一种地下水位远程自动观测装置的制作方法

文档序号:12246615阅读:246来源:国知局

本实用新型属于水文地质工程技术领域,具体涉及一种地下水位远程自动观测装置。



背景技术:

地下水是宝贵的自然资源,是人类赖以生存的主要水源之一。近年来由于工程活动过量开采与人类不合理的利用,常造成地下水水位下降,降水漏斗严重时甚至引发地层不均匀沉降、采空塌陷等地质问题,造成重大国民经济损失。

如煤炭矿产在开采过程中会形成沉陷积水区,观测沉陷区附近地下水位动态变化情况,是弄清楚沉陷区地表水域地下水之间相互补给或排泄的核心内容。对于监测和研究地下水与地表水关系,需要一种远程地下水自动观测装置,方能满足这方面要求。

CN 202382798 U公开了一种浅层地下水位简易观测装置,该实用新型通过位于地表层的竖杆,竖杆下端设有位于浅水层的竖直网状管,竖杆上端设有数据采集器,数据采集器的下端连接有水位测绳穿过竖杆至竖直网状管内,水位测绳的下端连接有水位传感器,来达到易于对地下水进行观测的目的。但是该实用新型存在被测的地下水位低于水位传感器时无法提醒操作人员的问题,作为一种地下水远程自动观测技术是不完善的。因此,设计出一种当被测的水位低于水位传感器时可提醒操作人员的新型地下水自动观测装置是十分必要的。



技术实现要素:

为解决现有技术的不足,本实用新型提供了一种地下水位远程自动观测装置。该装置可以在被测的水位低于水位传感器设置的高度导致水位传感器无有效测量值时对操作人员进行提醒。

本实用新型所提供的技术方案如下:

一种地下水位远程自动观测装置,至少包括:

可伸缩的观测管机构;

设置在所述观测管机构的外周并对所述观测管机构进行防护的外套管;

在所述观测管机构内的下部进行水位参量的测量并在测量值为非初始设定值的情况下进行记录的数据采集模块;

以及在所述观测管机构内的下部进行水位参量的测量并在无测量值或测量值为初始设定值的情况下进行提醒的信息发送模块。

在上述技术方案中,外套管的设置可有效防止本实用新型插入被测孔的过程中发生网状管或水位传感器被损坏的情形;信息发送模块的设置,能够实现当被测水位低于水位传感器时可提醒操作人员的功能。

具体的:

所述数据采集模块包括第一水位传感单元以及与所述水位传感单元电连接的数据采集器;

所述信息发送模块包括第二水位传感单元、与所述第二水位传感单元电连接的单片机以及与所述单片机电连接的短信模块。

进一步的,所述第一水位传感单元和所述第二水位传感单元为同一水位传感器,所述数据采集器、所述单片机和所述短信模块设置在所述观测管机构的上端,所述水位传感器设置在所述观测管机构内的下部,所述水位传感器的上端连接有第一伸缩机构,所述第一伸缩机构的上端固定在所述观测管机构内的上部。

在上述技术方案中,第一伸缩机构的下端固定连接水位传感器,便于操作人员根据待测处的地表层厚度、需要测量的地下水位变化幅度来调整第一伸缩机构,使水位传感器能够满足测量位置的需求。

进一步的,所述外套管与所述观测管机构通过滑道滑动连接。

进一步的,所述外套管的上端设置有第二伸缩机构。

进一步的,所述第二伸缩机构的上端设置有固定把手,在所述观测管机构的上端设置有与所述固定把手匹配的固定件。

在上述技术方案中,第二伸缩机构、固定把手、固定件的设置又可便于操作人员将外套管稳定固定在观测管上,避免影响水位传感器对被测水位的测量。

进一步的,所述观测管机构的上端设置有端盖,所述端盖的上端面设置有容纳箱,所述数据采集器、所述单片机和所述短信模块设置在所述容纳箱内,所述端盖与所述第一伸缩机构的上端可拆卸的固定连接。

进一步的,在所述容纳箱上设置有分别与所述水位传感器、所述数据采集器、所述单片机和所述短信模块电连接的光伏供电元件。

在上述技术方案中,光伏供电元件可以为各元器件提供电能,从而进行长期的测量工作。

具体的,所述观测管机构包括上部的观测伸缩管和下部的观测网管。

在上述技术方案中,观测伸缩管部分位于地表层,观测网管位于浅水层,观测网管可以有效连接水中的颗粒,防止颗粒对水位传感器的冲击。

进一步的,所述外套管的长度大于所述观测网管的长度。

总体上,本实用新型与现有技术相比,其有益效果为:

1、本实用新型中第一伸缩机构的下端固定连接水位传感器,便于操作人员根据待测处的地表层厚度、需要测量的地下水位变化幅度来调整第一伸缩机构,使水位传感器能够满足测量位置的需求;单片机和短信模块的设置,能够实现当被测水位低于水位传感器时可提醒操作人员的功能;

2、外套管的设置可有效防止本实用新型插入被测孔的过程中发生网状管或水位传感器被损坏的情形;

3、第二伸缩机构、固定把手、固定件的设置又可便于操作人员将外套管稳定固定在观测管上,避免影响水位传感器对被测水位的测量。

附图说明

图1是本实用新型所提供的地下水位远程自动观测装置的结构示意图。

附图1中,各标号所代表的结构列表如下:

1、观测伸缩管,2、观测网管,3、端盖,4、第一伸缩机构,5、水位传感器,6、容纳箱,7、光伏供电元件,8、数据采集器,9、单片机,10、短信模块,11、外套管,12、第二伸缩机构,13、固定把手,14、固定件。

具体实施方式

以下对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实施例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。

在一个具体实施方式中,如图1所示,一种地下水位远程自动观测装置,包括:可伸缩的观测管机构、外套管11、数据采集模块和信息发送模块。

数据采集模块由水位传感器5和数据采集器8组成。

信息发送模块由水位传感器5、单片机9和短信模块10组成。

观测管机构包括上部的观测伸缩管1和下部的观测网管2。在实际应用中,观测伸缩管1设置于地表层,观测网管2设置于浅水层。水位传感器5设置于观测网管2内以对浅水层的水位参量进行测量。水位传感器5获取的数值为初始设定值时,单片机9向短信模块10发出指令,短信模块10发送信息提醒操作人员水位传感器5高于测量水位,操作人员可进行调整性操作。水位传感器5无法提供测量数值时,单片机9向短信模块10发出指令,短信模块10发送信息提醒操作人员水位传感器5可以出现故障,操作人员可进行维护性操作。水位传感器5获取数值且为非初始设定值时,数据由数据采集器8进行存储。

观测伸缩管1的上端设置端盖3。端盖3的上端面设置有容纳箱6,容纳箱6内设置数据采集器8、单片机9和短信模块10。端盖3在下端面与第一伸缩机构4的上端可拆卸的固定连接。基于观测伸缩管1的可伸缩和水位传感器5到端盖3的距离可调整,可以实现水位传感器5测量深度的调整。

在容纳箱6上设置有分别与水位传感器5、数据采集器8、单片机9和短信模块10电连接的光伏供电元件7。

外套管11的上端设置有第二伸缩机构12。外套管11的长度较观测网管2的长度要长2-3cm。第二伸缩机构12的上端设置有固定把手13,在观测管机构的上端设置有与固定把手13匹配的固定件14。外套管11本身与观测管机构通过滑道滑动连接。基于外套管11设置第二伸缩机构12的结构,操作人员可以在设置地下水位远程自动观测装置的过程中,防止外套管11在地表层的摩擦力下向上滑动,另外,当地下水位远程自动观测装置的下端插入到浅水层的相应位置时,可通过提升第二可伸缩杆12而提升外套管11。

本实用新型的工作原理如下:

将地下水位远程自动观测装置放入用钻机打出的观测孔,操作人员根据待测处地表层厚度、需要测量的地下水位变化幅度来调整观测伸缩管1和第一伸缩机构4的长度,使水位传感器5放置的位置能满足测试的要求;然后,调整第二伸缩机构12的长度,使第二伸缩机构12下端固定连接的外套管11的下端较观测网管2低2-3cm;操作人员手持固定把手13,防止外套管11在地表层的摩擦力下向上滑动。当地下水位远程自动观测装置的下端插入到浅水层的相应位置时,可手持固定把手13将第二伸缩机构12向上提升,而达到提升外套管11的目的,然后,调整第二伸缩机构12的长度,最后将固定把手13固定在固定件14上。

当浅水层的水位低于水位传感器5的时,水位传感器5检测不到水位,水位传感器5传输初始设定值,单片机9检测到水位传感器5传输的数值为初始设定值后,控制短信模块10向操作人员发送短信提醒,提醒操作人员进行调整或维护。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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