一种水文地质勘探地下水位观测装置的制作方法

本发明涉及水文地质勘探，特别是涉及一种水文地质勘探地下水位观测装置。

背景技术：

1、地下水位是水文地质研究中的重要参数之一，它反映了地下水的丰富度和分布状况。准确地测量地下水位的变化对于水资源管理、地下水开发利用以及环境保护都具有重要意义。

2、传统的地下水位观测方法是将探测头深入地下后，通过观测标尺上的刻度来确认深度，此种监测方式无法实现对流动的地下水的水位进行实时监测。

3、公告号为cn219064616u的专利公开了一种地下水位观测装置，该专利使用时，需要人员移动探测头带动标尺伸入地下，到达水位探测位置后，停止移动探测头，随后通过观测标尺上的刻度实现对地下水的观测过程。然而该专利存在以下缺点：首先，测定过程中需要人工利用标尺调整探测头的位置，需要耗费人力进行控制，人为控制过程中容易产生测量误差，存在使用繁琐和精确度低的问题；其次，当对流动的地下水进行测量时，当水位调整后，此类装置的探测头无法实时识别，无法对流动的地下水的水位进行监测。

4、因此，如何改变现有技术中地下水位观测装置使用繁琐，精确度低，以及无法对流动的地下水的水位进行实时监测的现状，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种水文地质勘探地下水位观测装置，以克服上述情况不足，提供一种使用简便、精确度高、能够对静态地下水体和流动地下水体进行实时观测的水文地质勘探地下水位观测装置。

2、为了能够达到上述目的，本发明的技术方案是：一种水文地质勘探地下水位观测装置，包括：

3、第一支撑架，所述第一支撑架上设置有能够沿周侧伸缩的支撑组件，所述第一支撑架的下方转动设置多个激光测距仪；以及

4、位于所述第一支撑架下方的第二支撑架，所述第二支撑架的周侧设置有行走组件，所述第二支撑架上沿竖直方向滑动连接有多个漂浮块，多个所述激光测距仪与多个所述漂浮块一一对应设置。

5、进一步地，所述第一支撑架的下方转动滑动连接有激光器，所述激光器用于发射沿竖直向下方向的激光束，所述激光束有选择地与所述第一支撑架的轴心共线重合，多个所述激光测距仪沿所述第一支撑架的轴心成圆周阵列分布，且所述第一支撑架上安装有第一倾角测量件；

6、所述第二支撑架的上方沿竖直方向滑动连接有漂浮组件，所述漂浮组件的密度小于水体的密度，所述漂浮组件包括：漂浮筒，布设在所述漂浮筒内底面的ccd感光元件，固定连接在所述漂浮筒内侧壁上的镜框，以及嵌设安装在所述镜框上的凸透镜，所述凸透镜的主光轴与所述ccd感光元件垂直设置，所述ccd感光元件位于所述凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，且所述凸透镜的主光轴与所述第二支撑架的轴心共线设置，多个所述漂浮块沿所述第二支撑架的轴心成圆周阵列分布，所述第二支撑架上安装有第二倾角测量件；

7、优选地，所述第一倾角测量件和第二倾角测量件为陀螺仪传感器。

8、进一步地，所述漂浮组件还包括：

9、安装在所述漂浮筒顶端的端盖，所述端盖为透明材质；以及

10、与所述漂浮筒的外侧壁固定连接的连接耳，所述第二支撑架的上表面沿竖直方向固定连接有第一滑杆，所述连接耳和第一滑杆滑动连接。

11、进一步地，所述行走组件设置有若干组，若干组所述行走组件沿所述凸透镜的主光轴成圆周阵列分布，所述行走组件包括：与所述第二支撑架垂直固定连接的支撑杆，以及设置在所述支撑杆远离所述第二支撑架的一侧设置有行走机构；

12、优选地，所述行走机构为履带行走机构，所述履带行走机构包括：架体、履带，位于所述履带内部与所述履带啮合传动的主动轮和多个从动轮，所述主动轮和多个所述从动轮分别与所述架体转动连接，以及与所述主动轮键连接的第一电机；

13、更为优选地，所述第一电机为步进电机或伺服电机。

14、进一步地，所述行走机构还包括：滑动连接所述支撑杆上的滑块；两端分别与所述滑块和架体铰接的第一驱动杆；两端分别与所述支撑杆和架体铰接的连接杆，所述连接杆的数量为多个，多个所述连接杆平行设置，且所述连接杆和第一驱动杆之间设置有夹角；固定安装在所述支撑杆上的固定块，所述固定块与滑块间隔设置；以及两端分别与所述固定块和滑块固定连接的第二动力伸缩件；

15、优选地，所述第一驱动杆包括第一连接套筒、第二连接套筒、驱动连杆、压缩弹簧和滑动杆，所述第一连接套筒的一端与所述滑块铰接，所述第二连接套筒的一端与所述架体铰接，所述第二连接套筒的侧壁上布设有第一滑槽，所述驱动连杆的一端固定嵌设在所述第一连接套筒的另一端内，所述驱动连杆的另一端滑动连接在所述第二连接套筒的另一端内，所述压缩弹簧套设在所述驱动连杆的周侧，所述压缩弹簧的两端分别与所述第一连接套筒和第二连接套筒连接，所述滑动杆与第一滑槽滑动连接，所述滑动杆与所述驱动连杆的另一端垂直固定连接。

16、进一步地，还包括回转轴承、第三支撑架和第二电机，所述回转轴承的内框和回转轴承的外框分别与所述第一支撑架和第三支撑架固定连接，所述第三支撑架位于所述第一支撑架的下方，所述第三支撑架的下表面安装有所述激光测距仪和激光器，所述第一支撑架上表面安装有所述第二电机，所述第二电机的输出轴贯穿所述第一支撑架键连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述回转轴承的外框啮合传动；

17、优选地，所述第二电机为步进电机或伺服电机。

18、进一步地，所述支撑组件包括：其固定端与所述第一支撑架固定连接的第三动力伸缩件，所述第三动力伸缩件沿竖直方向设置，所述第三动力伸缩件的延长线与所述第一支撑架的轴心共线；与所述第三动力伸缩件的活动端连接的行程板；其上端与所述行程板铰接的第二驱动杆；固定在所述第一支撑架上表面且沿水平方向设置的固定套管，所述固定套管沿所述第三动力伸缩件径向方向设置，所述固定套管远离所述第三动力伸缩件的一端布设有开口，且所述固定套管的侧壁布设有第二滑槽；以及贯穿所述开口且滑动连接在所述固定套管的活动杆，靠近所述第三动力伸缩件的所述活动杆一端通过滑杆贯穿所述第二滑槽且与所述第二驱动杆的下端铰接；

19、优选地，远离所述第三动力伸缩件的所述活动杆一端固定连接有抵接板，所述抵接板为弧形，所述弧形的内弧面朝向所述第三动力伸缩件设置。

20、进一步地，还包括第一动力伸缩件、第二滑杆和两个支撑板，所述第一动力伸缩件和第二滑杆均沿水平方向设置，所述第一动力伸缩件的固定端与其中一个支撑板固定连接，所述第一动力伸缩件的活动端与激光器的中部固定连接，所述第二滑杆垂直固定连接在两所述支撑板之间，所述激光器的上端与所述第二滑杆滑动连接，两所述支撑板分别与第三支撑架的下表面固定连接；

21、所述第二支撑架的下表面和所述第二支撑架的顶端分别安装有第一液位传感器和第二液位传感器。

22、进一步地，还包括控制器和电源，所述控制器包括分别与所述电源电性连接的采集模块、处理模块和控制模块，所述采集模块分别与ccd感光元件、第一倾角测量件、第二倾角测量件、第一液位传感器和第二液位传感器信号连接，所述处理模块用于获取采集模块采集的数据，并根据获取的数据输出对第一动力伸缩件、第二动力伸缩件、第三动力伸缩件、第一电机、第二电机、激光测距仪和激光器运行状态的控制指令，所述控制模块分别与第一动力伸缩件、第二动力伸缩件、第三动力伸缩件、第一电机、第二电机、激光测距仪和激光器信号连接，所述控制模块用于接收所述控制指令并控制第一动力伸缩件、第二动力伸缩件、第三动力伸缩件、第一电机、第二电机、激光测距仪和激光器的运行状态。

23、进一步地，所述水位计算公式为：

24、h＝h-(l+l2+…ln)/n，

25、式中：h为水位深度，ln为第n个漂浮块与激光测距仪之间的距离，n为漂浮块的数量，h为激光测距仪的标高。

26、本发明与现有技术相比至少具有以下优点：

27、本发明利用第一倾角测量件监测第一支撑架的多方向的角度位移量，通过调整支撑组件与监测井内壁的抵接位置，能够实现将第一支撑架调整至水平方向。同理，利用第二倾角测量件监测第二支撑架的多方向的角度位移量，通过调整行走组件与监测井内壁的接触位置，能够实现将第二支撑架调整至水平方向，同时应保证水位观测过程中，漂浮块实时与水体相接触，漂浮块在水体浮力的作用下漂浮在水体表面，通过多个激光测距仪分别测量出漂浮块与激光测距仪的距离，再利用其它仪器测量出激光测距仪的标高，即可测算出漂浮块的标高，从而得知地下水位的标高，进而实现对地下水位的监测过程。由于漂浮块始终漂浮在水体表面，使得本发明可实时对水位高度进行监测，从而使本发明适用于静态水体和流动水体的水位观测过程，且使用过程中无需标尺等操作过程，避免了人工操作过程中形成的人工误差，提高了水位监测精度，具有适用范围广，使用过程简便等优点。