浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，屬于地下水位測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地下水監(jiān)測(cè)是收集地下水信息資料的重要手段，準(zhǔn)確及時(shí)的資料收集不僅能夠指導(dǎo)工作實(shí)踐解決問題，而且更是研究地下水位動(dòng)態(tài)規(guī)律的基礎(chǔ)。掌握不同研究區(qū)域、不同水文地質(zhì)單元、不同水源地地下水要素時(shí)空變化特征，對(duì)地下水資源的開發(fā)、保護(hù)、研究與管理具有重要意義。地下水主要監(jiān)測(cè)要素有地下水位、水溫、水質(zhì)、流速及流向等，其中地下水水位是最基本、最普遍也是最重要的地下水監(jiān)測(cè)要素。
[0003]水位測(cè)量中按測(cè)量方式可分為測(cè)繩式、浮子式、超聲波式、激光式、壓力式及感應(yīng)式等多種形式。目前國(guó)內(nèi)地下水水位觀測(cè)方法多采用傳統(tǒng)方式，應(yīng)用的儀器設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度很低且存在較大誤差。隨著國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)工程的啟動(dòng)，越來越多先進(jìn)的地下水位監(jiān)測(cè)方法和設(shè)備將被采用。地下水位激光測(cè)量裝置精度高，可靠性好，屬于光波測(cè)量技術(shù)范疇。激光式水位計(jì)分為脈沖法、差頻相位法、相位法，脈沖式激光水位測(cè)量因電路實(shí)現(xiàn)而造價(jià)昂貴，差頻相位法要求在被測(cè)兩端有能夠主動(dòng)配合的目標(biāo)，相位法則要求的測(cè)距端必須能夠反射(反射鏡或反射裝置)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供一種浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，其特點(diǎn)是快捷、便利、電路簡(jiǎn)單、故障率低、可靠性高。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，包括:用于固定在鉆孔口的殼體，殼體內(nèi)設(shè)有信號(hào)接收器，所述信號(hào)接收器與信號(hào)處理裝置相連，信號(hào)處理裝置與成果輸出裝置相連，所述信號(hào)接收器、信號(hào)處理裝置和成果輸出裝置均與處理器相連；用于置于鉆孔內(nèi)水平面上的浮標(biāo)，所述浮標(biāo)上設(shè)有激光發(fā)射裝置，該激光發(fā)射裝置包括激光發(fā)射器和電源，所述激光發(fā)射器的發(fā)射端和信號(hào)接收器的接收端相對(duì)應(yīng)。
[0007]另外，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置還可以具有以下附加技術(shù)特征:
[0008]優(yōu)選的，所述激光發(fā)射裝置還包括信號(hào)控制器，信號(hào)控制器與所述激光發(fā)射器相連。
[0009]優(yōu)選的，所述信號(hào)處理裝置包括信號(hào)過濾器，信號(hào)過濾器與所述信號(hào)接收器和信號(hào)放大器相連，信號(hào)放大器與運(yùn)算器相連。
[0010]優(yōu)選的，所述成果輸出裝置包括存儲(chǔ)器和發(fā)射器，所述存儲(chǔ)器和發(fā)射器與信號(hào)處理裝置相連，所述發(fā)射器還與USB接口、藍(lán)牙發(fā)射模塊和無線傳輸模塊相連。
[0011]優(yōu)選的，所述處理器為ARM單片機(jī)。
[0012]優(yōu)選的，所述殼體上還設(shè)有開關(guān)，所述開關(guān)與所述處理器相連。
[0013]優(yōu)選的，該裝置還包括供電電源。
[0014]優(yōu)選的，所述電源為太陽能電池。
[0015]優(yōu)選的，利用USB接口與電腦相連，通過在電腦中安裝的專用操作軟件，可定制測(cè)量時(shí)間。
[0016]優(yōu)選的，所述浮標(biāo)上設(shè)有用于連接到鉆孔口處的拉繩、連接到信號(hào)控制器的導(dǎo)線和連接到電源的電源線。
[0017]優(yōu)選的，所述浮標(biāo)上還可以設(shè)置以下一種或多種:水溫傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溶解氧傳感器或其它水質(zhì)傳感器。
[0018]本實(shí)用新型的浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置其工作流程可以是:信號(hào)控制器控制激光發(fā)射控制器的發(fā)射端發(fā)出激光脈沖，激光直接達(dá)到信號(hào)接收器的接收端。激光信號(hào)通過儀表過濾技術(shù)(信號(hào)過濾器)、儀表放大技術(shù)(信號(hào)放大器)和單片機(jī)控制技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別、提取、放大、轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)入數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行運(yùn)算。運(yùn)算完成后處理結(jié)果(測(cè)量日期時(shí)間、地下水位埋深、水溫、電導(dǎo)率等)保存于儲(chǔ)存器中，再根據(jù)需要隨時(shí)將結(jié)果發(fā)送到手機(jī)等設(shè)備或經(jīng)無線傳輸發(fā)送到相應(yīng)網(wǎng)址或通過USB接口拷貝至計(jì)算機(jī)或PDA中。
[0019]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0020]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0023]附圖標(biāo)記說明:
[0024]殼體1 ;專用井蓋2 ;太陽能電池板3 ;保護(hù)外罩4 ;信號(hào)控制器5 ;激光發(fā)射器6 ;信號(hào)接收器7 ;信號(hào)過濾器8 ;信號(hào)放大器9 ;運(yùn)算器10 ;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器11 ;數(shù)據(jù)發(fā)射器12 ;USB接口 13 ;藍(lán)牙發(fā)射模塊14 ;無線傳輸模塊15 ;ARM單片機(jī)16 ;發(fā)射端17 ;接收端18 ;浮標(biāo)19 ;拉繩20 ;導(dǎo)線21 ;電源線22 ;水質(zhì)傳感器23。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0026]如圖1-2所示，本實(shí)施例提供了一種浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，包括殼體1、信號(hào)接收器7、信號(hào)處理裝置、成果輸出裝置、處理器和浮標(biāo)19。
[0027]殼體1固定在專用井蓋2內(nèi)側(cè)，井蓋上面設(shè)有太陽能電池板3，太陽能電池板3外罩有通光的保護(hù)外罩4，太陽能電池板3用于給該裝置提供供電電源。殼體1內(nèi)設(shè)置信號(hào)接收器7、信號(hào)處理裝置、成果輸出裝置和ARM單片機(jī)16。殼體1上還設(shè)有開關(guān)，開關(guān)與ARM單片機(jī)16相連。
[0028]信號(hào)處理裝置包括信號(hào)過濾器8，信號(hào)過濾器8與信號(hào)接收器7和信號(hào)放大器9相連，信號(hào)放大器9與運(yùn)算器10相連。成果輸出裝置包括存儲(chǔ)器11和發(fā)射器12，存儲(chǔ)器11和發(fā)射器12均與運(yùn)算器10相連，發(fā)射器12還與USB接口 13、藍(lán)牙發(fā)射模塊14和無線傳輸模塊15相連。信號(hào)接收器7、信號(hào)處理裝置和成果輸出裝置均與ARM單片機(jī)16相連。
[0029]浮標(biāo)19上設(shè)有激光發(fā)射裝置，該激光發(fā)射裝置包括信號(hào)控制器5、激光發(fā)射器6，信號(hào)控制器5與激光發(fā)射器6相連，激光發(fā)射器6的發(fā)射端17和信號(hào)接收器7的接收端18相對(duì)應(yīng)，激光發(fā)射裝置的信號(hào)控制器5通過導(dǎo)線21與ARM單片機(jī)16相連。激光發(fā)射裝置通過電源線22連接到電陽能電池板，由太陽能電池板3供給電源。另外，為方便將浮標(biāo)19放入取出監(jiān)測(cè)井，在浮標(biāo)19上還設(shè)有用于連接到鉆孔口處的拉繩20。
[0030]具體的，信號(hào)接收器7利用ARM單片機(jī)16實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字相關(guān)的算法，將激光信號(hào)改善信噪比，有效恢復(fù)淹沒于強(qiáng)背景噪聲中的微弱信號(hào)，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。信號(hào)放大器9可以進(jìn)行微弱光電信號(hào)的檢測(cè)與采集，具有小尺寸、低功率、低溫漂、高抗干擾、強(qiáng)信噪比、大倍數(shù)運(yùn)放的特點(diǎn)。由太陽能電池持續(xù)供能工作，或經(jīng)ARM單片機(jī)16控制通電時(shí)長(zhǎng)；數(shù)塊鋰電池用以隨時(shí)更換，確保測(cè)量裝置不間斷運(yùn)行。測(cè)量裝置運(yùn)行期間結(jié)果自動(dòng)保存到SD儲(chǔ)存卡，ARM單片機(jī)16可設(shè)置短信發(fā)射模塊實(shí)時(shí)通知到工作人員，可攜帶筆記本電腦通過USB接口 13將測(cè)量結(jié)果導(dǎo)出或通過無線傳輸方式發(fā)送至指定網(wǎng)址，也可更換SD儲(chǔ)存卡后帶回辦公室通過讀卡器傳輸至計(jì)算機(jī)。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型示例的一種使用方法:打開固定在井口的儀器總開關(guān)，通過筆記本電腦定制測(cè)量時(shí)間、頻次及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)格式。激光發(fā)射器6發(fā)出的激光信號(hào)直接由激光接收器(信號(hào)接收器7)接收，再經(jīng)信號(hào)處理即可儲(chǔ)存、傳輸。
[0032]浮標(biāo)19上還可以設(shè)置有以下水質(zhì)監(jiān)測(cè)探頭:水溫傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溶解氧傳感器等水質(zhì)傳感器23或其它水質(zhì)傳感器23。
[0033]該裝置通常被用于地下水專用監(jiān)測(cè)井中。
[0034]本實(shí)用新型的裝置還可參照專利201320198807.1 (手持式智能化地下水位激光測(cè)量裝置)的結(jié)構(gòu)和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0035]補(bǔ)充說明，所述的實(shí)施方式是用以說明本實(shí)用新型，并不用以限制本實(shí)用新型。在不進(jìn)行商業(yè)用途的情況下，歡迎本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)、科研人員根據(jù)本實(shí)用新型的原理進(jìn)行潤(rùn)飾和改進(jìn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括: 用于固定在井口的殼體，殼體內(nèi)設(shè)有信號(hào)接收器，所述信號(hào)接收器與信號(hào)處理裝置相連，信號(hào)處理裝置與成果輸出裝置相連，所述信號(hào)接收器、信號(hào)處理裝置和成果輸出裝置均與處理器相連； 用于置于鉆孔內(nèi)水平面上的浮標(biāo)，所述浮標(biāo)上設(shè)有激光發(fā)射裝置，該激光發(fā)射裝置包括激光發(fā)射器和電源，所述激光發(fā)射器的發(fā)射端和信號(hào)接收器的接收端相對(duì)應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)接收器還包括信號(hào)控制器，信號(hào)控制器與所述激光發(fā)射器相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理裝置包括信號(hào)過濾器，信號(hào)過濾器與所述信號(hào)接收器和信號(hào)放大器相連，信號(hào)放大器與運(yùn)算器相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述成果輸出裝置包括存儲(chǔ)器和發(fā)射器，所述存儲(chǔ)器和發(fā)射器與信號(hào)處理裝置相連，所述發(fā)射器還與USB接口、藍(lán)牙發(fā)射模塊和無線傳輸模塊相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述處理器為ARM單片機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述殼體上還設(shè)有開關(guān)，所述開關(guān)與所述處理器相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，該裝置還包括太陽能電池。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述浮標(biāo)上設(shè)有用于連接到井口處的拉繩、導(dǎo)線和電源線。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述浮標(biāo)上還設(shè)置以下一種或多種水質(zhì)傳感器:水溫傳感器、電導(dǎo)率傳感器和溶解氧傳感器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種浮標(biāo)式多功能地下水監(jiān)測(cè)裝置，包括用于固定在井口的殼體，殼體內(nèi)設(shè)有信號(hào)接收器，所述信號(hào)接收器與信號(hào)處理裝置相連，信號(hào)處理裝置與成果輸出裝置相連，所述信號(hào)接收器、信號(hào)處理裝置和成果輸出裝置均與處理器相連；用于置于鉆孔內(nèi)水平面上的浮標(biāo)，所述浮標(biāo)上設(shè)有激光發(fā)射裝置，該激光發(fā)射裝置包括激光發(fā)射器和電源，所述激光發(fā)射器的發(fā)射端和信號(hào)接收器的接收端相對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型具有快捷、便利、電路簡(jiǎn)單、故障率低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01F23/64
【公開號(hào)】CN205049213
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520837301
【發(fā)明人】張保祥, 張鵬云, 張保林, 孟凡海
【申請(qǐng)人】山東省水利科學(xué)研究院
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年10月27日