专利名称：一种钻孔水位测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及钻孔水位测量仪器技术领域，尤其是涉及一种钻孔水位测量 装置。
背景技术：
在水利水电勘探钻孔中，对地下水位进行测量是一项必不可少的工作， 而且测量的准确程度也直接关系到水文地质资料的精度。当下，对地下水位
进行测量通常采用两种方法第一种是简易测量，当孔深不大时，利用测绳 吊钢尺或吊铁筒的办法，在孔口依靠人工听水声，当钢尺或铁筒触碰到水后 测量测绳长度确定水位深度。第二种是采用水位仪，其基本原理是采用探头 即传感器触碰水，触碰水后传感器将信号传输给地面接收器，然后进行人工 计数确定水位深度。
目前，市场上的水位测量仪基本采用手工测量计数。不管是采用传统的 简易测量方法，还是用仪器但需要人工计数的方法测量，都会受到人为因素 的影响，使得测量中的误差难以控制，容易产生较大的误差，从而使测量水 位深度的精度进一步降低，难以满足规范的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种水位测量装置，该装置能够提够一种自动计 数技术，解决了现有技术中一直存在的在测量过程中人工计数容易产生误差 的问题，实现了测量误差小，从而进一步提高了测量水位深度的精度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案
一种水位测量装置，所述水位测量装置包括自动计数系统、传动轮和探头。
所述探头的测线夹接在所述传动轮上，所述传动轮与所述测线同步动作； 所述传动轮上设有光纤感应器，所述光纤感应器每感应所述传动轮旋转设定 角度，输出一个感应信号到所述自动计数系统中；所述探头触碰到水面后，传送警示信号到所述自动计数系统，所述自动 计数系统依据接收到感应信号的数量计算水位深度。
所述自动计数系统包括自动计数器和光纤;故大器；
所述光纤放大器与所述自动计数器连接，所述光纤放大器收到1所述光 纤感应器输出的感应信号，并将所述的感应信号传送到所述自动计数器中， 所述自动计数器进行计数。
优选的，所述传动轮包括过线转轮、转轮轴和支撑板；
所述光纤感应器设置于所述转轮轴中，所述过线转轮套装在所述转轮轴 上，所述转轮轴两端连接在所述支撑板上；所述测线夹接在过线转轮上，所 述过线转轮随所述测线同步动作。
所述支撑板上进一步包括轴承，所述轴承两端连接在所述支撑板上，所 述轴承上套装有导向轮，所述导向4仑对所述测线进行导向。
所述支撑板的外侧进一步包括导向钩，所述导向钩安装在临近所述导向 轮的支撑板外侧，并与所述导向轮平行。
优选的，所述过线转轮上包括15个感应点，所述感应点均匀设置于所述 过线转轮上。
优选的，所述感应点设置于所述过线转轮的深槽中。 优选的，所述装置进一步包括巻扬机，所述探头的测线缠绕在所述巻扬 机上。
优选的，所述探头包括锥体、铅块、探管、金属柱、绝缘体和浮标。
所述探头中锥体的圆柱面与铅块相接，所述锥体的圆柱面与铅块相接的 一端部分套装在探管中；金属柱套装在与所述锥体相对一端的探管中；所述 金属柱的 一端与所述测线相连接；
所述金属柱之间用绝缘体相连接，所述绝缘体连接在所述金属柱与探管 壁之间；所述金属柱与所述铅块之间装有浮标。
优选的，所述浮标两端为圓锥结构。
优选的，所述浮标进一步包括金属帽，所述金属帽安装在浮标临近所述 金属柱的一端，所述浮标的另一端则缠有金属丝。
经由上述可知，在本发明的水位测量装置进行测量时，下放带测线的探 头，过线转轮与测线同步动作，过线转轮上的感应点用于感应测线的动作，光纤感应器每感应到一个感应点，输出一个感应信号给自动计数系统，当#笨 头触碰到水时，探头内部的电路连通，并产生一个警示信号，将该警示信号 传送到自动计数系统，该自动计数系统依据接收到感应信号的数量计算水位 深度。由于采用了自动计数，从而使得误差得到控制，减小了测量误差，进 一步提高了水位测量的精度。
此外，本发明中所提供的自动计数系统不需要另接感应器，结构更加简单。
图1为本发明水位测量装置的示意图2为本发明水位测量装置中自动计数系统的示意图3为本发明水位测量装置中传动轮的示意图4为本发明水位测量装置第一实施例的示意图5为本发明水位测量装置第二实施例中传动轮的示意图6为本发明水位测量装置中巻扬机的示意图7为本发明水位测量装置中浮标式探头的示意图。
具体实施例方式
本发明水位测量装置提供了一种自动计数系统，在进行水位测量时，使 得误差得到控制，减小了测量误差，进一步提高了水位测量的精度，操作也 十分方便。
本发明水位测量装置的工作原理为，下放带测线的探头，过线转轮与测 线同步动作，过线转轮上的感应点用于感应测线的动作，光纤感应器每感应 到一个感应点，输出一个感应信号给自动计数系统，当探头触碰到水时，探 头内部的电路连通，并产生一个警示信号，将该警示信号传送到自动计数系 统，该自动计数系统依据接收到感应信号的数量计算水位深度。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施 例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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 的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图1、附图2、附图3和附图4，本发明提供的一种水位测量装 置第一实施例，包括自动计数系统1、传动轮2和探头3。 所述〗笨头3的一端用于测量，另一端连接测线31。
所述传动4会2包括光纤感应器21、过线转轮22、感应点23、转轮轴24 和支撑板25。
所述过线转轮22套装在转4仑轴24上，再将转轮轴24固定在支撑板25 上，即转轮轴24两端连接在支撑板25上；所述探头3的测线31夹接在过线 转轮22上，所述过线转轮22随测线31同步动作，这样经过的相应的测线31 和引起过线转轮22的周长是一定的。
在所述过线转轮22上铣上深槽(图中未标示)，将所述感应点23设置 于过线转轮22上的深槽中，在过线转轮22被引起动作时，所述感应点31用 于感应经过的测线31的长度；所述光纤感应器21设置于转4仑轴24中，感应 所述感应点23,输出感应信号到自动计数系统1中。
所述自动计数系统1包括自动计数器11和光纤放大器12。
所述光纤感应器21从转轮轴24的一端引出一根连接线4,所述连接线4 用于连接在光纤感应器21与光纤放大器12之间；光纤放大器12与自动计数 器11之间用连接线4相连接，光纤放大器12收到光纤感应器21输出的感应 信号，并将感应信号传送到自动计数器11中。
所述自动计数系统1中还包括一个自动显示器(图中未标示)，所述自 动显示器与自动计数器ll相连，用于显示自动计数器11中的数值。所述自 动显示器可以釆用二极管显示，也可以釆用液晶屏显示。
所述自动计数系统1中还可以添加一个报警器(图中未标示)，所述报 警器与自动计数器ll相连，当探头3触碰到水面后，传送警示信号到自动计 数系统1中的自动计数器11中，所述报警器报警，自动计数器11依据接收 到感应信号的数量计算水位深度。所述报警器采用二极管警示灯，同时采用 声音提示报警器。
此外，在光纤放大器12上设置有LightOn功能键(图中未标示)，用来 调整光纤(图中未标示)的感应距离与检测状态，操作步骤如下步骤a,将所述过线转轮22上的感应点23调整到光纤的感应距离内，光 纤的感应距离为1~7毫米。
步骤b,如果Out指示灯(图中未标示)已亮，则逆时针方向调整灵敏度 旋^組(图中未标示)，只到Out指示灯熄灭；如果Out指示灯为熄灭，则不 操作此操作。
步骤c，顺时针方向调整灵敏度旋钮，只到Out指示灯亮起。 步骤d,重复以上才喿作步骤，以获得正确的感测距离。 请参阅附图5,为本发明一种水位测量装置的第二实施例中传动轮2的示 意图。
在本实施例中，所述自动计数系统1 、所述传动轮2和所述探头3的连接 方式与第一实施例中相同，这里不再赘述。只有所述传动轮2的结构有所不 同，在传动轮2中的支撑板25上进一步包括轴承26,所述轴承26固定在支 撑板25上，即轴承26的两端连接在支撑板25上，所述轴承26上套装有导 向轮27，所述导向轮27对测线31进行导向，再使测线31经过所述过线转轮 22,并引起过线转轮22的同步动作。利用导向轮27对测线31进行导向，使 得经过过线转轮22的测线31不偏离、不滑出，在所述测线31升降的过程中 工作更加平稳。
请参阅附图6，为本发明一种水位测量装置中巻扬机的示意图。 本实施例为，在第一实施例或第二实施例上添加一个巻扬机5。 在本实施例中，所述巻扬机5包括巻4仑51、转动杆52和巻扬架53。
所述测线31层层缠绕在巻轮51上，引出的一端经过传动轮2中的导向轮27;
在临近导向轮27的支撑板外侧设置有导向钩28,所述导向钩28与导向轮27
平行，并且导向钩28固定在巻扬架53上，使得巻扬机5与传动轮2相连接。 在本实施例中，所述自动计数系统1 、所述传动轮2和所述探头3的连接
方式与第二实施例中相同，这里不再赘述。
由于在水利水电钻探工程中，所在工程分布在全国不同的地区，岩性、 地质结构、水文地质条件差别较大，孔深也不一致，所以在本实施例中，在 测量的过程中可直接将转轮(图5 )挂到孔口管上进行操作，使得测量工作更 加方i更省力。请参阅附图7，为本发明一种水位测量装置中探头的示意图，所述探头为
浮标式探头6结构，包括锥体61、铅块62、浮标63、金属柱64、绝缘体 65和纟笨管66。
所述锥体61为圓锥体，有利于在钻杆内导向，并在锥体61的圆柱体的 一端灌入铅62，增加锥体61的重量，使连接在浮标式探头6上的测线(图中 未标示)保持垂直状态，所述铅62也形成为圆柱体，即所述铅62形成铅块， 锥体61的圆柱面与铅62形成的圆柱体相贴合；所述锥体61与铅62相贴合 的一端部分套装在探管66中。
所述金属柱64套装在与锥体61相对一端的探管66中，为防止金属柱64 之间导电，在绝缘体65上钻出两个孔，将金属柱64置于孔中，且绝缘体65 的连接在4笨管66的内壁之间。
另外，为防止在下放测线时，金属柱64从孔中滑出，所述金属柱64的 一端为半圓弧形台阶的形状，金属柱64的另一端上钻孔，将测线从其中穿过， 使测线与浮标式探头6相连接。
此外，在进行水位测量的工作环境比较复杂，孔内地下水比较纯净，水 中的导电介质少，导电性能极其微弱，所以在所述金属柱64与所述锥体61 之间添加了一个浮标63。所述浮标63两端为圆锥结构，以便于在探管66中 导向，在浮标63的一端安装一个圆锥形的金属帽(图中未标示)，所述金属 帽安装在浮标63临近金属柱64的一端，所述浮标63的另 一端缠有金属丝(图 中未标示)，用来增加所述浮标63离开地下水水面时下落的速度。
为了防止管内浮标63上浮时与金属柱64的触点之间的空气不能排出， 从而导致浮标63与金属柱64两者之间不能及时、有效的接触，所以浮标式 探头6的上部开槽处(图中未标示)必须位于两个金属柱64柱点之上，有利 于及时排除空气，减少浮标63上浮时的空气阻力。
本实施例中的所述浮标式探头6,也可替代本发明实施例中探头3。同样， 也适用于添加了所述巻扬才几5的第 一 实施例和第二实施例。
此外，为了更精确的满足水利水电勘探中的水位测量的要求，在上述的 实施例中，可以选择较佳的技术指标
所述过线转轮22的直径为47.7毫米，转一圏的周长约为150毫米，把过 线转轮22分为15等份，每一份约为l厘米；在过线转轮22平面上按24度
9分为15等份，每一份上铣上1毫米深的槽(图中未标示)；所述感应点31 采用长度20毫米，cj)4毫米的金属丝，并将感应点31安装在深槽中，放入感 应点31后高出光纤转轮22的转轮面3毫米。
所述浮标式探头6中的探管66采用C 16毫米的不锈钢管，这样不容易绣 蚀；所述浮标63采用轻木，增加浮标63的浮力，所述浮标63的最大外径为C 14毫米，使得浮标63能够满足常规钻杆的内径要求，并能自由滑动，做到与 所述金属柱64有效接触。
所述金属柱64的直径为2毫米，金属柱64的一端直径为大于2毫米的 半圆弧形台阶，金属柱64的另一端上钻1毫米的孔穿所述测线3，考虑到金 属银的金属稳定性以及导电性，金属帽和金属柱64采用金属银，
在本发明的一种水位测量装置的所有实施例中，所述测线31可以是电线， 也可以是电缆。
在本发明的一种水位测量装置的所有实施例中，所述光纤放大器12、自 动计数器ll、光纤感应器21之间的连接线4可以是电线，也可以是电缆。
本说明书中各个实施例釆用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用
本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易
见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，
在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，
而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相 一致的最宽的范围。
权利要求
1、一种钻孔水位测量装置，其特征在于，所述水位测量装置包括自动计数系统、传动轮和探头；所述探头的测线夹接在所述传动轮上，所述传动轮与所述测线同步动作；所述传动轮上设有光纤感应器，所述光纤感应器每感应所述传动轮旋转设定角度，输出一个感应信号到所述自动计数系统中；所述探头触碰到水面后，传送警示信号到所述自动计数系统，所述自动计数系统依据接收到感应信号的数量计算水位深度。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自动计数系统包括自 动计数器和光纤放大器；所述光纤放大器与所述自动计数器连接，所述光纤放大器收到所述光纤 感应器输出的感应信号，并将所述的感应信号传送到所述自动计数器中，所 述自动计数器进行计数。
3、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传动轮包括过线转轮、 转轮轴和支撑板；所述光纤感应器设置于所述转轮轴中，所述过线转轮套装在所述转轮轴 上，所述转轮轴两端连接在所述支撑板上；所述测线夹接在过线转轮上，所 述过线转轮随所述测线同步动作。
4、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑板上进一步包括 轴承，所述轴承两端连接在所述支撑板上，所述轴承上套装有导向轮，所述 导向轮对所述测线进行导向。
5、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑板的外侧进一步 包括导向钩，所述导向钩安装在临近所述导向轮的支撑板外侧，并与所述导 向4仑平4亍。
6、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述过线转轮上包括15 个感应点，所述感应点均匀设置于所述过线转轮上。
7、 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述感应点设置于所述过 线转轮的深槽中。
8、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括巻扬 机，所述^t笨头的测线缠绕在所述巻扬机上。
9、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探头包括锥体、铅 块、探管、金属柱、绝缘体和浮标；所述探头中锥体的圓柱面与铅块相接，所述锥体的圓柱面与铅块相接的 一端部分套装在探管中；金属柱套装在与所述锥体相对一端的探管中；所述 金属柱的一端与所述测线相连接；所述金属柱之间用绝缘体相连接，所述绝缘体连接在所述金属柱与探管 壁之间；所述金属柱与所述铅块之间装有浮标。
10、 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述浮标两端为圓锥结构。
11、 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述浮标进一步包括金 属帽，所述金属帽安装在浮标临近所述金属柱的一端，所述浮标的另一端则 缠有金属丝。
全文摘要
本发明公开了一种钻孔水位测量装置，包括自动计数系统、传动轮和探头。所述探头的测线夹接在所述传动轮上，所述传动轮与所述测线同步动作；所述传动轮上设有光纤感应器，所述光纤感应器每感应所述传动轮旋转设定角度，输出一个感应信号到所述自动计数系统中。在本发明的水位测量装置进行测量时，下放带测线的探头，当探头触碰到水时，探头内部的电路连通，并产生一个警示信号，将该警示信号传送到自动计数系统，该自动计数系统依据接收到感应信号的数量计算水位深度。由于采用了自动计数，从而使得误差得到控制，减小了测量误差，进一步提高了水位测量的精度。
文档编号E21B47/04GK101634222SQ20091016682
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者左重辉, 武 文, 梁东红 申请人:湖南省水利水电勘测设计研究总院