本实用新型专利技术公开了一种水位水深测量装置，其特征在于，包括：步进电机、卷筒、计数滚轮、编码器、压力滚轮、压力传感器、沉浸式浮标和控制器，其中，步进电机带动卷筒转动，卷筒释放钢丝线，钢丝线先后绕经计数滚轮和压力滚轮，末端连接沉浸式浮标，编码器与计数滚轮信号连接、压力传感器与压力滚轮信号连接，控制器用于控制步进电机的工作、处理和显示压力传感器和编码器收集的信息。本实用新型专利技术的有益之处在于：(1)钢丝线先以大包角带动计数滚轮，通过控制器将记录的圈数转化为钢丝释放的长度，响应频率达100KHz；压力滚轮与压力传感器独立于其他部件，压力传感器的受力变化由沉浸式浮标引起，精度达±0.02；(3)便于携带。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种测量装置，具体涉及一种用于测量水位水深的装置。
技术介绍
目前，公知的地下水位观测井，除个别浅水井外，多数是人不能到达或看不到水面的。国内外现在用于水位测量的仪器，按其功能原理可大致分为：光电感应水位仪、超声波水位仪、机械浮标水位仪、电容式水位仪、放射式水位仪等。光电感应水位仪利用水体导电原理，采用两根导线接触水面，传感器导通采集水面信号。这种测量水位的方法，主要存在以下一些弊端：1、不同的水质，可能具有不同的导电电阻，测量结果受水质影响；2、传感器的两点容易淋到泥浆或者油污，产生误导通现象，直接影响测量结果；3、传感器的两点容易与潮湿的井壁接触，产生误导通现象，直接影响测量结果。超声波水位仪利用声波技术测量水位，其也存在一些弊端，例如：信号器接收信号声音大小不同，采集信号很不稳定，特别是地下气化水位观测规范要求定时观测，当遇到观测水井正在使用水泵等装置进行抽水作业时，地下水体运动较为剧烈，影响实时观测精度。虽然光电感应水位仪和超声波水位仪的观测精度都较高，但是多要求水质较为洁净，浅井，常温等，环境适应性较小。机械浮标水位仪通过统计测量线的长度来计量水位，对水质及测量环境要求较低，环境适应性较强，但是机械式水位仪一般体积较大，不便于携带运输，人工操作收放测量线重复劳动，此外，大部份仪器将放线时绕线轮旋转圈数作为计量依据，并未考虑线圈匝数减少直径不断变小的情况，导致观测不准确。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种水位水深测量装置，该装置不仅测量精准，而且便于携带。为了实现上述目标，本技术采用如下的技术方案：一种水位水深测量装置，其特征在于，包括：步进电机(3)、卷筒(1)、计数滚轮(7)、编码器(8)、压力滚轮(6)、压力传感器(5)、沉浸式浮标(10)和控制器(4)，其中，前述步进电机(3)带动卷筒(1)转动，卷筒(1)释放钢丝线(9)；前述钢丝线(9)先后绕经计数滚轮(7)和压力滚轮(6)，末端连接沉浸式浮标(10)；前述编码器(8)与计数滚轮(7)信号连接，压力传感器(5)与压力滚轮(6)信号连接；前述控制器(4)同时与步进电机(3)、压力传感器(5)和编码器(8)信号连接，用于控制步进电机(3)的工作、处理和显示压力传感器(5)和编码器(8)收集的信息。前述的水位水深测量装置，其特征在于，前述步进电机(3)通过联轴器(2)带动卷筒(1)转动。前述的水位水深测量装置，其特征在于，前述控制器(4)具有液晶屏。前述的水位水深测量装置，其特征在于，采用锂电池供电。本技术的有益之处在于：(1)配置卷筒及计数滚轮和压力滚轮，钢丝线先以大包角带动计数滚轮，通过控制器将记录的圈数转化为钢丝释放的长度，响应频率达100KHz；同时压力滚轮与压力传感器独立于其他部件，从而保证了压力传感器的受力变化仅由沉浸式浮标引起，精度达±0.02；(2)测量触端不涉及电子元件，从而杜绝了因测量端电子元件沾水、沾油、沾泥等造成传感器产生误导通现象，并且本技术的探测端可随时拆卸清洗、可以根据实地情况进行调整；(3)控制器可以精确处理收集到的信息，并直观的在液晶屏上显示，避免了人工读数的误差，操作简单便捷；(4)结构简单，体积小巧，便于携带，采用锂电池供电，不受地形地域环境限制。附图说明图1是本技术的水位水深测量装置的一个具体实施例的组成示意图；图2是图1中的水位水深测量装置的测量示意图。图中附图标记的含义：1-卷筒、2-联轴器、3-步进电机、4-控制器、5-压力传感器、6-压力滚轮、7-计数滚轮、8-编码器、9-钢丝线、10-沉浸式浮标、11-配重物。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作具体的介绍。参照图1和图2，本技术的水位水深测量装置包括：步进电机3、卷筒1、计数滚轮7、编码器8、压力滚轮6、压力传感器5、沉浸式浮标10和控制器4。步进电机3通过联轴器2带动卷筒1转动，卷筒1释放钢丝线9。钢丝线9先后绕经计数滚轮7和压力滚轮6，末端连接沉浸式浮标10，沉浸式浮标10内装有配重物11。测量触端不涉及电子元件，从而杜绝了因测量端电子元件沾水、沾油、沾泥等造成传感器产生误导通现象，并且本技术的探测端可随时拆卸清洗、可以根据实地情况进行调整。编码器8与计数滚轮7信号连接，编码器8用于记录计数滚轮7的转动信息(转过的圈数)。压力传感器5与压力滚轮6信号连接，压力传感器5用于采集压力滚轮6受到的压力。控制器4同时与步进电机3、压力传感器5和编码器8信号连接，控制器4用于控制步进电机3的工作、精确处理和显示压力传感器5和编码器8收集的信息。控制器4具有液晶屏，各种信息直观的在液晶屏上显示，避免了人工读数的误差，操作简单便捷。整个水位水深测量装置采用锂电池供电，结构简单，体积小巧，便于携带，不受地形地域环境限制。测量水位水深的原理：设置控制器4的参数，记录沉浸式浮标10的初始位置，启动步进电机3，步进电机3带动卷筒1转动，缓慢释放钢丝线9，钢丝线9绕经计数滚轮7时，编码器8不断记录计数滚轮7的转动信息(转过的圈数)，钢丝线9绕经压力滚轮6时，此时压力传感器5采集到的力值恒定，当不断释放的钢丝线9足够长，使沉浸式浮标10到达水面时，受浮力影响，与压力滚轮6信号连接的压力传感器5采集到的力值开始变化，不断减小，当沉浸式浮标10完全浸没后，压力传感器5采集到的力值又开始恒定，记录力值转折点处钢丝线9的长度，此长度即为水位高度；继续释放钢丝线9，当沉浸式浮标10触及水底时，压力传感器5采集到的力值突然降为零，此时再次记录钢丝线9的长度，两次绳长之差即为水深。由此可见，本技术的水位水深测量装置通过配置卷筒1及计数滚轮7和压力滚轮6，钢丝线9先以大包角带动计数滚轮7，通过控制器4将记录的圈数转化为钢丝释放的长度，响应频率达100KHz；同时压力滚轮6与压力传感器5独立于其他部件，从而保证了压力传感器5的受力变化均由沉浸式浮标引起，精度达±0.02。本技术的水位水深测量装置还可以适应北方寒冷环境，即当不断释放的沉浸式浮标10触及结冰的水面时，记录此时钢丝线9的长度，此长度即为水位高度。需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本技术，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水位水深测量装置，其特征在于，包括：步进电机(3)、卷筒(1)、计数滚轮(7)、编码器(8)、压力滚轮(6)、压力传感器(5)、沉浸式浮标(10)和控制器(4)，其中，所述步进电机(3)带动卷筒(1)转动，卷筒(1)释放钢丝线(9)；所述钢丝线(9)先后绕经计数滚轮(7)和压力滚轮(6)，末端连接沉浸式浮标(10)；所述编码器(8)与计数滚轮(7)信号连接，压力传感器(5)与压力滚轮(6)信号连接；所述控制器(4)同时与步进电机(3)、压力传感器(5)和编码器(8)信号连接，用于控制步进电机(3)的工作、处理和显示压力传感器(5)和编码器(8)收集的信息。
【技术特征摘要】
1.一种水位水深测量装置，其特征在于，包括：步进电机(3)、卷筒(1)、计数滚轮(7)、编码器(8)、压力滚轮(6)、压力传感器(5)、沉浸式浮标(10)和控制器(4)，其中，所述步进电机(3)带动卷筒(1)转动，卷筒(1)释放钢丝线(9)；所述钢丝线(9)先后绕经计数滚轮(7)和压力滚轮(6)，末端连接沉浸式浮标(10)；所述编码器(8)与计数滚轮(7)信号连接，压力传感器(5)与压力滚轮(6)信号连接；所述控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭利朋，杨英茹，高欣娜，田东良，黄媛，靳青，岳赵寒，刘娜，姚则羊，
申请(专利权)人：石家庄市农林科学研究院，
类型：新型
国别省市：河北;13
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。