便携式自动化水位计的制作方法

1.本实用新型涉及工程测量技术领域，尤其涉及一种便携式自动化水位计。


背景技术：

2.水位测量是变形监测领域的一项重要观测内容。目前普遍采用人工方式进行，主要设备为钢尺水位计。测量时，让绕线盘自由转动后，按下电源按钮，把测头放入水位孔内，手拿钢尺电缆，让测头缓慢的向下移动，当测头的接触点接触到水面时接收系统的音响器会发出连续不断的蜂鸣声，此时读出钢尺电缆在孔口处的深度尺寸，即为地下水位离管口的距离。这种人工观测的方式存在测量效率低、一定程度上受人为因素影响，观测结果存在人工读数误差。


技术实现要素：

3.基于此，本实用新型的目的在于提供一种便携式自动化水位计，用于解决水位测量效率低和降低人为因素影响。
4.一种便携式自动化水位计，其包括发送端、接收端、浮力反射器、供电装置、微型控制模块以及装配外壳；所述发送端用于发送能量波束，所述浮力反射器用于反射所述发送端发送的能量波束，所述接收端用于接收所述浮力反射器反射的能量波束；所述发送端和所述接收端均与所述微型控制模块电连接；所述发送端、所述接收端、所述微型控制模块以及所述供电装置设置在所述装配外壳内，所述装配外壳的底部开设有波束出入口，所述浮力反射器用于放置并浮在水位孔内的水面上。
5.在其中一个实施例中，所述浮力反射器的表面设有反射层，所述浮力反射器内还设有波束感知模块和第一通讯模块，所述波束与第一通讯模块电连接；所述便携式自动化水位计还包括与所述微型控制模块电连接的第二通讯模块，所述第一通讯模块可与所述第二通讯模块无线通讯。
6.在其中一个实施例中，所述反射层由银、铜或铜合金材料制成。
7.在其中一个实施例中，所述装配外壳包括底板、外壳围板以及顶盖，所述底板设置在所述外壳围板的底部，所述顶盖盖设在所述外壳围板的顶部；所述波束出入口开设在所述底板上，所述发送端、所述接收端、所述供电装置以及所述微型控制模块安装在所述底板上。
8.在其中一个实施例中，所述底板为圆环形，所述底板的中部为波束出入口；所述外壳围板和所述顶盖整体呈半椭球形；所述底板上设有至少两个立柱，所述立柱上设有托板，所述发送端和所述接收端与所述托板连接，且所述发送端和所述接收端均与所述波束出入口相对设置。
9.在其中一个实施例中，所述底板与所述浮力反射器之间连接有轻质绳；所述浮力反射器可拆卸地卡在所述波束出入口处。
10.在其中一个实施例中，所述外壳围板的两侧相对设有用于安装固定的第一固定部
和第二固定部，所述第一固定部呈v字型板状结构，所述第二固定部包括活动部和两个相对设置的连接部，两个所述连接部与所述外壳围板固定连接，所述活动部的一端与其中一个所述连接部转动连接，所述活动部的另一端与另一个所述连接部卡接。
11.在其中一个实施例中，所述顶盖上方设有太阳能板，所述太阳能板与所述供电装置电连接。
12.在其中一个实施例中，所述太阳能板的外围设有感应灯。
13.在其中一个实施例中，所述便携式自动化水位计还包括显示装置，所述显示装置设置在所述装配外壳的外侧，所述供电装置和微型控制模块均与所述显示装置电连接，所述显示装置用于显示参数和输入操作指令。
14.实施本实用新型所述的便携式自动化水位计，将具有如下有益效果：
15.上述方案的便携式自动化水位计，使用时，将浮力反射器放入水位孔内，使其浮在水位孔内的水面上，发送端对准水位孔内发送能量波束，能量波束从装配外壳底部的波束出入口穿出，直射到浮力反射器上，浮力反射器将能量波束反射回水位孔的孔口被接收端接收，通过微型控制模块自动记录发送端发送能量波束的时间以及接收端接收能量波束的时间，结合能量波束的传播速度，微型控制模块自动解算出水位深度，由此实现水位的自动化观测，测量效率高，人为干扰影响低。发送端、接收端、微型控制模块以及供电装置设置在装配外壳内，形成一个结构集中紧凑的整体，从而达到方便携带的效果。
附图说明
16.图1为本实用新型实施方式中所述便携式自动化水位计的整体结构示意图；
17.图2为本实用新型实施方式中所述便携式自动化水位计的另一角度结构示意图；
18.图3为本实用新型实施方式中所述便携式自动化水位计的底板处的结构示意图；
19.100、发送端；200、接收端；300、浮力反射器；310、反射层；320、波束感知模块；330、第一通讯模块；400、供电装置；500、微型控制模块；600、装配外壳；610、底板；611、波束出入口；620、外壳围板；621、第一固定部；622、第二固定部；6221、活动部；6222、连接部；630、顶盖；631、太阳能板；632、感应灯；640、立柱；650、托板；700、第二通讯模块；800、轻质绳；900、显示装置；10、水位孔。
具体实施方式
20.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
21.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。
22.参见图1至图3，一种便携式自动化水位计，其包括发送端100、接收端200、浮力反射器300、供电装置400、微型控制模块500以及装配外壳600；发送端100用于发送能量波束，浮力反射器300用于反射发送端100发送的能量波束，接收端200用于接收浮力反射器300反
射的能量波束；发送端100和接收端200均与微型控制模块500电连接；发送端100、接收端200、微型控制模块500以及供电装置400设置在装配外壳600内，装配外壳600的底部开设有波束出入口611，浮力反射器300用于放置并浮在水位孔10内的水面上。
23.上述方案的便携式自动化水位计，使用时，将浮力反射器300放入水位孔10内，使其浮在水位孔10内的水面上，发送端100对准水位孔10内发送能量波束，能量波束从装配外壳600底部的波束出入口611穿出，直射到浮力反射器300上，浮力反射器300将能量波束反射回水位孔10的孔口而被接收端200接收，通过微型控制模块500自动记录发送端100发送能量波束的时间以及接收端200接收能量波束的时间，结合能量波束的传播速度，微型控制模块500自动解算出水位深度，由此实现水位的自动化观测。发送端100、接收端200、微型控制模块500以及供电装置400设置在装配外壳600内，形成一个结构集中紧凑的整体，从而达到方便携带的效果。
24.发送端100、接收端200和微型控制模块500均与供电装置400电连接，由供电装置400供电。能量波束优选为激光、超声波或红外光等等。
25.进一步地，浮力反射器300的表面设有反射层310，浮力反射器300内还设有波束感知模块320和第一通讯模块330，波束感知模块320与第一通讯模块330电连接；便携式自动化水位计还包括与微型控制模块500电连接的第二通讯模块700，第一通讯模块330可与第二通讯模块700无线通讯。波束感知模块320感知到能量波束并记录感知到的时间，通过第一通讯模块330和第二通讯模块700之间的通讯，将感知到的时间传给微型控制模块500，结合发送端100发送能量波束的时间以及能量波束的波速，由此算出水位深度。其结果与由发送端100和接收端200之间算出来的水位深度进行比对校核，如一致或在允许范围内说明能量波束准确对准了浮力反射器300，结果准确可用。
26.优选地，在每次将便携式自动化水位计放置在水位孔10上的首次测量，波束感知模块320才需启用唤醒，在校核确认测量准确无误后，波束感知模块320进入睡眠状态，后续则可直接采用发送端100和接收端200之间算出来的水位深度。如此可以大大节省整个浮力反射器300的耗电，提高浮力反射器300的使用方便性。
27.通过设置波束感知模块320与第一通讯模块330，一方面可以定期自动校核结果的正确性和准确性，另一方面还可以在接收端200发生故障时替代接收端200直接测量出水位深度，使整个水位计的使用更为可靠方便。
28.另外，第二通讯模块700还可以与远端服务器通讯，以实现水位计的远程自动化无人采集。
29.优选地，反射层310由银、铜或铜合金材料制成。由此增强对能量波束的反射效果，提高数据准确性。
30.装配外壳600包括底板610、外壳围板620以及顶盖630，底板610设置在外壳围板620的底部，顶盖630盖设在外壳围板620的顶部；波束出入口611开设在底板610上，发送端100、接收端200、供电装置400以及微型控制模块500安装在底板610上。使用时，将水位计放置或安装在水位孔10处，使底板610的波束出入口611对准水位孔10。顶盖630的设置，方便随时查看装配外壳600内部的情况以及维修。
31.详细地，底板610为圆环形，底板610的中部为波束出入口611；外壳围板620和顶盖630整体呈半椭球形；底板610上设有至少两个立柱640，立柱640上设有托板650，发送端100
和接收端200与托板650连接，且发送端100和接收端200均与波束出入口611相对设置。外壳围板620和顶盖630一起，整体呈半椭球形，形状更科学，减少磕碰。另外，底板610上设置立柱640和托板650，发送端100和接收端200安装在托板650上，这样可以抬高发送端100和接收端200的安装高度，以防地表水进入而损坏发送端100和接收端200，而且还能将发送端100和接收端200悬挂安装在波束出入口611之上，能量波束的发射和反射能顺利通过。
32.进一步地，底板610与浮力反射器300之间连接有轻质绳800，这样，在完成一个水位孔10的观测后可以及时回收浮力反射器300，使浮力反射器300能重复使用，节省成本，而且还能单孔单次人工测量，实现自动化和人工两用。浮力反射器300可拆卸地卡在波束出入口611处，方便浮力反射器300的存放，同时在存放时还能阻挡灰尘等进入装配外壳600内。
33.更佳地，外壳围板620的两侧相对设有用于安装固定的第一固定部621和第二固定部622，第一固定部621呈v字型板状结构，第二固定部622包括活动部6221和两个相对设置的连接部6222，两个连接部6222与外壳围板620固定连接，活动部6221的一端与其中一个连接部6222转动连接，活动部6221的另一端与另一个连接部6222卡接。这样，在需要连续一段时间对一个水位孔10进行水位自动化观测时，可以通过第一固定部621和第二固定部622将整个便携式自动化水位计固定安装在水位孔10口。具体方式可以如下：根据第一固定部621的v字型根部至第二固定部622的活动部6221之间的距离，在水位孔10的两边布置两个螺栓，然后将第一固定部621的v字型根部抵住其中一个螺栓，打开第二固定部622的活动部6221，使另一个螺栓置于两个连接部6222之间，最后再扣上活动部6221，这样活动部6221刚好与另一个螺栓相抵紧，完成便携式自动化水位计的安装固定。如此安装固定的结构设计，既可以安装固定水位计，同时还能保证水位计不局限于观测一个水位孔10，特殊情况可以方便地取走水位计临时用于其他水位孔10的水位观测。
34.较佳的，顶盖630上方设有太阳能板631，太阳能板631与供电装置400电连接。
35.更好地，太阳能板631的外围设有感应灯632。在夜间进行水位观测时，感应灯632在一定距离范围感知人或物经过时，能自动亮起，防止被踢到或撞到，保证整个水位计的安全。
36.进一步地，便携式自动化水位计还包括显示装置900，显示装置900设置在装配外壳600的外侧，供电装置400和微型控制模块500均与显示装置900电连接，显示装置900用于显示参数和输入操作指令，方便观测人员能现场查看并核对数据。
37.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
38.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。