專利名稱：一種大量程高精度雙筒式地下水位計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及地質測量及氣象測量領域，特別是涉及一種測量地下水位的測量直O
背景技術：
水位計是一種用來測量水位高低的儀器，他主要用來測量江、河、海等的水位變化 以及滑坡處地下水位的變化等，另外，在工農業生產中，水位計也有廣泛的用途。隨著我國 經濟社會的發展，對水文信息不斷提出新的要求，對觀測手段和方法以及水文監測技術的 研發和應用提出了越來越高的要求。現代電子技術、傳感技術、通信技術和計算機技術的迅 速發展，也促進了水文監測方式自動化的發展。目前用來測量水位的水位計主要有遙測浮 子式水位計、壓力式水位計、超聲波水位計、雷達水位計、激光水位計和電子水尺等。但是這 些水位計在測量滑坡體地下水位變化時受到一定的限制。我國是一個嚴重缺水的國家，對 地下水資源的監測就顯得特別重要，因此為了克服現有的水位測量裝置的不足，本實用新 型提供一種大量程高精度雙筒式的水位計，該裝置具有量程大，測量精度高，結構簡單，實 用性強等優點，再配上GPRS數據無線傳輸系統和后臺計算機軟件處理分析系統，專門用來 對地下水位進行實時監測。發明內容本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是采用大量程高精度雙筒式結構 的地下水位計，包括一號角位移傳感器、一號大輪子、浮子、配重、繩子、一號支架、地下水位 筒、地下水、二號角位移傳感器、二號大輪子、二號支架、皮帶、配重筒、固定板、同軸小輪等。 所述浮子與配重連接在繩子的兩端，并通過繩子掛置在一號大輪子上，浮子停浮在地下水 位筒內的地下水表面，配重放置配重筒內，這種結構和連接方式，浮子和配重因地下水位的 變化在垂直方向移動。進一步，所述通過繩子和帶有凹槽的輪子之間的摩擦力帶動大輪子的轉動，由于 大輪子、角位移傳感器和同軸小輪屬同軸，且沒有相對轉動，因此大輪子的轉動同時傳動給 角位移傳感器和同軸小輪，同軸小輪和另外一個大輪子通過皮帶連接，最后這種轉動又通 過皮帶傳遞給高精度測量傳感器，因此通過兩個傳感器的轉動測量出所述浮子或配重在垂 直方向上的位移，由于同軸小輪比另外一只大輪子的半徑小，一般是10倍的關系，雖然角 位移相同但線位移不同，從而保證位移測量精度的提高，此直徑比可根據實需要來定，目的 就是加大量程。進一步，所述一號支架和二號支架分別安裝在固定板上，保證整個機構穩定。進一步，所述一號角位移傳感器、一號大輪子和同軸小輪連接固定在一起，并安裝 在一號支架上；所述二號角位移傳感器和大輪子連接并并安裝在二號支架上。進一步，所述皮帶分別套在同軸小輪和大輪子上，同軸小輪的轉動通過皮帶帶動 大輪子的轉動。3[0008]進一步，所述兩個傳感器為角位移傳感器，可以選用導電塑料雙聯角位移傳感器 或者角度編碼器等。本實用新型的有益效果是，結構簡單，量程不受限制，不管量程大小，都保持很高 的測量精度，而且工作量少，并且裝置本身還實現了水位測量數據的自動傳輸，水位測量數 據可實時地傳輸到數據處理中心，實現了將水位數據智能化處理和顯示。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型用于測量水位變化的水位計實施例的結構示意圖。圖1中，1. 一號角位移傳感器，2. —號大輪子，3.浮子，4.配重，5.繩子，6. —號支 架，7.地下水位筒，8.地下水，9. 二號角位移傳感器，10. 二號大輪子，11. 二號支架，12.皮 帶，13.配重筒，14.固定板，15.同軸小輪。
具體實施方式
圖1中，地下水位筒(7)的兩端均為開口，管壁上有許多小孔，用于將筒內的水與 地下水保持連通，配重筒(1 為一上部開口，底部密閉的管子，用于配重(4)在里面的上下 運動。先將地下水位筒(7)和配重筒(1 固定在待測點處預先鉆好的孔里，地下水(8)從 地下水位筒(7)的一端開口和側壁的小孔進入地下水位筒(7)內。一號支架(6)和二號支 架(11)分別安裝在固定板(14)上。一號角位移傳感器(1)、一號大輪子(2)和同軸小輪 (15)連接固定在一起，并安裝在一號支架(6)上，安裝時保證一號大輪子(2)可以帶動一 號角位移傳感器(1)和同軸小輪(1 同軸轉動且沒有相對轉動。二號角位移傳感器(9) 和二號大輪子(10)連接固定在一起，并安裝在二號支架(11)，安裝時保證二號大輪子(10) 帶動二號角位移傳感器(9)同軸轉動且沒有相對轉動。圖1中，根據測量水位選擇適當長度的繩子(5)，繩子( 的一端連接浮子(3)，另 一端連接配重G)，確保連接可靠不宜脫落。一號大輪子( 和二號大輪子(10)的外圓周 上設置有凹槽(圖中未示出)，將繩子( 放置在一號大輪子O)的凹槽內，將浮子(3)放 置到地下水位筒(7)內，從配重筒(13)上部開口處將配重⑷放置在筒內，然后將浮子(3) 緩緩放置到水面，等它漂浮在地下水(8)的水面上，再將配重(4)緩緩放入，直到繩子(5) 張緊。圖1中，選擇適當長度的皮帶(12)，先將皮帶(12)套在二號大輪子(10)外圓周上 設置的凹槽內(圖中未示出)，然后用適當力度在掛在同軸小輪(15)外圓周上設置的凹槽 內(圖中未示出)，到此整個機械裝置連接完畢，沿浮子C3)運動的方向輕輕拉動繩子(5)， 檢查整個裝置運動狀況，確保繩子(5)、一號大輪子O)、一號角位移傳感器(1)、同軸小輪(15)、皮帶(1 、二號大輪子(10)和二號角位移傳感器(9)能同步靈敏運動，并且沒有相對 運動。當地下水位發生變化時，地下水(8)在地下水位筒(7)內的位置在垂直高度上發 生變化，由于浮子C3)在水中的吃水深度是一定的，那么水位的變化將改變浮子( 的垂直 高度，所以浮子C3)通過繩子( 帶動一號大輪子( 轉動，一號角位移傳感器(1)的轉動 測出浮子(3)的位移，從而得到水位的高低數值。與此同時，一號大輪子( 轉動帶動了同軸小輪(15)的轉動，同軸小輪(15)也通過皮帶(12)帶動了二號角位移傳感器(9)的同步 轉動，并且同樣可以算出浮子⑶的位移。由于一號大輪子O)、同軸小輪(15)和二號大 輪子(10)的直徑比的不同，可以設計出不同的量程范圍，其目的是解決一號角位移傳感器 (1)的過圈問題，即兩次采的數據是否過圈可以通過二號角位移傳感器(9)的測量值看出 來，即可以做成一號角位移傳感器(1)轉10圈而二號角位移傳感器(9)只轉一圈，或設計 成其他的比例關系，從而解決了地下水位快速變化時也能準確測量出水位變化的問題。所述一號角位移傳感器(1)、二號角位移傳感器(9)和GPRS數據無線傳輸裝置及 蓄電池(圖中未示出)連接，GPRS數據無線傳輸裝置將一號角位移傳感器(1)、二號角位移 傳感器(9)的數值及時傳輸給監測控制管理中心。另外，地下水位筒(7)和配重筒(13)可 選用塑料管或鋼管或PVC管等，浮子(3)的材料為不銹鋼或有機玻璃或者鋁合金等，一號 角位移傳感器(1)、二號角位移傳感器(9)可選用導電塑料角位移傳感器或角度編碼器或 者其他類型和原理的角度傳感器。在本裝置中，由于采用了轉動扭矩小而靈敏度又很高的一號角位移傳感器(1)和 二號角位移傳感器(9)來測量水面的位移，所以可以通過改變一號大輪子O)、同軸小輪 (15)和二號大輪子(10)的直徑以及浮子(3)的直徑來提高測量精度；另外，通過設置一號 支架(6)和二號支架(11)，使浮子C3)的升降非常穩定，同時使得一號角位移傳感器(1)和 二號角位移傳感器(9)的輸出值也非常穩定，從而保證了地下水位的精確計量，而且整個 測量過程中無人值守，節省了大量的人力，而通過GPRS數據無線傳輸裝置，可以實時地將 地下水位的數據傳輸到地下水位監測控制管理中心。本裝置不僅可以應用于測量地下水位 的變化，還可以廣泛應用于江河湖海等的水位變化。
權利要求1.一種大量程高精度雙筒式地下水位計，其特征在于，包括一號角位移傳感器(1)、一 號大輪子O)、浮子(3)、配重(4)、繩子(5)、一號支架(6)、地下水位筒(7)、地下水(8)、 二號角位移傳感器(9)、二號大輪子(10)、二號支架(11)、皮帶(12)、配重筒(13)、固定板 (14)、同軸小輪(15)，所述浮子(3)與配重(4)連接在繩子(5)的兩端，并通過繩子(5)掛 置在一號大輪子( 上，浮子C3)停浮在地下水位筒(7)內的地下水(8)表面，配重(4)放 置配重筒(13)內。
2.根據權利要求1所述的一種大量程高精度雙筒式地下水位計，其特征在于，所述一 號支架(6)和二號支架(11)分別安裝在固定板(14)上。
3.根據權利要求1所述的一種大量程高精度雙筒式地下水位計，其特征在于，所述一 號角位移傳感器(1)、一號大輪子( 和同軸小輪(1 連接固定在一起，并安裝在一號支架 (6)上；所述二號角位移傳感器(9)和大輪子(10)連接并并安裝在二號支架(11)上。
4.根據權利要求1所述的一種大量程高精度雙筒式地下水位計，其特征在于，所述皮 帶(12)分別套在同軸小輪(15)和大輪子(10)上，同軸小輪(15)的轉動通過皮帶(12)帶 動大輪子(10)的轉動。
專利摘要本實用新型公開了一種大量程高精度雙筒式地下水位計，包括兩個角位移傳感器、兩個大輪子、浮子、配重、繩子、兩個支架、地下水位筒、皮帶、配重筒、固定板和同軸小輪。所述浮子與配重連接在繩子的兩端，并通過繩子掛置在一號大輪子上，浮子停浮在地下水位筒內的地下水表面上，配重放置配重筒內，傳感器能夠測量出所述浮子或配重在垂直方向上的位移。本實用新型用于測量地下水位變化的水位計，結構簡單，量程幾乎不受限制，不管量程大小，都保持很高的測量精度，而且工作量少，并且裝置本身還實現了水位測量數據的自動傳輸，水位測量數據可實時地傳輸到數據處理中心，實現了將水位數據智能化處理和顯示。
文檔編號G08C17/02GK201828314SQ20102028659
公開日2011年5月11日 申請日期2010年8月10日 優先權日2010年8月10日
發明者于榮波, 吉軍川, 戴連雙, 杜飛, 王興昆, 王樹旗, 趙克常 申請人:中國新興保信建設總公司