[发明专利]一种实时监测地下水位的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及水位监测领域，具体是一种实时监测地下水位的装置及方法。

背景技术

地下水位动态监测在地下水资源评价、生态与环境评价及岩土工程实践中具有重大意义。目前已有地下水监测设备众多，但存在着人为操作繁琐、受水位波动和温度的影响、信号传输距离有限、不易组网、自动化程度较低、装置耐腐蚀性较差、集水井底端土工布易堵塞等各种局限性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种实时监测地下水位的装置及方法，具有信号传输灵活便捷、装置环境适应能力强、精度高、不会出现传统集水井底端土工布在长时间使用后被泥土堵塞的问题等优点。可实现远程实时无线监测地下水位变化，为工程实践提供有效数据。

本发明采取的技术方案为：

一种实时监测地下水位的装置，包括探头、TDR单元、太阳能电池板、PC终端；探头位于集水井内，探头连接TDR单元，TDR单元连接太阳能电池板，TDR单元与PC终端通过无线通讯连接。

所述TDR单元与探头通过同轴电缆连接，TDR单元与太阳能电池板通过导线连接。

所述探头包括内导体、外导体，内导体连接同轴电缆的内导体，外导体为筒体状，外导体连接同轴电缆的外导体。

所述内导体和外导体为高分子导电材料。

所述探头前端浸没于水下的部分的长度，超过常年最高地下水位和最低地下水位差值。

所述TDR单元包括信号发生器、数据采集器、无线发射器、蓄电池；TDR单元用于完成信号发生、数据采集和无线发射；信号发生器连接同轴电缆，无线发射器设有GPRS通讯模块，蓄电池通过导线连接太阳能电池板，所述太阳能电池板用于实现光能到电能的转化，并将电能通过导线输送到蓄电池储存。

所述PC终端接收TDR单元中的无线发射器通过GPRS传输来的信号，并进行解算、记录和显示。

所述集水井用于装集地下水，材质为有机玻璃，其侧壁有均匀分布的透水孔。

所述集水井设有保护层，所述保护层包括由内至外、依次包裹着集水井外壁的土工布、等大球状石英砂和透水混凝土。

本发明一种实时监测地下水位的装置及方法，技术效果如下：

（1）：通过无线GPRS传输信号，使用过程中很灵活便捷，同时利用太阳能供电，避免了复杂的有线网络的组建，节省费用与时间，适于野外无人值守监测地下水位变化。

（2）：探头采用高分子导电材料，具有良好导电功能且密度小、易加工、耐腐蚀；透水井采用有机玻璃，易加工，有良好的强度、刚度且对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能，整个装置环境适应能力强。

（3）：透水井外侧依次包裹有土工布、石英砂、透水混凝土，且透水井底部和侧壁均匀分布有足够多的透水孔，可渗透地下水的位置分布广，不会出现传统集水井底端土工布在长时间使用后被泥土堵塞的问题。

附图说明

图1为本发明的整体连接示意图。

图2为本发明的探头与TDR单元连接示意图。

图3为本发明的探头的横截面示意图。

图4为本发明的集水井和保护层位置示意图。

具体实施方式

一种实时监测地下水位的装置，包括探头1、TDR单元2、太阳能电池板5、PC终端6。探头1位于集水井3内，探头1连接TDR单元2，TDR单元2连接太阳能电池板5，TDR单元2与PC终端6通过无线GPRS通讯连接。

所述TDR单元2与探头1通过同轴电缆18连接，TDR单元2与太阳能电池板5通过导线19连接。

所述探头1包括内导体12、外导体13，内导体12连接同轴电缆18的内导体，外导体13为筒体状，外导体13连接同轴电缆18的外导体。探头1的筒体状外导体13保护内导体12不被损伤折断。整个线路通过探头1的内导体12与外导体14之间的地下水连通为闭合回路，起到波导作用，内导体12、外导体13与地下水的介电常数不同会引起电磁波在空气-水界面处发生反射。

所述内导体12与外导体13为高分子导电材料，轻质耐腐蚀。

所述探头1前端浸没于水下的部分的长度，超过常年最高地下水位和最低地下水位差值，保证探头始终有一部分浸没在地下水中，从而保证整个线路始终为闭合回路。