专利名称：连通试验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水库建设中经常遇到的泉水的落水洞口与泉眼即泉水出口间的连通关系的探测仪器。
水库建设中常遇到库区有几个泉水涌出的泉眼，这些泉水往往来自库区上游的某些地势高的地方，从地面的一个落水洞口进入地下，到了库区底洼处又从地下涌出。水库的蓄水高度如超过了该落水洞口，势必使库中水从泉眼处反压入地下，经落水口处外流，就影响了水库的正常蓄水。所以，必须将其封堵。如果该泉眼的落水洞口高出水库蓄水的设计区域，就不必作封堵处理。如何测定一个泉眼的落水洞口位置，是关键问题。通常采用的是水位传递法和示踪剂法两种。前者是在预测的可能是某泉眼的落水洞口，将水源切断来观察泉眼处的水流量的变化情况，确定该落水洞口是否与该泉眼连通；后者是在估计与该泉眼可能连通的落水洞口溶于水的颜色深的溶剂或可浮于水面的油物，在泉眼处观测流出的水质变化情况，判断该泉眼与落水洞口是否连通。由于落水洞口与泉眼的关系是靠估测的，地下水路又长短难料，二者间还存在着不连通的可能，所以做这样的连通试验的过程就相当长。少则数小时，多则数十天，有的经过更长时间，在泉眼处也观察不到结果，但都必须安排专业人员在泉眼处日夜轮班守候；所以是一件耗费大量人力和财力的事。
本实用新型的目的就是提供一种取代专业人员专门守候观察，准确获取泉眼处的水位或水质变化信号和数据的连通试验仪。
实现上述目的的方案如下连通试验仪由主机、水位深度指示器、信号接收机等组成，主机又由信号采集电路、计时器、信号发射器、电源等构成；水位深度指示器由可置于水内的桶体及安装在桶体上部的记录水位变化的装置构成；信号接收机是一个通常的对讲机，关键是主机由与双刀双掷开关K1相连接的双极板探头构成信号采集电路，由三极管BG1、BG2及电磁继电器KA构成的逻辑处理电路，由受KA的逻辑信号控制的石英计时钟Z及传递信号的发射器构成的信号记录处理装置三部分构成；水位深度指示器由下部的圆桶和上部的支架，固定在支架上的铁质面板和刻度尺，固定在支架中线上的滑槽件，卡于滑槽内的可上下滑行的磁性滑标，与滑标通过软线相连接的浮子等构成。
进一步的方案是主机电路中的K1是一个双刀双掷开关，BG1的基极分别与开关K1的刀掷⑤和探头G的一根极板相连接，BG1的集电极通过R7与电源正极相接，BG1的发射极分别接K2的掷点③并通过R6接地，BG1的集电极还接有发光二极管D2，作为水位观测时的指示灯，在K1的掷点④与地间并接有电压表V和电压表V的电位调节电路，该电路由电位器RP和电阻R3并接后与电阻R5串接。K1的掷点⑥与地间串接有R2，探头的另一根极板接K1的掷点③，K1的掷点①通过R1与该极板相接，电源V1与K1的刀掷②间接有发光二极管D1，作为试剂观测状态指示。K2是一个单刀双掷开关，其掷点③接BG1的发射极并通过R6与地相接，其掷点①与BG1的集电极间接有发光二极管D2，作为水位传递观测状态指示。K2的刀掷②接BG2的基极，BG2的发射极接地，其集电极与电磁继电器KA管脚③相接，KA的管脚⑦与信号发射机器的XP2键相接，构成待机状态。管脚⑤与XP1相接，构成信号发射器的发射状态，管脚⑥和管脚③是电磁继电器的刀掷极，其动作由继电器中的电磁铁控制；KA的管脚②通过电感线圈L接石英钟，它与接在石英钟的电极上的管脚③形成石英钟的运行状态，它的管脚④与石英钟相接，与管脚③构成其停止状态，在管脚③与石英钟间还接有风鸣器F，风鸣器F的电源由V2提供。
置于水中的探头安装在四周制有网格孔的框体中，探头由两块金属板制成，在各极板的上部各固接一根导线，其中一根与BG1的基极相接，另一根接K1的掷点③，同时通过R1接K1的掷点①。信号接收机采用通常的对讲机即可；信号发射器也采用常用的对讲机，把其待机状态键与KA的⑥、⑦相接，发射状态键与KA的⑥、⑤相接。
按照上述方法即可制作一个用于观测泉眼与其落水洞口间是否连通的连通试验仪。既可用于水位传递法，又可用于示踪剂法来观察泉眼与落水洞口的连通关系。水位传递法的工作原理是当落水洞口截流后，形成的水位变化，传递到泉眼处，泉眼水位下降，使原来置于泉眼处水中的探头两极，因水位下落而断开，此信号通过主机处理后驱动各相应部分动作，实现自动观测目的；示踪剂法的工作原理是通过在落水口加入电解质，使其在水中以离子状态随溶洞中的水流出泉眼，水中离子浓度的变化，导致水的电阻率的变化，这一变化也反映在安装在泉眼处的探头的两极板间，该信号通过主机处理后，再驱动相应部分动作，实现自动观测目的。
本实用新型的优点是通过信号采集、逻辑处理电路以及信号记录和发射器件配合工作，实现了连通试验的自动观测、记录、信号发射。节约了安排专业人员日夜守候花费的财力和人力，使连通试验的观测更准确，也大大降低了该项工作的劳动强度。
1、连通试验仪工作方式2、连通试验仪电路原理图；3、探头结构示意图；4、水位深度指示器结构示意图。
以下结合附图，作为一个实施例，对本实用新型的方案作具体说明。
参照
图1、2，主机的电路部分装于一个盒体1中，开关K1和K2安装在盒体1内，其按扭置于盒体面板上部两边即4、6，均为手动开关。发光二极管D1、D2安装在面板上部中间，分别采用绿光和红光的二极管即7、8，以便区别，其中发红光的二极管为7，发绿光的二极管为8。面板中部开孔安装石英钟2即电路原理图中的Z，其电源由V2提供，信号报警风鸣器9即电路原理图中的F位于钟面右方的面板上，电压表10即电路原理图中的V安装在石英钟下方，它的归零旋扭11即电位器RP的旋扭安装在电压表下方，主机电源采用蓄电池12，即电路原理图中的V1。主机中的信号发射器采用常用对讲机，安装在盒内，使其天线5露于盒外，只把它的待机和发射两种状态键与电路的电磁继电器开关KA的相应管脚接好。使用时，将主机的探头15即电路原理图中的G置于泉眼14处的水中，水位深度指示器13也置于泉眼14处的水中。
参照图3，探头15由两块金属极板构成，通过螺钉将两极板事先固接在非金属框体23的盖20上，再置于一个有网格孔19的非金属材料制作的框中，用导线22将它与主机电路的相应部分连接好。在盖20的中心处安装一个方便将其固定的安装杆21。
参照图4，水位深度指示器的下部是一个圆桶体25，其底部中心开孔24，以便水流进入，其上半部是在原桶体的基础上纵向切去一半作为支架，其上半部就形成一条半圆形槽，在槽口上固接一条长方形铁质面板31，在面板纵向中线上固接一条几字形铝合金型材30，在该型材的中线上，纵向开一条滑槽32；用磁性材料制作一个三角形滑标28，其与铁质面板31接触部制作成平面块状，以便吸附在铁质面板31上；安装时，先将此滑标28的三角形部分从几字型材30的滑槽32中穿出，并使其箭头部分向左侧弯曲到与位于其下方的刻度尺27的尺面接近，再固接几字形型材30于铁质面板31上。在滑槽32中的三角形滑标28箭头指向一边的铁质面板31上固接刻度尺27，用于显示水位变化情况。铁质面板上方制作一个安装柄29，用于在泉眼处固定水位深度指示器。在三角形滑标28与铁质面板31接触的平面块状部分开孔系结一根软线26，线的下端拴结一个浮子33。这样就使浮子处于下部桶体25的内腔中间。当水位下降时，浮子33下移，拉动磁性滑标28下移，水位上移时，滑标28不受浮子33上浮的作用力，固定不动。因此可以记下水位下降的位置。
参照图2、3、4、1，电路工作原理和连通试验仪使用方法如下一、水位传递观测方法以上各组成部分的工作方式是当K1的刀掷②、①，⑤、⑥；K2的②、①闭合时，主机处在水位传递观测状态，探头15(即电原理图中的G)安装于泉眼14处，水面高度刚好在18位置，探头15的两极板刚好接触水面，此时在BG1的基极和发射极间，即be两端没有并联电阻，电路接通后，电压直接加在BG1的基极上，BG1就处于饱和导通状态，绿灯亮，其集电极与发射极间的电压Vce1＝0，I2最大，所选择的R6、R7的阻值，能使I2×R6小于D2与BG2的导通电压之和，红灯熄，此时，BG2不导通，I3＝0，KA处于初始状态，其刀掷③、②，⑥、⑦闭合，③、④，⑥、⑤断开，石英钟2(即电原理图中的Z)正常运转，风鸣器F不响，对讲机处于待机状态，其天线5不发射无线信号。当水位下降时，探头两极板之间通过水所建立起来的电路连接断开了，在BG1的基极没有电压，BG1不导通，绿灯熄，Vce1最大，电压直接加在BG2的基极上，BG2导通，红灯亮，KA继电器动作，KA中③、②，⑥、⑦断开，③、④，、⑥、⑤闭合，此时，石英钟振荡线圈L被断开，石英钟停止走动，将水位下降的时间留住在石英钟上；③、④闭合后使石英钟内风鸣器F电路接通，发出嘀！嘀！嘀！的报警声，此时由于KA中控制对讲机的触点⑥、⑦断开，⑤、⑥闭合，使得对讲机由待机状态转为发射状态，风鸣器的嘀！嘀声，通过对讲机的天线5发送出去，携带对讲机3(即电原理图中的DU)的工作人员，收到此信号后即返回观测点，记录下石英钟2上留下的水位下降的时间，同时将K2拨至水位上升档，即K2中②、③闭合，②、①断开，此时，BG1、BG2不导通，红灯熄，I3＝0，KA动作，又回到初始状态，③、②，⑥、⑦闭合，③、④，、⑥、⑤断开，石英钟又开始走动；因石英钟因前述的过程，其间停过一段时间，所以工作人员应将石英钟的时间调至与手表上的时间一致的走时状态；风鸣器也停止了鸣叫，对讲机又回到待机状态，水位下降状态观测结束，上升状态观测开始。工作人员可带上接收机3去从事别的工作。水位下降的最大深度由深度指示器记录。
当水位下降之后又回升到初始位置时，控头24(即电原理图中的G)处因水位下降而断开的电路又重新建立起来，因BG1的be两端没有并联电阻，电路接通后，BG1处于饱和导通状态，绿灯亮，Vce1＝0，I2最大，I2×R6最大，足以使BG2饱和导通，KA的继电器动作，KA中的③、②，⑥、⑦断开，③、④，、⑥、⑤闭合，此时，石英钟振荡线圈L被断开，石英钟停止走动，将水位下降的时间留住在石英钟上；③、④闭合后会使石英钟内风鸣器F电路接通，发出嘀！嘀！嘀的报警声，此时由于KA中控制对讲机的触点⑥、⑦断开，⑥、⑤闭合，使得对讲机由待机状态转为发射状态，风鸣器的嘀！嘀声，通过对讲机天线5发送出去，携带对讲机3(即电原理图中的DU)的工作人员，收到此信号后又返回观测点，记录下石英钟留下水位上升的时间。
二、试剂观测方法在图2中，当K1的②、③，④、⑤，K2的②、③闭合时，主机处在试剂观测状态，此状态绿灯7一直亮着。探头15安装于泉眼14后通过调节归零电位器11(电原理图中的RP)使得初始电压表10(即电原理图中的V)处在0.5V位置，此时，BG1不导通，BG2也就不导通，继电器开关KA中，③、②，⑥、⑦闭合，石英钟正常运转，风鸣器F不响，对讲机处于待机状态即XP2的方式，不发射无线信号。当从落洞处17投放的NaCl溶解后，以Na+离子和Cl-状态，经地下溶洞16流至泉眼14点时，在Na+离子和Cl-离子的作用下，水的电阻率减小，探头15两极板间的电阻变小，通过探头的电流I1变大，即通过R3、RP、R5的电流增大，因为V＝RI，当I上升时，V也随着上升。当BG1基极电压Vbel＞0.6V时，BG1导通，I2从零开始增大，Vbe2＝R6×I2大于0.6V，VG2也导通，通过电磁继电器KA的驱动电流I3从零开始增大。当I3增加到足以使KA继电器动作时，KA继电器动作，KA中的③、②，⑥、⑦断开，③、④，、⑥、⑤闭合，此时石英钟振荡线圈L被断开，石英钟停止走动，将试剂到达泉眼14的时间留住在石英钟上；③、④闭合后使石英钟2的风鸣器F电路接通，发出嘀！嘀！嘀的报警声，此时由于KA中控制对讲机的触点⑥、⑦断开⑥、⑤闭合，使得对讲机由待机状态转为发射状态即电原理图中的XP1参与工作，风鸣器的嘀！嘀声，通过对讲机的天线5发送出去，携带对讲机3的工作人员，收到此信号后即返回观测点，记录下石英钟上留下的试剂到达的时间，同时他将K2拨至试剂结束档，即K2中的②、③断开，②、①闭合，此时，BG1仍然处于导通状态，但在BG2的基极电路中，因为加入了发光二极管D2，合理选择电路中R7和R6的参数，可使得此时的I2×R6+Vce2小于使D2和BG2导通的电压，此时BG1导通，而BG2不导通，I3＝0，KA动作，又回到初始状态，KA中的③、②；⑥、⑦闭合，③、④，、⑥、⑤断开，石英钟又开始走动，因前述过程，石英钟停止了一段时间，工作人员应将石英钟2的指针调至与自己手表指针一致的正常走时状态；风鸣器F也停止了鸣叫，对讲机又回到待机状态，试剂到达状态观测结束；而试剂结束状态的观测开始。具体过程如下试剂不断从溶洞16中流经泉眼，经过一段时间后，试剂全部流出，当泉眼14中的Na+离子、Cl-离子流完后，泉眼处水中的离子浓度降低，水的电阻率增大，探头15两极板间的电阻R增大，I＝V/R，所以I下降，通过R3、RP、R5的电流减小，即BG1基极电压Vbel下降，I2下降，Vcel上升，当Vcel+I2×R6大于D2和BG2的导通电压之和，D2、BG2导通，主机面板上红灯亮，I3由0开始上升至一定量时，KA动作，KA中的②、③，⑥、⑦断开，③、④，、⑥、⑤闭合，此时，石英钟振荡线圈L被断开，石英钟2停止走动，将试剂结束的时间留住在石英钟上；③、④闭合后，使石英钟内风鸣器F电路接通，发出嘀！嘀！嘀的报警声，KA中控制对讲机的触点⑥、⑦断开，⑥、⑤闭合，对讲机由待机状态转为发射状态，风鸣器的嘀！嘀声通过对讲机天线5发送出去，携带对讲机3的工作人员，收到此信号后又返回观测点，记录下石英钟上留下的试剂结束的时间。
权利要求1.一种连通试验仪，由主机、水位深度指示器、信号接收机等组成，主机又由信号采集电路、计时器、信号发射器、电源等构成；水位深度指示器由可置于水内的桶体(25)及安装在桶体上部的记录水位变化的装置构成；信号接收机(3)是一个通常的对讲机，其特征在于主机由与双刀双掷开关K1相连接的双极板探头(15)构成信号采集电路，由三极管BG1、BG2及电磁继电器KA构成的逻辑处理电路，由受KA的逻辑信号控制的石英计时钟Z及传递信号的发射器构成的信号记录处理装置三部分组成；水位深度指示器由下部的圆桶(25)和上部的支架，固定在支架上的铁质面板(31)和刻度尺(27)，固定在支架中线上的滑槽件(30)，卡于滑槽(32)内的可上下滑行的磁性滑标(28)，与滑标通过软线(26)相连接的浮子(33)构成。
2.根据权利要求1所述的连通试验仪，其特征在于主机电路中的K1是一个双刀双掷开关，BG1的基极分别与开关K1的刀掷⑤和探头G的一根极板相连接，BG1的集电极通过R7与电源下极相接，BG1的发射极分别接K2的掷点③并通过R6接地，BG1的集电极还接有发光二极管D2，作为水位观测时的指示灯，在K2的掷点④与地间并接有电压表V和电压表V的电位调节电路，探头的另一根极板接K1的掷点③，K1的掷点①通过R1与该极板相接，电源V1与K1的刀掷②间接有发光二极管D1，作为试剂观测状态指示；K2是一个单刀双掷开关，其掷点③接BG1的发射极并通过R6与地相接，其掷点①与BG1的集电极间接有发光二极管D2，作为水位传递观测状态指示；K2的刀掷②与BG2的基极，BG2的发射极接地，其集电极与电磁继电器KA管脚⑧相接，KA的管脚⑦与信号发射机器的XP2键相接，构成待机状态；管脚⑤与XP1相接，构成信号发射器的发射状态，管脚⑥和管脚③是电磁继电器的刀掷极，其动作由继电器中的电磁铁控制；KA的管脚②通过电感线圈L接石英钟Z，它与接在石英钟另一电极上的管脚③形成石英钟的运行状态，它的管脚④与石英钟相接，与管脚③构成其停止状态，在管脚③与石英钟间还接有风鸣器F，风鸣器F的电源由V2提供。
3.根据权利要求1所述的连通试验仪，其特征在于置于水中的探头(15)安装在四周制有网格孔(19)的框体(23)中，探头由两块金属极板制成，在各极板的上部各固接一根导线(22)，其中一根与BG1的基极相接，另一根接K1的掷点(3)，同时通过R1接K1的掷点①。
4.根据权利要求1或2所述的连通试验仪，其特征在于信号接收机(3)采用通常的对讲机；信号发射器也采用常用的对讲机，把其待机状态键XP2与KA的⑥、⑦相接，发射状态键XP1与KA的⑥、⑤相接。
5.根据权利要求1或2所述的连通试验仪，其特征在于电压表V的电位调节电路由电位器RP和电阻R3并接后和电阻R5串接。K1的掷点⑥与地间串接有R2。
专利摘要一种连通试验仪，由主机、水位深度指示器、信号接收机等组成，关键是主机由与双刀双掷开关K
文档编号G01F23/24GK2575620SQ01276050
公开日2003年9月24日 申请日期2001年11月21日 优先权日2001年11月21日
发明者杨红林 申请人:杨红林