本发明涉及地下水监控领域,特别涉及一种用于水利工程地下水位自动测量装置及控制方法。
背景技术:
1、在水利工作中,地下水位的监测是一项较为重要的工作,对于地下水资源管理,对于了解地下水系统的动力变化以及合理利用和保护地下水资源均具有重要意义。一般情况下需要进行长时间以及数字化地进行持续监测。
2、具体水位监测的方式选择也是多样的,一般能实现自动化以及数字化的方式为压力传感器法和雷达测深法。雷达测深法是一种基于雷达波的反射原理实现地下水位测量的方法通过将雷达波发射到地下,通过测量雷达波从地下反射回来的时间和强度来确定地下水位;潜水压力传感器法是一种直接监测井底水位的方法,通过将潜水压力传感器安装在研究井内,将传感器下端与井底连接,观测井底水压变化来反映地下水位的变化。
3、目前对于地下水取水的过程中,容易对地下水环境造成干扰或者影响。同时各种传感器进行水位监控的方式,容易出现一定偏差的同时,出现偏差的情况较难被甄别。
技术实现思路
1、本发明的主要目的为提供一种用于水利工程地下水位自动测量装置及控制方法,旨在解决目前对于地下水取水的过程中,容易对地下水环境造成干扰或者影响,同时各种传感器进行水位监控的方式,容易出现一定偏差的同时,出现偏差的情况较难被甄别的问题。
2、为了实现上述目的,本发明提供一种用于水利工程地下水位自动测量装置,包括:
3、基座筒,内部在高度方向的上部隔断有封闭结构;
4、蠕动泵,设置于所述基座筒内,且位于所述封闭结构的下方,所述蠕动泵上安装有取水管,所述取水管的上端穿过所述封闭结构;
5、阀门功能部,设置于所述取水管上,所述阀门功能部的工作模式包括导通所述取水管、阻断所述取水管、导通所述取水管位于所述蠕动泵上游位置到所述基座筒内以及导通所述取水管位于所述蠕动泵上游位置到所述基座筒内;
6、水位探测雷达,安装于所述基座筒且位于所述封闭结构下方;
7、控制模块,控制所述阀门功能部、所述蠕动泵和所述水位探测雷达的工作;
8、电源,电性连接到所述蠕动泵、所述阀门功能部、所述水位探测雷达和所述控制模块。
9、进一步地,所述取水管上且位于所述蠕动泵下游设置有流量传感器。
10、进一步地,所述阀门功能部包括t形管、第一导通开关、第二导通开关和第三导通开关,所述t形管包括在长度方向上导通连接所述取水管的主管道和导通到所述主管道长度方向中部的支管道,所述第一导通开关和第二导通开关设置于所述主管道长度方向的上端和下端,所述第三导通开关设置于所述支管道。
11、进一步地,所述地下水位自动测量装置还包括自动取样装置,所述取水管上部自由端向下延伸,所述自动取样装置包括:
12、取样基座;
13、承装板,可旋转安装于所述取样基座,所述承装板上表面环设有多个安装槽位;
14、驱动电机,对应所述承装板设置,且驱动所述承装板旋转;
15、遮挡罩,固定于所述取样基座且对应遮盖所述安装槽位,所述遮挡罩上表面设置有穿透其厚度方向的缺口,所述缺口的位置对应所述取水管上部自由端。
16、进一步地,所述遮挡罩的上表面设置有太阳能电池板,所述电源为可充电式,所述太阳能电池板电性连接到所述电源,所述承装板上导出有清洁刷,所述清洁刷延伸到所述太阳能电池板上。
17、进一步地,所述蠕动泵上游的所述取水管包括多个硬管段和连接于两个所述硬管段之间的软管段,所述硬管段与所述基座筒形成连接。
18、进一步地,所述基座筒下端设置有摄像头组件设置于下方,所述摄像头组件在水平面上避让所述水位探测雷达设置。
19、进一步地,所述基座筒包括外筒以及可拆连接于所述外筒内壁的内筒,所述封闭结构与所述蠕动泵设置于所述内筒。
20、本发明还提供了一种控制方法,应用于上述的地下水位自动测量装置,包括:
21、s1、将阀门功能部调整为导通取水管位于蠕动泵下游位置到基座筒内的状态,启动蠕动泵正向工作而完成排水过程;
22、s2、将阀门功能部调整为导通取水管的状态,启动蠕动泵正向工作而完成汲水过程;
23、s3、将阀门功能部调整为导通取水管位于蠕动泵下游位置到基座筒内而完成下水过程。
24、进一步地,所述控制方法还包括:
25、s4、控制水位探测雷达工作,并根据水位探测雷达发送的数据计算第一水位;
26、所述s2的步骤包括:
27、s201、将阀门功能部调整为导通取水管的状态,启动蠕动泵并开始接收流量传感器传输的信号,其中,标记启动蠕动泵的时间点为起点时间;
28、s202、当流量传感器大于预设值的时间点,标记为汲水时间;
29、s203、计算汲水时间与起点之间的差值为工作时长,结合蠕动泵的工作强度和工作时长计算第二水位;
30、s204、根据第一水位与第二水位判断整个地下水位自动测量装置的工作状态;
31、s205、继续完成汲水过程。
32、本发明提供的用于水利工程地下水位自动测量装置及控制方法,阀门功能部为导通取水管的状态时,取水管整体处于导通状态,此时蠕动泵能通过取水管完成汲水过程;阀门功能部为阻断取水管的状态时,取水管整体处于阻断状态,此时外界的环境阻隔于地下水环境;阀门功能部为导通取水管位于蠕动泵上游位置到基座筒内的状态时,此时蠕动泵工作能将基座筒内的空气抽入,进而完成取水管排空过程;阀门功能部为导通取水管位于蠕动泵上游位置到基座筒内的状态时,此时取水管位于蠕动泵上游的部分气压得到了平衡,其内的水流自然落下,进而完成下水过程;由于蠕动泵的工作特性以及阀门功能部的设置,保障了每次取样都获得当前地下水样品的同时,也能将外界环境与地下水环境很好地隔绝;水位探测雷达安装于基座筒且位于封闭结构下方以传感的方式获得水位的信息,蠕动泵与水位探测雷达之间一个失效时,两者能作为水位测试的备份。
1.一种用于水利工程地下水位自动测量装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的用于水利工程地下水位自动测量装置,其特征在于,所述取水管(210)上且位于所述蠕动泵(200)下游设置有流量传感器(211)。
3.根据权利要求1所述的用于水利工程地下水位自动测量装置,其特征在于,所述阀门功能部(300)包括t形管(310)、第一导通开关(320)、第二导通开关(330)和第三导通开关(340),所述t形管(310)包括在长度方向上导通连接所述取水管(210)的主管道(311)和导通到所述主管道(311)长度方向中部的支管道(312),所述第一导通开关(320)和第二导通开关(330)设置于所述主管道(311)长度方向的上端和下端,所述第三导通开关(340)设置于所述支管道(312)。
4.根据权利要求1所述的用于水利工程地下水位自动测量装置,其特征在于,所述地下水位自动测量装置还包括自动取样装置(500),所述取水管(210)上部自由端向下延伸,所述自动取样装置(500)包括:
5.根据权利要求4所述的用于水利工程地下水位自动测量装置,其特征在于,所述遮挡罩(530)的上表面设置有太阳能电池板(532),所述电源为可充电式,所述太阳能电池板(532)电性连接到所述电源,所述承装板(520)上导出有清洁刷(521),所述清洁刷(521)延伸到所述太阳能电池板(532)上。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于水利工程地下水位自动测量装置,其特征在于,所述蠕动泵(200)上游的所述取水管(210)包括多个硬管段和连接于两个所述硬管段之间的软管段,所述硬管段与所述基座筒(100)形成连接。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于水利工程地下水位自动测量装置,其特征在于,所述基座筒(100)下端设置有摄像头组件(600)设置于下方,所述摄像头组件(600)在水平面上避让所述水位探测雷达(400)设置。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于水利工程地下水位自动测量装置,其特征在于,所述基座筒(100)包括外筒以及可拆连接于所述外筒内壁的内筒,所述封闭结构(110)与所述蠕动泵(200)设置于所述内筒。
9.一种控制方法,应用于权利要求2至8中任意一项所述的地下水位自动测量装置,其特征在于,包括:
10.根据权利要求9所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括: