一種實現(xiàn)自動檢測的水位觀測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水位觀測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在水文地質(zhì)勘探活動中，常進行鉆孔地下水位長期動態(tài)觀測、大型抽水試驗鉆孔地下水位觀測等工作，用以研宄地下水流場空間分布形態(tài)及其動態(tài)變化規(guī)律。該項工作具有觀測頻率高、歷時長、人力物力資源占用率高、綜合成本高的特點。
[0003]目前用以觀測鉆孔內(nèi)水位的工具主要有以下四個種類:(1)測鐘，最原始簡單的工具，其裝置為一根帶有刻度的繩子下端吊一個上細下粗的兩個圓柱形鐵制圓筒(大圓柱直徑在5厘米左右，小圓柱在3厘米左右)，通過圓筒撞擊水面產(chǎn)生的回音判斷測鐘是否到達水面位置；(2)萬用表法，其裝置主要由探頭、普通帶刻度電線和萬用表構成，電線上端連接萬用表，下端錯位綁扎在探頭上，探頭下至水面，綁扎在探頭上的兩極連通，回路電阻發(fā)生變化，萬用表指針偏轉，以此判斷探頭是否到達水面位置；(3)電測水位計，其裝置主要由導電測繩、探頭、報警燈(報警笛)和電源構成，探頭接觸水面時電路連通，報警燈亮(報警笛響)；(4)壓力計，主要由壓力探頭、數(shù)據(jù)電纜、微機處理系統(tǒng)和電源構成，使用時需預先將壓力探頭安置在鉆孔內(nèi)指定深度處，微機處理系統(tǒng)將采集記錄該深度處水壓力，然后將水壓力轉換為深度數(shù)據(jù)。
[0004]上述工具中，(1)、(2)、(3)類工具測繩延展性大、人為測量誤差大而導致測量精度低，且需往復提、下測繩，人工占用率高；(4)類雖可實現(xiàn)自動記錄水位，但儀器龐大復雜，不易操作，且制作成本很高，不適宜大范圍推廣。
[0005]綜上所述，目前需要一種簡單、實用、自動、長效的水位計來解決頻繁的、準確的、低成本的觀測鉆孔內(nèi)水位之難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、可重復使用、長時間自動采集記錄水位、功耗極低、成本低廉的尤其適用于鉆孔內(nèi)使用的水位觀測系統(tǒng)。
[0007]為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下:
本發(fā)明的水位觀測系統(tǒng)包括電源、機械部件、控制部件以及數(shù)據(jù)采集部件；所述機械部件包括電機、通過齒輪組與電機聯(lián)動的集線輪、計數(shù)輪、線輪、浮標、設置于集線輪上的剎車輪以及連接集線輪、計數(shù)輪、線輪和浮標的測線；所述控制部件包括行程開關、PLC以及與剎車輪配合的電磁離合器；所述行程開關上設置有彈片，所述彈片的一端設置有線軸，所述線輪套置在線軸上，所述彈片與行程開關的彈鈕相接觸；所述彈鈕彈起后，電源的輸出端經(jīng)行程開關連接PLC的XO輸入端，PLC的YO輸出端連接電機的電源端；所述彈鈕下壓時，電源的輸出端經(jīng)行程開關連接PLC的Xl輸入端，PLC的Yl輸出端連接電磁離合器的電源端；；所述數(shù)據(jù)采集部件包括設置于計數(shù)輪上的計數(shù)器以及數(shù)據(jù)采集記錄器，所述計數(shù)器的數(shù)據(jù)輸出端連接數(shù)據(jù)采集記錄器的數(shù)據(jù)輸入端；所述電源的輸出端連接數(shù)據(jù)采集記錄器的電流輸入端，所述數(shù)據(jù)采集記錄器的電流輸出端連接計數(shù)器的電流輸入端。
[0008]進一步的，本發(fā)明所述彈鈕下壓時，PLC的輸出電流至電磁離合器的輸入端，電流輸出的時長為1~10秒。
[0009]進一步的，本發(fā)明所述計數(shù)輪與線輪之間還設置有張緊線輪。
[0010]進一步的，本發(fā)明所述數(shù)據(jù)采集記錄器通過開機開關控制，所述PLC通過啟動開關控制。
[0011]進一步的，本發(fā)明所述數(shù)據(jù)采集部件還包括設置于數(shù)據(jù)采集記錄器上的CPU芯片和/或數(shù)字顯示屏。
[0012]進一步的，本發(fā)明還包括機箱，所述機箱包括機箱筒狀外殼，用于固定部件的橫向固定板和縱向固定板、蓋板以及第一隔板、第二隔板。
[0013]本發(fā)明運用水體浮力原理設計制作，利用浮標重力與浮標所受浮力的平衡點確定水面位置，浮標通過柔性線可隨水位變化而靈敏、準確的上下移動。
[0014]本發(fā)明采用上述技術方案所獲得的技術收益包括:
本發(fā)明的水位觀測系統(tǒng)運用水體浮力原理設計制作，利用浮標重力及其所受浮力平衡點確定水面位置，浮標可隨水位變化而靈敏的、準確的移動；水位觀測系統(tǒng)實時的采集記錄浮標移動信息，從而完成水位觀測工作。
[0015]本發(fā)明的水位觀測系統(tǒng)結構較簡單，方便操作，圓形機箱外徑140mm，方便安裝于鉆孔頂部。
[0016]本發(fā)明的水位觀測系統(tǒng)能夠自動準確采集和記錄鉆孔內(nèi)水位，水位精度Imm ;數(shù)據(jù)采集記錄器采樣間隔可自由設置，最小時間間隔ls，可記錄單位時間水位浮動值、運行時間段水位浮動總值、運行時間、電池余量，顯示屏中顯示上述數(shù)值，并可通過數(shù)據(jù)采集記錄器中的無線傳輸模塊定時將上述數(shù)據(jù)發(fā)送至指定手機，便于觀測者實時掌握數(shù)據(jù)動態(tài)和電池余量。
[0017]本發(fā)明的水位觀測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集記錄器、電機、電磁離合器功耗低，且下降測量時電機不工作，并裝備大容量電池，單電池續(xù)航時間不小于I個月，另可設置備用電池一個，因此可減少人力、物力投入，降低水位觀測成本。
[0018]本發(fā)明的水位觀測系統(tǒng)制作成本較低，且易損部件全部置于鉆孔頂部，不會被人為損壞或掉落入孔內(nèi)，僅測線和浮標置于鉆孔內(nèi)深處，即使損壞掉落也不會影響鉆孔正常使用并可以極低成本更換。
[0019]本發(fā)明的水位觀測系統(tǒng)可以通過控制電路及電磁離合器實現(xiàn)自動控制，從而減少人力支出，電磁離合器由PLC輸出短暫的電流啟動，并控制剎車輪的回位，從而實現(xiàn)浮標自動下移及平衡；通過電機帶動集線輪轉動，從而使浮標上移至其受平衡力時自動停止。由于電磁離合器只是短暫的啟動，因此可以減少能耗并防止電路過熱燒損。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明水位觀測系統(tǒng)的正視結構示意圖；
圖2為本發(fā)明水位觀測系統(tǒng)的側視結構示意圖；
圖3為本發(fā)明水位觀測系統(tǒng)的電路原理圖；
圖4為本發(fā)明水位觀測系統(tǒng)的電路原理框圖； 圖5為本發(fā)明水位觀測系統(tǒng)的遙控器的結構示意圖。
[0021]在附圖中，I電機、2齒輪組、3集線輪、4計數(shù)輪、4-1計數(shù)器、5線輪、6浮標、7測線、8行程開關、8-1彈鈕、8-2 PLC,9剎車輪、10彈片、10_1線軸、11數(shù)據(jù)采集記錄器、11-1CPU芯片、11-2數(shù)字顯示屏、12電磁離合器、13張緊線輪、14電源、14-1備用電源、15、電源開關、15-1開機開關、15-2啟動開關、16機箱、16-1機箱筒狀外殼、16_2橫向固定板、16_3縱向固定板、16-4蓋板、16-5第一隔板、16-6第二隔板。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
如圖1~2所示，本發(fā)明包括機械部件、控制部件以及數(shù)據(jù)采集部件；所述機械部件包括電機1、通過齒輪組2與電機I聯(lián)動的集線輪3、計數(shù)輪4、線輪5、浮標6以及連接集線輪3、計數(shù)輪4、線輪5和浮標6的測線7 ;所述控制部件包括行程開關8以及控制集線輪3的剎車輪9，在電磁離合器12接合時剎車，在電磁離合器12離時回位；所述行程開關8上設置有彈片10，所述彈片的另一端設置有線軸10-1，所述線輪5套置在線軸10-1上；所述彈片10與行程開關8的彈鈕8-1相接觸；所述數(shù)據(jù)采集部件包括設置于計數(shù)輪4上的計數(shù)器4-1以及與計數(shù)器4-1連接的數(shù)據(jù)采集記錄器11。所述計數(shù)輪4與線輪5之間還設置有張緊線輪13，可以使測線張緊，進一步提高測量的準確性。所述電源14的輸出端通過電源電路輸入數(shù)據(jù)采集記錄器11和/或行程開關8，所述數(shù)據(jù)采集記錄器11通過開機開關15-1控制，所述行程開關8通過啟動開關15-2控制。本發(fā)明還包括機箱16，所述機箱16包括機箱筒狀外殼16-1，用于固定部件的橫向固定板16-2和縱向固定板16-3、蓋板16_4以及第一隔板16-5、第二隔板16-6。
[0023]如圖3、4所示，本實施例的行程開關8連接PLC8-2 ;所述電源14的輸出端與PLC8-2的輸入端連通；所述行程開關8的彈鈕8-1彈起后，PLC8-2的YO輸出端與電機I的輸入端相連通；所述彈鈕8-1下壓時，PLC8-2的Yl輸出端與電磁離合器12的輸入端連通，使電磁離合器12分離，進一步使剎車輪9回位，輸出電流的時長為2秒。
[0024]本發(fā)明所述數(shù)據(jù)采集部件還包括CPU芯片11-1和數(shù)字顯示屏11-2。CPU芯片用于存儲預設的程序。
[0025]本發(fā)