成本，减少人力检测数据的周期长，迟缓不及时，解决探头检测成本高昂，不通用性的问题；本实用新型可将全国数据进行及时分析处理，便于对国内地下水位状况做到及时有效的了解。

附图说明

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；

图1是所述一种自动监测井水位的设备的装配图；

图2是所述一种自动监测井水位的设备的爆炸图；

图3是该设备机井的示意图；水井1b；

图4是该设备框架单元的示意图；框架单元1a，转轴支架1a-1，电机支架1a-2，中心孔1a-1-1，排线单元托1a-3，底架1a-4，护罩1a-5，电箱区1a-6,支座1a-7，滑环固定块1a-8；

图5是该设备缠线单元的示意图；缠线单元1c，转轴1c-1，垂直于轴向的孔11c-1-1，轴向孔11c-1-2，电机1c-2，电线1r，轴1c-4，垂直于轴向的孔21c-4-1，轴向孔21c-4-2，旋转导电滑环1c-5，联轴节1c-6,轴承1c-7；

图6是该设备原点单元的示意图；原点单元1d，限位球1d-1，限位开关1d-2；

图7是该设备控制单元的示意图；控制单元1f，控制卡1f-1，电箱1f-2，断路器1f-3，变压器1f-4，电源线1f-5，相序保护器1f-6，端子排1f-7，驱动器1f-8，触控屏1f-9；

图8是该设备排线单元的示意图；排线单元1e；框架1e-1,丝杆安装孔1e-1-1，丝杆1e-2，导轨1e-3，丝母座1e-4，导轨槽1e-4-1，孔1e-4-2，限位开关安装位1e-4-3，辅助电机1e-5；

图9是该设备电线的示意图；电线1r，坠物1r-1,缠线段1r-2，非缠线段1r-3，限位球1d-1；

图10是该设备控制原理图的示意图；服务器1g，电脑1h；

图11是该设备转轴1c-1和轴1c-4的垂直于轴向的孔和轴向孔的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述；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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围；此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，形状仅供参考，并且附图不一定是按比例绘制的;专利保护本实用新型的结构思路方案、方法，其他技术人员对结构形状做微变形，打擦边球，但物理性质、原理的结构方案、方法雷同，即落入本专利权利要求范围；在深井探测领域，凡是基于框架，能够靠本实用新型测量方法测量水位，能传输数据到服务器，并且电脑端能够接收处理数据，都属于本实用新型范畴，如若做微改变，没有脱离其定义，依然构成侵权。

一种自动监测井水位的设备，其特征在于：设备由框架单元1a、电箱1f-2、缠线单元1c、原点单元1d、排线单元1e、控制单元1f、服务器1g、电脑1h组成；通过框架单元1a支撑转轴1c-1和电机1c-2，电机1c-2带动转轴1c-1旋转缠线；电箱1f-2各部件协调；电线1r上固定限位球1d-1，电线1r上缠时可触发排线单元1e上的限位开关1d-2进行回原点，电线1r井下一端固定坠物1r-1，电线1r穿过排线单元1e，电线1r另一端缠绕在转轴1c-1上，电线1r穿过转轴1c-1和轴1c-4中心，轴向探出与旋转导电滑环1c-5连接；旋转导电滑环1c-5分别与转轴支架1a-1和转轴1c-1连接，旋转导电滑环1c-5将电线1r坠物1r-1端遇水导通的信号传到控制单元1f；排线单元1e通过辅助电机1e-5带动丝杆1e-2转动，丝母座1e-4随丝杆1e-2转动直线移动，电线1r从缠线单元1c出来穿过丝母座1e-4上的孔1e-4-2，缠线单元1c转动，丝母座1e-4移动，两者协调保证电线1r在转轴1c-1上缠线有规律，保证转轴1c-1上的电线1r与电线1r间不留间隙；原点单元1d的限位开关1d-2固定在丝母座1e-4下方，原点单元1d的另一部分为带限位球1d-1的电线1r，限位球1d-1在限位开关以下方向；控制单元1f控制实现回原点，下放电线1r，电线1r触水得数据，在排线单元1e作用下，转轴1c-1规律上缠电线1r；控制卡1f-1包含有温度检测模块、通信传输模块、地理定位模块、数据处理模块、功能扩展模块，控制卡1f-1接收并处理米数检测、温度检测、地理定位、上电时机判断保护的数据，将数据发送至服务器1g，服务器1g将数据上传电脑1h查看。

框架单元1a由转轴支架1a-1，电机支架1a-2，排线架托1a-3，底架1a-4，护罩1a-5，电箱区1a-6，支座1a-7，滑环固定块1a-8组成；护罩1a-5对设备进行覆盖保护；转轴支架1a-1、电机支架1a-2、排线架托1a-3、电箱1f-2固定在底架1a-4上，底架1a-4支撑设备；转轴支架1a-1为两块带中心孔1a-1-1的板，两中心孔1a-1-1可放轴承1c-7，两板中间可放转轴1c-1；电机支架1a-2为带中心孔1a-1-1的板，可穿电机轴1c-2-1；转轴支架1a-1与电机支架1a-2三个中心孔1a-1-1同心；底架1a-4有电箱区1a-6，电箱区1a-6固定电箱1f-2；转轴1c-1具有缠线功能，转轴1c-1中间穿过一根轴1c-4，转轴1c-1与轴1c-4固定；轴承1c-7安装在转轴支架1a-1的中心孔1a-1-1上，带有转轴1c-1的轴1c-4两端与转轴支架1a-1的轴承1c-7装配；转轴1c-1和轴1c-4分别有轴向孔11c-1-2和垂直于轴向的孔11c-1-1，电线1r一端横向穿过转轴1c-1，穿过轴1c-4，从轴向孔21c-4-2延伸出来，与旋转导电滑环1c-5一端导线接通，旋转导电滑环1c-5另一端的导线连接控制单元1f的控制卡1f-1，旋转导电滑环1c-5一端固定在轴1c-4上，另一端固定在转轴支架1a-1的滑环固定块1a-8上，滑环固定块1a-8固定在转轴支架1a-1上，保证轴1c-4和转轴1c-1相对转轴支架1a-1转动与电信号传输的时候，电线1r不打扭；电机支架1a-2固定电机1c-2，电机1c-2通过联轴节1c-6与转轴1c-1上轴1c-4的一端固定，电机1c-2转动，动力依次穿过联轴节1c-6，轴1c-4，转轴1c-1，从而缠绕电线1r；排线架托1a-3固定在转轴1c-1下方，排线架托1a-3上固定排线单元1e，排线单元1e上丝母座1e-4的移动可辅助缠线单元1c整齐缠线；电箱1f-2固定在框架单元1a的电箱区1a-6，电箱1f-2上安装有断路器1f-3、变压器1f-4、电源线1f-5、相序保护器1f-6、控制卡1f-1、端子排1f-7、驱动器1f-8、触控屏1f-9。

缠线单元1c是由电机1c-2，转轴1c-1，联轴节1c-6，轴1c-4，旋转导电滑环1c-5，电线1r-2，轴承1c-7组成；电机1c-2带有抱闸；转轴1c-1为工字型转轴，转轴1c-1有可与轴1c-4结合的轴向孔11c-1-2，并将轴1c-4与转轴1c-1结合，带有转轴1c-1的轴1c-4两端与转轴支架1a-1的轴承1c-7装配；转轴1c-1和轴1c-4分别有轴向孔11c-1-2和垂直于轴向的孔11c-1-1，转轴1c-1的垂直于轴向的孔11c-1-1与轴1c-4的垂直于轴向的孔21c-4-1相对应，轴1c-4靠旋转导电滑环1c-5端有轴向孔21c-4-2，延伸至上述轴1c-4的垂直于轴向的孔21c-4-1处，可穿线从转轴1c-1缠线根部的垂直于轴向的孔11c-1-1进入，穿过轴1c-4垂直于轴向的孔21c-4-1，再从轴1c-4的轴向孔21c-4-2探出；电线1r穿过排线单元1e和原点单元1d的部件，电线1r缠绕在转轴1c-1上，电线1r一端穿过转轴1c-1和轴1c-4的轴向孔11c-1-2和垂直于轴向的孔11c-1-1，轴向探出与旋转导电滑环1c-5一端导线连接，旋转导电滑环1c-5另一端导线与控制卡1f-1连接；旋转导电滑环1c-5一端与轴1c-4的轴向孔21c-4-2端连接，另一端与滑环固定块1a-8连接，旋转导电滑环1c-5可将线坠物1r-1端电线1r遇水导通的电信号传到控制单元1f；排线单元1e通过辅助电机1e-5带动丝杆1e-2转动，丝母座1e-4随丝杆1e-2转动直线移动，电线1r从缠线单元1c出来依次穿过丝母座1e-4上的孔1e-4-2，穿过原点单元1d的限位开关1d-2；电机1c-2通过联轴节1c-6与轴1c-4连接，轴1c-4与转轴1c-1固定，传递动力。

原点单元1d固定在排线单元1e丝母座1e-4上；电线1r穿过丝母座1e-4过线孔1e-4-2，丝母座1e-4过线孔1e-4-2下方固定限位开关1d-2，电线1r穿过限位开关1d-2；当电线1r上缠，电线1r上的限位球1d-1触碰到限位开关1d-2时，即得到零点信号，记为零点。

排线单元1e包括框架1e-1，导轨1e-3，丝母座1e-4，辅助电机1e-5；框架1e-1为长“口”字框，框架1e-1短边方向有丝杆安装孔1e-1-1，其长边方向，两边可固定导轨1e-3，丝母座1e-4上有过线孔1e-4-2，过线孔1e-4-2下方有限位开关安装位1e-4-3，丝母座1e-4两边有可与导轨1e-3结合的导轨槽1e-4-1；框架1e-1与排线架托1a-3固定，框架1e-1上固定双导轨1e-3，丝母座1e-4与双导轨1e-3和丝杆1e-2结合，装配在框架1e-1之间，丝母座1e-4过线孔1e-4-2下方固定限位开关1d-2，辅助电机1e-5固定在框架1e-1一侧，辅助电机1e-5轴与丝杆1e-2固定；排线单元1e通过辅助电机1e-5带动丝杆1e-2转动，丝母座1e-4随丝杆1e-2转动直线移动，电线1r依次从缠线单元1c出来穿过丝母座1e-4上的孔1e-4-2，穿过限位开关1d-2。

电线结构分为缠绕段1r-2，限位球1d-1，非缠绕段1r-3，坠物1r-1；缠绕段1r-2是指在转轴上缠绕的部分，非缠绕段1r-3是指常置井中部分，两者之间由限位球1d-1隔开；电线1r井下部分端头有坠物1r-1，电线1r缠绕段1r-2端头穿过转轴1c-1、轴1c-4，与旋转导电滑环1c-5连接；电线1r具有两根及两根以上的线，可根据所采集的信号进行增减。

控制单元1f由变压器1f-4、驱动器1f-8、控制卡1f-1、相序保护器1f-6、断路器1f-3、端子排1f-7、电源线1f-5、触控屏1f-9组成；变压器1f-4将高电压变成所需要的不同底电压；断路器1f-3控制总电路通断；控制卡1f-1各模块处理不同指令；电源线1f-5给设备供电；驱动器1f-8驱动电机1c-2；端子排1f-7分配电压；触控屏1f-9人机交互；相序保护器1f-6连接水井1b电闸下路，当水井1b在工作，相序保护器1f-6得电，相序保护器1f-6的常闭触点转换为常开触点，控制卡1f-1判断该设备是否停止工作，以及何时延时检测，从而保证水位是在回升后状态检测出来的。

控制卡1f-1控制下，各部件之间协作；预设规定时间到点，电机1c-2打开抱闸，电机1c-2转动，转轴1c-1向上缠绕进行回原点，回原点慢速回，待限位球1d-1碰到限位开关1d-2时，常开变常闭，停止，记录数据，作为“零”点；回完原点之后，电机1c-2带动转轴1c-1下放线，直到碰到水面，电线1r通路，电机1c-2停止转动，驱动器1f-8得出脉冲数给控制卡1f-1；电机1c-2上缠，为了保证电线1r是规律满层，排线单元1e通过辅助电机1e-5带动丝杆1e-2转动，丝母座1e-4随丝杆1e-2转动直线移动，电线1r从缠线单元1c出来穿过丝母座1e-4上的孔1e-4-2；丝母座1e-4移动，缠线单元1c转动，两者协调运动，保证电线1r在转轴1e-1上缠线有规律，转轴1e-1上的电线1r与电线1r间不留间隙；限位球1d-1回到距限位开关1d-2一定距离停止；随后将当地温度，检测数据，地理位置，设备状态信息由控制卡1f-1发给服务器1g，由电脑1h查看；当水井1b在工作，相序保护器1f-6得电，常开触点与常闭触点变换做为触发，通过控制卡1f-1判断该设备是否停止工作，以及何时延时检测，从而保证水位是在静水位状态下检测出来的，而不是水泵抽过的假水位。