CN113916320B - 一种水文地质勘探用地下水位探测采集器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水文地质勘探用地下水位探测采集器，解决了现有的探测仪在下放时无法同时采集地下水的问题。包括置于探测孔内的探测装置以及置于地面上的收线装置，探测装置包括探测环形筒，探测环形筒的底部固定安装有探测传感器，探测环形筒的外表面上开有多个定位槽，探测环形筒内部空腔的底面上转动安装有多个分别伸出每个定位槽的定位杆，每个定位杆的另一端均固定安装有定位块；探测环形筒的中部同轴上下滑动安装有内部中空且底部开口的采集外筒，采集外筒内部同轴上下滑动安装有内部中空的采集内筒，采集内筒的外表面上贯穿有采集口，采集口上固定安装有采集滤网。本发明能够同时完成地下水位的探测和地下水的采集工作，具有很强的实用性。

Description

一种水文地质勘探用地下水位探测采集器

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，具体是一种水文地质勘探用地下水位探测采集器。

背景技术

水文地质，地质学分支学科，指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。

在水文地质探测作业中，需要利用现有技术中的地下水位探测仪对地下水位进行探测，通常需要预先从地面向下方挖掘出一个口径大小已知的探测孔与地下水流相连通，再将地下水位探测仪的传感探头通过导线缓慢深入至探测孔中，直到传感探头检测到地下水位，然后根据下放的导线长度，即可计算出地下水位的深度。

在探测地下水位时，由于探测仪的外侧没有做任何保护，都是直接放入探测孔中，而且探测仪下放是通过人工放线进行的，探测仪在下放的过程中难免会触碰到探测孔的内壁，从而使得掉落的泥沙石容易对探测仪造成损伤，影响探测仪的使用寿命，而且也会影响探测精度。

当需要采集地下水进行化验分析研究时，需要将探测仪向上收起，然后再向探测孔内下放水泵进行地下水的抽取，但是探测仪在探测孔内来回移动时与孔壁碰撞会造成不必要的损伤，而且需要再次下放水泵，不仅操作过程繁琐，而且浪费大量的时间。

因此，本发明提供一种水文地质勘探用地下水位探测采集器来解决上述问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种水文地质勘探用地下水位探测采集器，有效的解决了探测仪的外侧没有做任何保护掉落的泥沙石容易对探测仪造成损伤，现有的探测仪在下放时无法同时采集地下水的问题。

一种水文地质勘探用地下水位探测采集器，包括置于预打在地面上的探测孔内部的探测装置以及置于地面上的收线装置，其特征在于，所述探测装置，包括内部为空腔的探测环形筒，所述探测环形筒的底部固定安装有探测传感器，所述探测环形筒的外表面上开有多个定位槽，所述探测环形筒内部空腔的底面上转动安装有多个分别伸出每个定位槽的定位杆，每个所述定位杆的另一端均固定安装有定位块；

所述探测环形筒的中部同轴上下滑动安装有内部中空且底部开口的采集外筒，所述采集外筒的内部同轴上下滑动安装有内部中空的采集内筒，所述采集内筒的外表面上贯穿有采集口，所述采集口上固定安装有采集滤网，所述探测环形筒的顶部固定连接有两个探测导线，所述采集外筒的顶部固定连接有采集导线，两个所述探测导线和采集导线均与收线装置连接。

优选的，所述探测环形筒内部空腔的顶部转动安装有多个与多个定位槽的位置对应的定位丝杆，每个所述定位丝杆上均螺纹连接有定位螺套，每个所述定位螺套的外侧面均铰接有定位推杆，每个所述定位推杆的另一端均穿过对应的定位槽与对应的定位杆的中部铰接。

优选的，每个所述定位丝杆的顶端均同轴固定连接有定位齿轮，所述探测环形筒内部空腔的顶部同轴转动安装有与多个定位齿轮啮合的定位齿圈，所述探测环形筒的顶部固定安装有定位电机，所述定位电机的转动轴上同轴固定安装有位于探测环形筒内部且与定位齿圈啮合的定位驱动齿轮。

优选的，每个所述定位块上均固定连接有若干个定位钉。

优选的，所述探测环形筒的顶部固定安装有两个限位销，两个所述探测导线和两个限位销上均套设有限位套环，四个所述限位套环之间固定连接有限位十字架，所述采集外筒的顶部与限位十字架固定连接。

优选的，所述限位十字架的顶部固定安装有采集电机，所述采集导线与采集电机之间固定电连接，所述采集电机的转动轴贯穿限位十字架和采集外筒的顶部且同轴固定安装有位于采集外筒内部的采集丝杆，所述采集丝杆贯穿采集内筒的顶部且与采集内筒的顶部螺纹连接。

优选的，所述采集外筒的内壁上开有两个采集滑槽，所述采集内筒的顶部固定安装有两个分别滑动安装在两个采集滑槽内的采集滑块。

优选的，所述采集内筒的底部开口且螺纹安装有采集筒盖。

优选的，所述收线装置，包括固定安装在地面上且位于探测孔上方的三脚架，所述三脚架的顶部固定安装有收线托盘，所述收线托盘的顶部转动安装有探测收线轴和采集收线轴，所述探测导线缠绕在探测收线轴上，所述采集导线缠绕在采集收线轴上。

本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1、本发明的探测装置在下放时，能够通过分布在探测环形筒外侧的定位块进行防护，防止探测环形筒直接与探测孔壁直接碰撞；

2、探测传感器探测到地下水位后，四个定位块可分别向探测环形筒的外侧展开，并紧紧的抵在探测孔壁上，使得探测环形筒固定在探测孔内，防止探测环形筒在探测孔内随着地下水流而晃动；

3、探测环形筒在探测孔底部固定后，可向下滑动采集内筒进行取水，地下水通过采集口进入采集内筒内部，采集完毕后采集内筒返回采集外筒内，最后可将采集外筒和采集内筒同时向上移动至地面，而探测环形筒则依然处于探测孔的最底部进行实时监测；

4、本发明通过收线装置能够实现探测装置和采集装置在探测孔内平缓的下放，能够避免下放过程中的晃动；

本发明设计思路清晰，结构简洁，操作简单，能够同时完成地下水位的探测和地下水的采集工作，具有很强的实用性。

附图说明

图1为本发明中探测装置处于探测孔内下放的平面示意图。

图2为本发明中采集内筒取水和采集外筒向上移动的平面示意图。

图3为本发明中探测装置的立体示意图一。

图4为本发明中探测装置的立体示意图二。

图5为本发明中探测装置的剖面立体示意图一。

图6为本发明中探测装置的剖面立体示意图二。

图7为本发明中采集内筒向下移动进行取水时的平面示意图。

图8为本发明中采集内筒向下移动进行取水时的剖面示意图。

图9为本发明中采集外筒与采集内筒的立体安装示意图。

图10为本发明中采集滑槽与采集滑块的立体安装示意图。

图11为本发明中采集外筒与探测环形筒分离后向上移动的立体示意图。

图12为本发明中采集外筒与探测环形筒分离后向上移动的剖面示意图。

图13为本发明中收线装置的平面示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图13对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

实施例一，本发明为一种水文地质勘探用地下水位探测采集器，包括置于预打在地面上的探测孔1内部的探测装置2以及置于地面上的收线装置3，所述探测孔1的直径大小根据施工要求而定，所述收线装置3置于探测孔1的正上方，且探测装置2与收线装置3连接，通过收线装置3能够使探测装置2在探测孔1内上下移动，所述探测装置2包括内部为空腔的探测环形筒4，如附图5-6所示，探测环形筒4的外形呈圆环状，其实体部位的内部为环形的空腔，所述探测环形筒4的底部固定安装有探测传感器5，探测环形筒4能够在探测孔1内向下移动，当探测环形筒4下放至探测孔1的最底部时，探测传感器5能够检测到地下水位，从而将信息传递给地面上的工作人员，所述探测环形筒4的外表面上开有多个定位槽6，本实施例中的定位槽6的数量为四个，且均匀分布在探测环形筒4的外表面上，所述探测环形筒4内部空腔的底面上转动安装有多个分别伸出每个定位槽6的定位杆7，每个所述定位杆7能够在定位槽6内向探测环形筒4的外侧摆动，使得四个定位杆7的自由端之间的距离越来越大，每个所述定位杆7的另一端均固定安装有定位块8，如附图1所示，当探测环形筒4在探测孔1内向下方移动时，分布在探测环形筒4周围的四个定位块8能够起到防护作用，避免探测环形筒4直接碰撞在探测孔1的内壁上，当探测环形筒4移动到探测孔1的最底部且探测传感器5检测到地下水位时，探测环形筒4不再向下方移动，此时可同时使得四个定位杆7向探测环形筒4外侧摆动，且四个定位杆7移动时能够带动定位块8向探测环形筒4外侧同步移动，使得四个定位块8能够紧紧抵在探测孔1的内壁上进行固定，此时探测环形筒4能够固定在探测孔1底部的中央位置，且无法再上下移动；

所述探测环形筒4的中部同轴上下滑动安装有内部中空且底部开口的采集外筒10，所述采集外筒10的外径稍微小于探测环形筒4的内径，使得采集外筒10能够在探测环形筒4内圈上下滑动，如附图1-8所示，采集外筒10处于探测环形筒4内部时，可与探测环形筒4在探测孔1内部同步向下移动，所述采集外筒10的内部同轴上下滑动安装有内部中空的采集内筒11，所述采集内筒11能够在采集外筒11的底部向下方滑动出来，当探测环形筒4底部的探测传感器5探测到地下水后，探测环形筒4固定在探测孔1内部，然后可向下滑动采集内筒11，使得采集内筒11向下方进入地下水中，所述采集内筒11的外表面上贯穿有采集口12，所述采集口12也能够随着采集内筒11进入地下水中，地下水则能够从采集口12进入采集内筒11内完成地下水的采集，所述采集口12上固定安装有采集滤网13，采集滤网13能够对地下水中的大块颗粒物进行过滤，所述探测环形筒4的顶部固定连接有两个探测导线14，所述采集外筒10的顶部固定连接有采集导线15，两个探测导线14和采集导线15的外层均包裹钢丝绳套，防止使用过程中收到磨损和断裂，两个探测导线14的外侧均设置有刻度，两个所述探测导线14和采集导线15均与收线装置3连接，收线装置3转动能够缠绕或释放探测导线14和采集导线15，所述探测传感器5与探测导线14电连接，探测传感器15检测到地下水位的信号后能够通过探测导线14传输给地面的工作人员；

在使用时，先将探测装置2放置在探测孔1内，然后通过收线装置3同时释放两个探测导线14和采集导线15，使得探测装置2能够在探测孔1内向下移动，当探测环形筒4到达探测孔1底部并进行固定后，读取探测导线14上的刻度即可得到地下水位的深度；

然后向下滑动采集内筒11使其进入地下水内进行取水，取水完成后再将采集内筒11向上滑动进入采集外筒10内，最后通过收线装置3开始缠绕采集导线15，采集到想15能够向上将采集外筒10从探测环形筒4中部向上提起并逐渐向上移动至探测孔1的孔口处，工作人员即刻对地下水进行收集；

而探测环形筒4可始终处于探测孔1内进行实时监测，当地下水位的液位发生变化时，可移动探测环形筒4的位置，使探测传感器5重新探测地下水的液位即可，也可在完成取水后，再将探测环形筒4也向上移出探测孔1，后续可再次通过上述才做过程进行探测。

实施例二，在实施例一的基础上，所述探测环形筒4内部空腔的顶部转动安装有多个与多个定位槽6的位置对应的定位丝杆16，每个所述定位丝杆16上均螺纹连接有定位螺套17，每个所述定位螺套17的外侧面均铰接有定位推杆18，每个所述定位推杆18的另一端均穿过对应的定位槽6与对应的定位杆7的中部铰接，同时转动多个定位丝杆16时能够带动多个定位螺套17同时上下移动，多个定位螺套17上下移动时能够通过多个定位推杆18带动多个定位杆7同时向外侧或向内侧摆动，使得多个定位块8能够紧紧抵在探测孔1的内壁上，从而实现将探测环形筒4固定在探测孔1内，由于定位杆7和定位推杆18均处于定位槽6内，因此定位丝杆16转动时不会带动定位螺套17自转，而是会带动定位螺套17上下移动。

实施例三，在实施例二的基础上，每个所述定位丝杆16的顶端均同轴固定连接有定位齿轮19，所述探测环形筒4内部空腔的顶部同轴转动安装有与多个定位齿轮19啮合的定位齿圈20，定位齿圈20转动时能够同时带动多个定位齿轮19和定位丝杆16转动，从而实现多个定位杆7和定位块8的同时移动，所述探测环形筒4的顶部固定安装有定位电机21，定位电机21为正反转电机且与探测导线14电连接，所述定位电机21的转动轴上同轴固定安装有位于探测环形筒4内部且与定位齿圈20啮合的定位驱动齿轮22，通过定位电机21带动定位驱动齿轮22转动时，即可带动多个定位齿轮19和定位丝杆16同时转动。

实施例四，在实施例一的基础上，每个所述定位块8上均固定连接有若干个定位钉9，在每个定位块8上设置定位钉9，当四个定位块8紧紧抵在探测孔1的内壁上时，定位钉9能够扎进探测孔1的内壁，能够使得探测环形筒4更加牢固的固定在探测孔1内。

实施例五，在实施例一的基础上，所述探测环形筒4的顶部固定安装有两个限位销23，两个限位销23与两个探测导线14在探测环形筒4的顶部均匀分布，两个所述探测导线14和两个限位销23上均套设有限位套环24，所述限位套环24的内径大于两个限位销23与两个探测导线14的外景，限位套环24能够在两个限位销23与两个探测导线14上滑动，四个所述限位套环24之间固定连接有处于探测环形筒4上方的限位十字架25，限位十字架25能够在沿着两个限位销23与两个探测导线14在探测环形筒4的上方进行上下滑动，所述采集外筒10的顶部与限位十字架25固定连接，限位十字架25能够带动采集外筒10上下滑动；

当采集外筒10处于探测环形筒4中部时，四个限位套环24套设在两个限位销23与两个探测导线14上，由于两个探测导线14是软的导线，如果没有两个限位销23，那么在下放探测装置2时，采集外筒10处于探测环形筒4中部难免会对两个探测导线14产生晃动，因此采用两个限位销23对采集外筒10进行径向的限位，使得采集外筒10无法在探测环形筒4的中部发生轻微的转动或晃动，当采集内筒11完成取水后，通过采集导线15带动采集十字架25和采集外筒10向上移动，此时其中两个限位套环24与两个限位销23脱离，而另外两个限位套环24则沿着探测导线14向上移动，由于此时探测环形筒4已经固定在探测孔1内，因此采集外筒10沿着两个探测导线14移动时产生的晃动无法影响探测环形筒4。

实施例六，在实施例五的基础上，所述限位十字架25的顶部固定安装有采集电机26，所述采集导线15与采集电机26之间固定电连接，所述采集电机26为正反转电机，采集导线15能够拉扯采集电机26和采集外筒10向上方移动，所述采集电机26的转动轴贯穿限位十字架25和采集外筒10的顶部且同轴固定安装有位于采集外筒10内部的采集丝杆27，采集电机26转动时能够带动采集丝杆27在采集外筒10内转动，所述采集丝杆27贯穿采集内筒11的顶部且与采集内筒11的顶部螺纹连接，且采集丝杆27转动时能够带动采集内筒11向下滑动出采集外筒10，从而完成取水步骤，然后反方向转动采集丝杆27带动采集内筒11向上移动至采集外筒10内部即可完成取水，最后通过采集导线15将采集外筒10向上移动至地面。

实施例七，在实施例六的基础上，所述采集外筒10的内壁上开有两个采集滑槽28，所述采集内筒11的顶部固定安装有两个分别滑动安装在两个采集滑槽28内的采集滑块29，通过采集滑块29与采集滑槽28的配合使得采集内筒11只能在采集外筒10内上下滑动，采集丝杆27转动时即可带动采集内筒11在采集外筒10内上下滑动。

实施例八，在实施例七的基础上，所述采集内筒11的底部开口且螺纹安装有采集筒盖30，当盛有地下水的采集内筒11到达地面后，可打开采集筒盖30将采集内筒11内的地下水取出进行研究。

实施例九，在实施例一的基础上，所述收线装置3，包括固定安装在地面上且位于探测孔1上方的三脚架31，所述三脚架31的顶部固定安装有收线托盘32，所述收线托盘32的顶部转动安装有探测收线轴33和采集收线轴34，所述探测导线14缠绕在探测收线轴33上，所述采集导线15缠绕在采集收线轴34上，所述探测收线轴33连接有探测收线电机，所述采集收线轴34连接有采集收线电机，探测收线电机和采集收线电机均连接有供电电源和控制开关，当下方探测装置2时同时启动探测收线电机和采集收线电机使得探测收线轴33和采集收线轴34同时释放两个探测导线14和采集导线15，当采集内筒11完成取水后，单独启动采集收线电机对采集导线15进行缠绕带动采集外筒10向上移动至地面即可。

本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1、本发明的探测装置在下放时，能够通过分布在探测环形筒外侧的定位块进行防护，防止探测环形筒直接与探测孔壁直接碰撞；

2、探测传感器探测到地下水位后，四个定位块可分别向探测环形筒的外侧展开，并紧紧的抵在探测孔壁上，使得探测环形筒固定在探测孔内，防止探测环形筒在探测孔内随着地下水流而晃动；

3、探测环形筒在探测孔底部固定后，可向下滑动采集内筒进行取水，地下水通过采集口进入采集内筒内部，采集完毕后采集内筒返回采集外筒内，最后可将采集外筒和采集内筒同时向上移动至地面，而探测环形筒则依然处于探测孔的最底部进行实时监测；

4、本发明通过收线装置能够实现探测装置和采集装置在探测孔内平缓的下放，能够避免下放过程中的晃动；

本发明设计思路清晰，结构简洁，操作简单，能够同时完成地下水位的探测和地下水的采集工作，具有很强的实用性。

Claims (1)

1.一种水文地质勘探用地下水位探测采集器，包括置于预打在地面上的探测孔（1）内部的探测装置（2）以及置于地面上的收线装置（3），其特征在于，所述探测装置（2），包括内部为空腔的探测环形筒（4），所述探测环形筒（4）的底部固定安装有探测传感器（5），所述探测环形筒（4）的外表面上开有多个定位槽（6），所述探测环形筒（4）内部空腔的底面上转动安装有多个分别伸出每个定位槽（6）的定位杆（7），每个所述定位杆（7）的另一端均固定安装有定位块（8），每个所述定位块（8）上均固定连接有若干个定位钉（9）；

所述探测环形筒（4）的中部同轴上下滑动安装有内部中空且底部开口的采集外筒（10），所述采集外筒（10）的内部同轴上下滑动安装有内部中空的采集内筒（11），所述采集内筒（11）的外表面上贯穿有采集口（12），所述采集口（12）上固定安装有采集滤网（13），所述探测环形筒（4）的顶部固定连接有两个探测导线（14），所述采集外筒（10）的顶部固定连接有采集导线（15），两个所述探测导线（14）和采集导线（15）均与收线装置（3）连接；

所述探测环形筒（4）的顶部固定安装有两个限位销（23），两个所述探测导线（14）和两个限位销（23）上均套设有限位套环（24），四个所述限位套环（24）之间固定连接有限位十字架（25），所述采集外筒（10）的顶部与限位十字架（25）固定连接；

所述限位十字架（25）的顶部固定安装有采集电机（26），所述采集导线（15）与采集电机（26）之间固定电连接，所述采集电机（26）的转动轴贯穿限位十字架（25）和采集外筒（10）的顶部且同轴固定安装有位于采集外筒（10）内部的采集丝杆（27），所述采集丝杆（27）贯穿采集内筒（11）的顶部且与采集内筒（11）的顶部螺纹连接；

所述采集外筒（10）的内壁上开有两个采集滑槽（28），所述采集内筒（11）的顶部固定安装有两个分别滑动安装在两个采集滑槽（28）内的采集滑块（29）；所述采集内筒（11）的底部开口且螺纹安装有采集筒盖（30）；

所述探测环形筒（4）内部空腔的顶部转动安装有多个与多个定位槽（6）的位置对应的定位丝杆（16），每个所述定位丝杆（16）上均螺纹连接有定位螺套（17），每个所述定位螺套（17）的外侧面均铰接有定位推杆（18），每个所述定位推杆（18）的另一端均穿过对应的定位槽（6）与对应的定位杆（7）的中部铰接；

每个所述定位丝杆（16）的顶端均同轴固定连接有定位齿轮（19），所述探测环形筒（4）内部空腔的顶部同轴转动安装有与多个定位齿轮（19）啮合的定位齿圈（20），所述探测环形筒（4）的顶部固定安装有定位电机（21），所述定位电机（21）的转动轴上同轴固定安装有位于探测环形筒（4）内部且与定位齿圈（20）啮合的定位驱动齿轮（22）；

所述收线装置（3），包括固定安装在地面上且位于探测孔（1）上方的三脚架（31），所述三脚架（31）的顶部固定安装有收线托盘（32），所述收线托盘（32）的顶部转动安装有探测收线轴（33）和采集收线轴（34），所述探测导线（14）缠绕在探测收线轴（33）上，所述采集导线（15）缠绕在采集收线轴（34）上。