一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪的制作方法

1.本发明涉及工程勘察技术领域，具体为一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪。


背景技术：

2.开展工程勘察是基本建设的首要环节，其目的主要是研究和查明工程建设场地的地质地理环境特征，搞好工程勘察、尤其是前期勘察，可以对建设场地做出详细论证，进而能够保证工程的合理进行，最终促使工程取得最佳的经济、社会与环境效益。
3.目前，在对岩土工程勘察钻孔内的水位进行检测时，常常使用水位传感器或钢尺水位计等设备进行直接测量，这种方式在实际应用中会表现为测量数据不精准，具体地：由于钻孔内的环境不确定性和复杂性较高，所以可能会使得水位传感器或钢尺水位计无法按照直线向下移动，进而令水位传感器或钢尺水位计不能正常下降到最终水位位置，从而会导致并不准确的测量结构；同时，在钻孔内不确定性和复杂性较高的环境的作用下，其中的温度变化会比较大、也就是很可能会出现温度过低或温差过大的情况，此种情况会影响水位传感器的工作性能和检测效果，从而同样会导致所测量的数据不精准。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，以解决现有的水位传感器或钢尺水位计等水位检测设备中，所存在着的由于易受钻孔内环境和温度的负面影响、从而会导致测量数据不精准的问题。
5.本发明是采用以下技术方案实现的：
6.一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，包括移动支架，所述移动支架上设有导向机构以及与导向机构相连接的加温机构，导向机构的上方设有测量机构，其中：导向机构包括贯穿移动支架的上表面、并且内部开设安装槽的竖直导向管，加温机构包括加温蓄水箱以及与加温蓄水箱相连接的螺旋水管，测量机构包括升降组件以及与升降组件相连接的水位传感器；螺旋水管伸入竖直导向管内部的安装槽内，水位传感器沿竖直导向管的内壁上下移动。
7.本测量仪中，通过移动支架可实现对测量仪整体的位置移动，从而能够快速地将测量仪放置到工作位置；通过测量机构(中的水位传感器)，可实现对钻孔内水位的检测功能；通过导向机构，可对水位传感器进行竖直导向，即使得水位传感器在钻孔内始终向正上方或向正下方移动、不会发生位置偏移，从而保证水位传感器能够顺利到达指定测量位置；通过加温机构，可对导向机构内的待测水进行间接加热，即使得水位传感器所接触到的待测水水温更加接近钻孔外部的常温水水温，所以能够有效减小钻孔内过低的水温或过大的温差对检测效果的影响。因此，与传统的水位传感器和钢尺水位计等水位检测设备相比，本测量仪成功对检测设备易受钻孔内环境和温度的负面影响这一情况进行了改善，从而能够使测量数据更加精准。
8.进一步的，所述导向机构还包括固定在移动支架上表面的固定板二，固定板二被
水平设置的螺杆转动贯穿，螺杆的外表面螺纹上套设有移动块，移动块的两个侧面上对称地转动连接两根调节推杆的一端，两根调节推杆的另一端各自转动连接一个移动夹板，两个移动夹板均滑动安装在移动支架的上表面，两个移动夹板的相邻两端处设有相对称的弧形夹板，两个弧形夹板对竖直导向管形成夹持。
9.进一步的，所述竖直导向管包括若干根可拆卸连接的限位导向管，若干根限位导向管的内部各开设有安装槽，每个安装槽的内壁上均嵌设有螺旋水管，每根螺旋水管的两端均分别连接快接头一，上下相邻的两个快接头一之间相连接。
10.进一步的，所述若干根限位导向管的底部各开设有外螺纹管，若干根限位导向管的顶部各开设有内螺纹槽，内螺纹槽与外螺纹管相适配。
11.进一步的，所述移动支架的上表面安装有倒u型支架，倒u型支架的其中一侧外壁上安装有加温机构；加温机构还包括抽水泵，抽水泵的进水口通过进水管一与加温蓄水箱连接，抽水泵的出水口连接导水管的一端，导水管的另一端安装有快接头二，快接头二与螺旋水管一端连接的快接头一连接。
12.进一步的，所述倒u型支架的另一侧外壁上安装有换水机构，换水机构包括排水泵，排水泵的进水口连接进水管二的一端，进水管二的另一端安装有快接头三，快接头三与螺旋水管另一端连接的快接头一连接，排水泵的出水口连接排水管。
13.进一步的，所述倒u型支架的上壁上安装有测量机构，测量机构中的升降组件包括两个固定板三，其中一个固定板三的外侧壁上安装有伺服电机，伺服电机的输出端连接空心收卷轴，空心收卷轴转动贯穿两个固定板三，空心收卷轴的外表面上缠绕有缆线，缆线的一端下垂穿过倒u型支架的上壁后电连接水位传感器。
14.进一步的，所述两个固定板三中，另一个固定板三的外侧壁上安装有液晶显示屏，液晶显示屏与缆线的另一端电连接。
15.进一步的，所述水位传感器上方的缆线上套接有圆形轮盘，圆形轮盘的周侧外壁上嵌设有若干个滚珠，若干个滚珠与竖直导向管的内壁滑动接触。
16.进一步的，所述每根螺旋水管中至少有一端部分为软管。
17.本发明实现的有益效果是：
18.一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，通过在测量机构的下方开设导向机构，可对水位传感器进行竖直导向，使得水位传感器在下降的过程中不会受钻孔内复杂环境的影响而发生方向偏移，以保证水位传感器能够顺利到达指定测量位置；并且，通过与导向机构相连接的加温机构，可对导向机构中的待测水进行间接加热，以使得水位传感器所接触到的待测水水温更加接近钻孔外部的常温水水温，从而有效减小钻孔内过低的水温或过大的温差对检测效果的影响。因此，与传统的水位检测设备相比，本测量仪成功对检测设备易受钻孔内环境和温度的负面影响这一情况进行了改善，从而能够使测量数据更加精准。
19.另外，通过增设换水机构，可及时地将底部螺旋水管内降温后的待测水抽出，以使得上方螺旋水管内的被加温待测水能够及时地向下补充，进而有效减小上下不同位置处限位导向管内待测水的温度差，从而进一步地减小水温温差对水位传感器测量结果的影响。
附图说明
20.图1是本发明实施例所述水位测量仪的第一视角立体结构示意图；
21.图2是本发明实施例所述水位测量仪的第二视角立体结构示意图；
22.图3是本发明实施例所述水位测量仪的正视结构示意图；
23.图4是本发明实施例所述水位测量仪中限位导向管的立体结构示意图；
24.图5是本发明实施例所述水位测量仪中限位导向管的俯视结构示意图；
25.图6是本发明实施例所述水位测量仪中限位导向管的仰视结构示意图；
26.图7是本发明实施例所述水位测量仪中螺杆和移动夹板的安装结构示意图；
27.图8是本发明实施例所述水位测量仪中螺旋水管的结构示意图；
28.图9是本发明实施例所述水位测量仪中移动夹板与滑块的连接结构示意图；
29.图10是本发明实施例所述水位测量仪中加温蓄水箱的内部结构示意图；
30.图11是本发明实施例所述水位测量仪圆形轮盘与滚珠的连接结构示意图；
31.图中：1、移动支架；2、限位导向管；3、安装槽；4、螺旋水管；5、快接头一；6、倒u型支架；7、加温蓄水箱；8、抽水泵；9、加热棒；10、温度传感器；11、进水管一；12、导水管；13、快接头二；14、水位传感器；15、缆线；16、液晶显示屏；17、排水泵；18、进水管二；19、快接头三；20、排水管；21、固定板一；22、绕线辊；23、固定板二；24、螺杆；25、移动块；26、调节推杆；27、移动夹板；28、弧形夹板；29、滑块；30、限位滑槽；31、外螺纹管；32、内螺纹槽；33、圆形轮盘；34、滚珠；35、固定板三；36、伺服电机；37、空心收卷轴。
具体实施方式
32.为清楚说明本发明中的方案，下面结合附图做进一步说明(需要特别说明的是，本实施例中所出现的“上、下、左、右、前、后”等方位词，均是为了方便描述与理解而做的指示性定义，不代表对本发明技术方案的限定)：
33.请参照图1至图11，本实施例提供一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，包括移动支架1，所述移动支架1上设有导向机构以及与导向机构相连接的加温机构、换水机构，导向机构的上方设有测量机构，具体地：
34.对于移动支架1：
35.如图1至图3所示，移动支架1包括支架板，支架板下表面的四个角上分别固定连接有支撑腿，支撑腿的底端安装有滑轮；移动支架1的上表面固定安装有倒u型支架6，倒u型支架6的两侧外壁上分别固定安装有加温机构和换水机构，倒u型支架6的上壁上安装有测量机构，倒u型支架6的上壁下方设有导向机构。基于上述结构，移动支架1的位置可以被随意移动，从而能够使测量仪快速到达工作位置。
36.如图7和图9所示，移动支架1的中心处设有圆形通孔，通孔左右两侧的移动支架1上表面上各开设有限位滑槽30；通孔后侧的移动支架1上表面上固定安装有两个呈前后分布的固定板二23，固定板二23被水平设置的t型螺杆24转动贯穿；螺杆24的外表面螺纹上套设有移动块25，移动块25的左右两个侧面上对称地转动连接两根调节推杆26的一端；两根调节推杆26的另一端各自转动连接一个移动夹板27，两个移动夹板27的相邻两端处设有相对称的弧形夹板28；两个移动夹板27的下表面均固定连接有滑块29，两个滑块29分别滑动连接在对应的限位滑槽30中。基于上述结构，通过转动螺杆24，可带动其上的移动块25做前后运动，进而使得两根调节推杆26可分别带动相应的移动夹板27做左右移动，从而使得两个弧形夹板28做开合运动；其中，滑动可对移动夹板27起导向和限位的作用，使得移动夹板
27只能做左右方向的直线移动。
37.对于导向机构：
38.如图1至图3所示，导向机构包括通过通孔贯穿移动支架1上表面的竖直导向管，竖直导向管被两个弧形夹板28夹持；竖直导向管包括两根螺纹连接的限位导向管2；两根限位导向管2的外表面上均设有竖向标尺(图中未示出)；限位导向管2的外壁采用保温隔热材料制成。基于上述结构，通过调节限位导向管2的数量，可以对应调整竖直导向管的长度，从而使得本测量仪能够灵活应用于不同深度的水位测量需求；操作员可以通过观察限位导向管2上的标尺，快速地丈量竖直导向管的实际入孔(即进入钻孔)长度；保温隔热材料可以减少限位导向管2内热量的流失。
39.如图5和图6所示，两根限位导向管2的底部各固定连接有外螺纹管31，两根限位导向管2的顶部各开设有内螺纹槽32，内螺纹槽32与外螺纹管31相适配。基于上述结构，通过外螺纹管31与内螺纹槽32之间的螺纹连接关系可将两根限位导向管2拼接在一起、以形成竖直导向管，其中拼接顺序不被限定。
40.如图4至图6、以及图8所示，两根限位导向管2的内部各开设有呈环形设置的安装槽3，每个安装槽3的内壁上均嵌设有螺旋水管4，每根螺旋水管4的上下两端均贯穿安装槽3并分别连接快接头一5，上下相邻的两个快接头一5之间通过螺纹连接；每根螺旋水管4中至少有一端部分为软管。基于上述结构，对两根限位导向管2进行拼接时，需要先将上下相邻的两个快接头一5螺纹连接，然后再转动两个限位导向管2、以使得上方限位导向管2底部的外螺纹管31成功连接至下方限位导向管2顶部的内螺纹槽32中；由于每根螺旋水管4中至少有一端部分为软管，所以螺旋水管4可在一定程度上随限位导向管2的转动而转动，从而不会对上述的拼接过程产生影响。
41.对于加温机构：
42.如图1至图3所示，加温机构包括加温蓄水箱7，加温蓄水箱7被固定安装在倒u型支架6的左侧外壁上；加温蓄水箱7下方的倒u型支架6外壁上固定安装有抽水泵8，抽水泵8的进水口通过进水管一11与加温蓄水箱7连接；抽水泵8的出水口连接导水管12的一端，导水管12的另一端安装有快接头二13，快接头二13与上方限位导向管2中螺旋水管4上端所连接的快接头一5连接。基于上述结构，加温蓄水箱7中可形成热水或者温水，该热水或者温水能够在抽水泵8的作用下、经过导水管12进入上方限位导向管2中的螺旋水管4内，而后可流入下方限位导向管2中的螺旋水管4内，从而对两个限位导向管2进行热传递，即实现对竖直导向管内部待测水的间接加热效果。
43.如图10所示，加温蓄水箱7的内壁上固定安装有加热棒9和温度传感器10；加温蓄水箱7的外壁上还固定安装有显示器(图中未示出)，显示器与温度传感器10电连接。基于上述结构，加热棒9能够对加温蓄水箱7中的水进行加热，温度传感器10能够实时检测加温蓄水箱7内水的温度、以联动调节加热棒9的加热程度，显示器能够实现显示加温蓄水箱7内水的温度、以方便操作者进行直观地了解。
44.对于换水机构：
45.如图1至图3所示，换水机构包括排水泵17，排水泵17被固定安装在倒u型支架6的右侧外壁上；排水泵17的进水口连接进水管二18的一端，进水管二18的另一端安装有快接头三19，快接头三19与下方限位导向管2中螺旋水管4下端所连接的快接头一5连接；排水泵
17的出水口连接排水管20。基于上述结构，通过启动排水泵17，可将下方限位导向管2中螺旋水管4内降温后的水抽出，以为新的热水或者温水的进入提供空间，方便上方螺旋水管4内的被加温待测水能够及时地向下补充，进而有效减小上下不同位置处竖直导向管内待测水的温度差。
46.另外，如图1至图3所示，在加温机构和换水机构中，倒u型支架6的两侧外壁上均固定安装有固定板一21，固定板一21的前侧外壁上固定连接有绕线辊22，导水管12和进水管二18分别缠绕连接在对应的绕线辊22外表面。基于上述结构，可以将导水管12和进水管二18进行合理收纳。
47.对于测量机构：
48.如图1至图3所示，测量机构包括升降组件，升降组件包括两个呈左右分布的固定板三35，两个固定板三35被固定安装在倒u型支架6的上壁上；其中，右侧固定板三35的外侧壁上固定安装有伺服电机36，伺服电机36的输出端固定连接空心收卷轴37，空心收卷轴37转动贯穿两个固定板三35，空心收卷轴37的外表面上缠绕有缆线15，缆线15的一端下垂穿过倒u型支架6的上壁后电连接水位传感器14；左侧固定板三35的外侧壁上安装有液晶显示屏16，液晶显示屏16与缆线15的另一端电连接。基于上述结构，通过伺服电机36的转动，可借助缆线15使水位传感器14进行上升或下降运动，从而使水位传感器14到达指定的测量位置；液晶显示屏16可实时显示水位传感器14所测得的水位数据。
49.如图1至图3、以及图11所示，水位传感器14上方的缆线15上套接有圆形轮盘33，圆形轮盘33的周侧外壁上嵌设有若干个滚珠34，若干个滚珠34与竖直导向管的内壁滑动接触。基于上述结构，当水位传感器14下降进入竖直导向管中后，竖直导向管可对水位传感器14进行导向，即使得水位传感器14始终向正上方或向正下方移动、不会发生位置偏移，从而保证水位传感器14能够顺利到达指定测量位置；通过滚珠34与竖直导向管内壁的滑动接触，可以有效减小水位传感器14的晃动幅度，进而使得水位传感器14的上下移动更加稳定。
50.基于上述工作结构和工作原理，本实施例可有工作过程如下：
51.首先，执行测量前的准备工作：
①
推动移动支架1，将水位测量仪移动到工作位置处；
②
取出两根限位导向管2，将下方限位导向管2下端的快接头一5与快接头三19连接，然后将两根(在其他实施例中，可根据不同的钻孔深度选择合适数量的限位导向管2)限位导向管2进行拼接、以形成竖直导向管；在拼接两根限位导向管2时，先将下方限位导向管2穿过移动支架1的上表面，然后将两个限位导向管2中的相邻两个快接头一5连接在一起，再转动上方限位导向管2、使得上方限位导向管2底部的外螺纹管31成功连接至下方限位导向管2顶部的内螺纹槽32中即可；
③
通过移动支架1上表面上开设的通孔，向钻孔内下放竖直导向管、直至竖直导向管的下端触底，便对竖直导向管进行位置固定；在对竖直导向管进行位置固定时，先向某一方向转动螺钉，使得移动块25向后移动、并带动两根调节推杆26移动，在两根调节推杆26的作用下、两个移动夹板27相互靠近，进而使得两个弧形夹板28不断靠近、直至两个弧形夹板28可将竖直导向管夹持固定住；需要特别注意的是，在下放竖直导向管时，要及时地将缠绕在绕线辊22上的进水管二18松开，以防止进水管二18与快接头三19之间由于发生拉扯而出现损坏；
④
将上方限位导向管2上端的快接头一5与快接头二13连接，并且启动加温蓄水箱7来加热其中的水。
52.然后，执行测量中的各项工作：
①
启动抽水泵8，将加温蓄水箱7中的温水抽入竖直
导向管中的螺旋水管4内，在温水的热传递作用下、竖直导向管中待测水的水温升高；其中，可以通过加温蓄水箱7外壁上的显示器观察水温；启动伺服电机36，伺服电机36工作带动空心收卷轴37转动，使得缆线15松动、将水位传感器14下放；
③
水位传感器14下降进入竖直导向管中后，继续松动缆线15、使水位传感器14在竖直导向管中逐步下移，直至水位传感器14触底、代表已经到达水位测量位置，此时便可通过液晶显示屏16读取水位数据。其中，在水位传感器14的下移过程中，可启动排水泵17、以将竖直导向管下方螺旋水管4内降温后的水及时抽出至排水管20，从而减小上下不同位置处竖直导向管内待测水的温度差。
53.最后，测量结束后的整理工作：
①
反向启动伺服电机36，伺服电机36工作带动空心收卷轴37转动，使得缆线15收紧、将水位传感器14上拉至复位；
②
关闭抽水泵8，启动或使排水泵17持续工作，直至将两个螺旋水管4内的水全部排出，而后关闭排水泵17；
③
反向转动螺杆24，使两个弧形夹板28做相离运动、进而释放竖直导向管；
④
先转动拆卸上方限位导向管2，待两个限位导向管2出现分离后，再将上下相邻的两个快接头一5解除连接，随后取出下放限位导向管2；
⑤
推动移动支架1，将测量仪复位。
54.综上所述，本实施例所述的水位测量仪，与传统的水位传感器14和钢尺水位计等水位检测设备相比，成功对检测设备易受钻孔内环境和温度的负面影响这一情况进行了改善，从而能够使测量数据更加精准。
55.当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

技术特征：
1.一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，包括移动支架(1)，其特征在于：所述移动支架(1)上设有导向机构以及与导向机构相连接的加温机构，导向机构的上方设有测量机构，其中：导向机构包括贯穿移动支架(1)的上表面、并且内部开设安装槽(3)的竖直导向管，加温机构包括加温蓄水箱(7)以及与加温蓄水箱(7)相连接的螺旋水管(4)，测量机构包括升降组件以及与升降组件相连接的水位传感器(14)；螺旋水管(4)伸入竖直导向管内部的安装槽(3)内，水位传感器(14)沿竖直导向管的内壁上下移动。2.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，其特征在于：所述导向机构还包括固定在移动支架(1)上表面的固定板二(23)，固定板二(23)被水平设置的螺杆(24)转动贯穿，螺杆(24)的外表面螺纹上套设有移动块(25)，移动块(25)的两个侧面上对称地转动连接两根调节推杆(26)的一端，两根调节推杆(26)的另一端各自转动连接一个移动夹板(27)，两个移动夹板(27)均滑动安装在移动支架(1)的上表面，两个移动夹板(27)的相邻两端处设有相对称的弧形夹板(28)，两个弧形夹板(28)对竖直导向管形成夹持。3.根据权利要求1或2所述的一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，其特征在于：所述竖直导向管包括若干根可拆卸连接的限位导向管(2)，若干根限位导向管(2)的内部各开设有安装槽(3)，每个安装槽(3)的内壁上均嵌设有螺旋水管(4)，每根螺旋水管(4)的两端均分别连接快接头一(5)，上下相邻的两个快接头一(5)之间相连接。4.根据权利要求3所述的一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，其特征在于：所述若干根限位导向管(2)的底部各开设有外螺纹管(31)，若干根限位导向管(2)的顶部各开设有内螺纹槽(32)，内螺纹槽(32)与外螺纹管(31)相适配。5.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，其特征在于：所述移动支架(1)的上表面安装有倒u型支架(6)，倒u型支架(6)的其中一侧外壁上安装有加温机构；加温机构还包括抽水泵(8)，抽水泵(8)的进水口通过进水管一(11)与加温蓄水箱(7)连接，抽水泵(8)的出水口连接导水管(12)的一端，导水管(12)的另一端安装有快接头二(13)，快接头二(13)与螺旋水管(4)一端连接的快接头一(5)连接。6.根据权利要求5所述的一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，其特征在于：所述倒u型支架(6)的另一侧外壁上安装有换水机构，换水机构包括排水泵(17)，排水泵(17)的进水口连接进水管二(18)的一端，进水管二(18)的另一端安装有快接头三(19)，快接头三(19)与螺旋水管(4)另一端连接的快接头一(5)连接，排水泵(17)的出水口连接排水管(20)。7.根据权利要求5所述的一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，其特征在于：所述倒u型支架(6)的上壁上安装有测量机构，测量机构中的升降组件包括两个固定板三(35)，其中一个固定板三(35)的外侧壁上安装有伺服电机(36)，伺服电机(36)的输出端连接空心收卷轴(37)，空心收卷轴(37)转动贯穿两个固定板三(35)，空心收卷轴(37)的外表面上缠绕有缆线(15)，缆线(15)的一端下垂穿过倒u型支架(6)的上壁后电连接水位传感器(14)。8.根据权利要求7所述的一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，其特征在于：所述两个固定板三(35)中，另一个固定板三(35)的外侧壁上安装有液晶显示屏(16)，液晶显示屏(16)与缆线(15)的另一端电连接。9.根据权利要求7所述的一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，其特征在于：所述水位传感器(14)上方的缆线(15)上套接有圆形轮盘(33)，圆形轮盘(33)的周侧外壁上嵌设有若干
个滚珠(34)，若干个滚珠(34)与竖直导向管的内壁滑动接触。10.根据权利要求3所述的一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，其特征在于：所述每根螺旋水管(4)中至少有一端部分为软管。

技术总结
本发明提供了一种岩土工程勘察钻孔水位测量仪，涉及工程勘察技术领域。包括移动支架，所述移动支架上设有导向机构以及与导向机构相连接的加温机构，导向机构的上方设有测量机构，其中：导向机构包括贯穿移动支架的上表面、并且内部开设安装槽的竖直导向管，加温机构包括加温蓄水箱以及与加温蓄水箱相连接的螺旋水管，测量机构包括升降组件以及与升降组件相连接的水位传感器；螺旋水管伸入竖直导向管内部的安装槽内，水位传感器沿竖直导向管的内壁上下移动。本发明解决了现有的水位传感器或钢尺水位计等水位检测设备中，所存在着的由于易受钻孔内环境和温度的负面影响、从而会导致测量数据不精准的问题。量数据不精准的问题。量数据不精准的问题。


技术研发人员：马永峰 邴启超 周丁恒
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司 青岛中油岩土工程有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/18