一种池塘水底地形多点测量装置及测量方法与流程

本发明涉及地形测量技术领域，具体涉及一种池塘水底地形多点测量装置及方法。

背景技术：

在对浅水区进行水下地形测量过程中，由于水温对声波传播速度影响非常大，且水底有浮泥层，因此使用声波或光波测量均误差较大。

普通测深杆使用起来很繁琐，使用船只或其它工具在测量过程中，还需要乘船下水去观测测深杆位于水面的刻度，影响测量人员人身安全，并且由于水中船只定位不准，船只漂移以及水受船只影响波动剧烈，影响测量准确性。

技术实现要素：

为解决浅水区水下地形测量误差大，测量时读数危险大的问题，本发明提供一种池塘水底地形多点测量装置及方法，是一种在岸上使用的测量水深装置，在岸上读出测量值并整体进行换算即可得到水深值，多点测量后可以绘制水下地形图。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种池塘水底地形多点测量装置，包括浮动部、测深部与电阻测试仪，所述浮动部套装在测深部上，所述测深部顶端连接电阻测试仪；

所述浮动部由拉绳和浮动气囊组成，所述拉绳连接在浮动气囊两侧，所述浮动气囊包括中心板和气囊，所述中心板表面均布有贯穿中心板上下表面的透气孔，中心板中心同轴心连接有贯穿中心板的套管，中心板的圆周上连接有呈环状的气囊，所述气囊上有气门嘴；

所述测深部由滚轮和测杆构成，所述滚轮为两个形状大小一致的同轴心的轮体，两个轮体之间连接有连接轴，所述连接轴连接测杆的底端，所述测杆顶端由下向上穿过套管，位于两个滚轮之间的测杆周壁上有贯穿测杆周壁的过水孔，测杆外壁涂覆有导电涂层，所述测杆一侧内壁有沿高度方向的高电阻导线，所述高电阻导线表面和测杆内壁均涂覆有超疏水涂料层，高电阻导线上沿高度方向间隔设置有多个导电丝，所述导电丝一端朝向测杆轴心、另一端穿过超疏水涂料层垂直连接高电阻导线，所述高电阻导线对侧的测杆内壁上沿高度方向间隔设置有多个倾斜的和测杆外部连通的通孔；

所述电阻测试仪的两个测试孔中连接有两条导线，所述两条导线中一条导线连接导电涂层顶端、另一条导线连接高电阻导线顶端。

进一步地，所述的中心板为钢性圆板体，中心板的外壁连接在气囊内壁上，当浮动部放置于水面时，中心板处于水平状态，所述套管垂直于中心板。

进一步地，所述测杆为绝缘材料制成的管状体。

进一步地，所述测杆的底端位于连接轴的中心，所述高电阻导线与测杆等高，多个导电丝中最下方的导电丝和测杆底端平齐。

进一步地，所述每个倾斜的通孔面积不小于1cm²。

进一步地，所述通孔由测杆的内壁向外壁倾斜向下。

进一步地，所述导电丝为裸露的不锈钢纤维丝。

进一步地，所述导电丝的长度为1～1.5mm。

进一步地，所述高电阻导线两端的总电阻值为10mω。

一种池塘水底地形多点测量方法，应用上述的一种池塘水底地形多点测量装置，其特征在于，包括以下步骤：

①先测量测杆总长度l；

②再测量滚轮半径r；

③将上述池塘水底地形多点测量装置放入池塘水中，人在池塘两岸拉动拉绳，使浮动部带动测深部在池塘底部移动，根据测量要求，每移动一段距离读取电阻测试仪上的一个电阻值r，所述高电阻导线两端的总电阻值为10mω；

此时对应池塘水深h：

h=（10-r）l/10+r；

④多次移动测量即可依据等高线法绘制池塘水底地形图。

通过上述技术方案，本发明的有益效果为：

本发明的测深部穿装在浮动部内，通过浮动部保持测深部垂直与移动，并且人在岸上拉动拉绳即可移动浮动部带动测深部移动，移动距离准确，水面定位准确，电阻测试仪使用导线连接测深部，电阻测试仪位于岸上，电阻测试仪具有数显功能，因此不需要人员下水测量，在岸上即可读数，保证了测量人员的人身安全。

本发明的电阻测试仪、高电阻导线、水、导电涂层，形成一个测量回路，电阻测试仪测量高电阻导线、测杆内导电水体和导电涂层的电阻之和，而测杆内导电水体和导电涂层的电阻相对于高电阻导线，可以忽略不计，因此电阻测试仪测量的数值是高电阻导线位于水面以上的阻值，再通过计算可得水面高度，测量准确，误差小。

本发明的高电阻导线位于测杆内部，测杆内部通过通孔与池塘相通，且通孔呈倾斜状，阻隔并消减了水位波动对测杆内部水面的影响，因此测杆内部水位与外部水位高度一致但起伏小，测量更加精准。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明的测杆的主视图；

图3是本发明使用时的测杆的剖面主视图。

附图中标号为：1为浮动部，2为测深部，3为电阻测试仪，11为拉绳，12为浮动气囊，21为滚轮，22为测杆，121为中心板，122为气囊，211为连接轴，221为过水孔，222为导电涂层，223为高电阻导线，224为超疏水涂料层，225为通孔，1211为透气孔，1212为套管，2231为导电丝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

如图1～图3所示，一种池塘水底地形多点测量装置，包括浮动部1、测深部2与电阻测试仪3，所述浮动部1套装在测深部2上，所述测深部2顶端连接电阻测试仪3，所述电阻测试仪3为美国fluke福禄克f1508兆欧表绝缘电阻测试仪；

所述浮动部1由拉绳11和浮动气囊12组成，所述拉绳11连接在浮动气囊12两侧，所述浮动气囊12包括中心板121和气囊122，所述中心板121表面均布有贯穿中心板121上下表面的透气孔1211，中心板121中心同轴心连接有贯穿中心板121的套管1212，中心板121的圆周上连接有呈环状的气囊122，所述气囊122上有气门嘴；

所述测深部2由滚轮21和测杆22构成，所述滚轮21为两个形状大小一致的同轴心的轮体，两个轮体之间连接有连接轴211，所述连接轴211连接测杆22的底端，所述测杆22顶端由下向上穿过套管1212，位于两个滚轮21之间的测杆22周壁上有贯穿测杆22周壁的过水孔221，测杆22外壁涂覆有导电涂层222，所述导电涂层222为金属箔或者se-88纳米碳防腐导电涂料、nx-202银铜导电漆或纯银导电漆导电涂料制成的层状结构，所述测杆22一侧内壁有沿高度方向的高电阻导线223，所述高电阻导线223为cn101223437b-水分检测传感器中高电阻导线223中公知技术，所述高电阻导线223表面和测杆22内壁均涂覆有超疏水涂料层224，所述超疏水涂料层224采用北京志盛威华化工有限公司zs-511纳米自洁涂料或江苏易净星纳米科技有限公司的超疏水涂层纳米材料制成的涂层结构,高电阻导线223上沿高度方向间隔设置有多个导电丝2231，所述导电丝2231一端朝向测杆22轴心、另一端穿过超疏水涂料层224垂直连接高电阻导线223，所述高电阻导线223对侧的测杆22内壁上沿高度方向间隔设置有多个倾斜的和测杆22外部连通的通孔225；

所述导电涂层222顶端和高电阻导线223顶端均向外引出有导线，导电涂层222顶端和高电阻导线223顶端的导线分别连接电阻测试仪3的两条测试线中任意一条，两条测试线分别是指电阻测量输入端子和公共输入端子上的测试线；导电涂层222顶端的导线连接电阻测量输入端子或公共输入端子上的测试线，当导电涂层222顶端的导线连接电阻测量输入端子上的测试线时，高电阻导线223顶端的导线连接公共输入端子上的测试线；使电阻测试仪3、高电阻导线223、水、导电涂层222，形成一个测量回路，电阻测试仪3测量高电阻导线223、测杆内导电水体和导电涂层222的电阻之和，而测杆内导电水体和导电涂层222的电阻相对于高电阻导线223的电阻太小了，可以忽略不计，因此电阻测试仪3测量的数值可以认为是高电阻导线223位于水面以上的阻值；

所述的中心板121为钢性圆板体，中心板121的外壁连接在气囊122内壁上，当浮动部1放置于水面时，中心板121处于水平状态，所述套管1212垂直于中心板121。

所述测杆22为pe（聚乙烯）、pp（聚丙烯）或pvc（聚氯乙烯）等绝缘材料制成的管状体。

所述测杆22的底端位于连接轴211的中心，所述高电阻导线223与测杆22等高，多个导电丝2231中最下方的导电丝2231和测杆22底端平齐。

所述每个倾斜的通孔225面积不小于1cm²。

所述通孔225由测杆22的内壁向外壁倾斜向下，阻隔并消减水位波动对测杆22内部水面的影响，使测杆22内部水位与外部水位高度一致但水面起伏小。

所述导电丝2231为裸露的不锈钢纤维丝。

所述导电丝2231的长度为1～1.5mm。

所述高电阻导线223两端的总电阻值为10mω。

一种池塘水底地形多点测量方法，应用上述的一种池塘水底地形多点测量装置，其特征在于，包括以下步骤：

①测量测杆22总长度l；

②测量滚轮21半径r；

③将上述池塘水底地形多点测量装置放入池塘水中，人在池塘两岸拉动拉绳11，使浮动部1带动测深部2在池塘底部移动，根据测量要求，每移动一段距离读取电阻测试仪3上的一个电阻值r（单位为mω），所述高电阻导线223两端的总电阻值为10mω；

此时，位于水面以下的电阻值为：10-r；

位于水面以下的高电阻导线223占高电阻导线223的总长度比例为为：（10-r）/10；

位于水面以下的高电阻导线223的长度为：（10-r）l/10；

由于高电阻导线223设置在测杆22上，所述高电阻导线223与测杆22等高，测杆22的底端位于连接轴211的轴心，因此高电阻导线223底端与池塘底部之间还有一个滚轮21半径的间距，因此，此时池塘水深h为：

h=（10-r）l/10+r；（此式中的10为高电阻导线223两端的总电阻值为10mω）

④多次移动测量即可依据等高线法绘制池塘水底地形图。

在使用时，测深部2穿装在浮动部1内，通过浮动部1保持测深部2垂直与移动，测量人员在岸上拉动拉绳11即可移动浮动部1带动测深部2移动，移动距离准确，水面定位准确，电阻测试仪3使用导线连接测深部2，电阻测试仪3位于岸上，电阻测试仪3具有数显功能，因此不需要人员下水测量，在岸上即可读数，经过简单的数学计算即可完成工作，保证了测量人员的人身安全。

高电阻导线223位于测杆22内部，测杆22内部通过通孔225与池塘相通，且通孔225呈倾斜状，阻隔并消减了水位波动对测杆22内部水面的影响，因此测杆22内部水位与外部水位高度一致但起伏小，测量更加精准。

测深部2有高电阻导线223，电阻测试仪3、高电阻导线223、水、导电涂层222，形成一个测量回路，电阻测试仪3测量高电阻导线223、测杆内导电水体和导电涂层222的电阻之和，而测杆内导电水体和导电涂层222的电阻相对于高电阻导线223可以忽略不计，因此电阻测试仪3测量的数值可以认为是高电阻导线223位于水面以上的阻值，再通过计算可得水面高度，测量准确，误差小。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施例，在不违背本发明的精神即公开范围内，可以对本发明的技术方案进行多种变形。