[发明专利]基于信息反馈和动态回流的水量-水位伺服控制降压井

说明书

本发明涉及一种基于信息反馈和动态回流的水量‑水位伺服控制降压井，包括排水井单元、信息采集单元和控制单元，其中：排水井单元具有井管、排水管和回流管，排水管上设有水泵和排水阀，回流管与排水管连接；信息采集单元具有用于采集井内水位的动水位采集机构以及分别用于采集排水管和回流管流量的排水流量采集机构和回流流量采集机构；控制单元具有用于接收并处理动水位、排水管流量和回流管流量信号的信号接收器、设置于回流管上的回流控制阀、控制回流控制阀的伺服电机、接收处理后的信号并将其与目标值比较以控制伺服电机的PID控制器。与现有技术相比，本发明能够实现精准控制降水井的水位或排水量的目标，对实现降水工程自动化有重大意义。

技术领域

本发明涉及一种属于地质工程、岩土工程、隧道与地下建筑工程、降水工程技术领域，，尤其是涉及一种基于信息反馈和动态回流的水量-水位伺服控制降压井。

背景技术

地下水对地下工程存在不利影响，在众多建设项目中，经常会遇到需要进行开挖降水的工况，常用的降水方法包括明沟法、暗沟法、轻型井点法、深井井点法等。对于在重大项目中使用广泛的深井井点降水法，在实际降水过程中往往存在许多问题。一是不能精准控制排水量；二是不能精准控制抽水井中的动水位；三是目前排水量主要通过水表进行测定，测量井内水位的方法主要是人工使用水位尺进行测量，方法落后且费时费工费力；四是在排水的过程中不能实现自动化控制。如果可以设计一套自动化控制系统，以采集的水位和流量信息作为输入值，以人为设定的参数(远程系统)作为目标值，以机械运动(水阀的开关闭合)作为输出，通过控制回流阀的开关来调节回流量大小，进而可以控制降水井的排水量，通过不断的反馈调节，使得实时采集到的水位或流量数据达到或保持在输入的目标值。这样就可以实现精准控制降水井的水位或排水量的目标，对实现降水工程自动化也有重大意义。因此设计一套可以实现该目的的装置是非常必要的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于信息反馈和动态回流的水量-水位伺服控制降压井。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于信息反馈和动态回流的水量-水位伺服控制降压井，包括：

排水井单元，具有井管、排水管和回流管，所述的排水管上设有水泵和排水阀(排水阀为简易的开关，安装于排水管上，不受伺服电机控制，用于控制排水的开始与结束)，且排水管的底端伸入井管内，所述的回流管的顶端与排水管连接，底端通向井管内(用于将抽出的多余的地下水回灌到地下，通过控制回流管的流量可间接地控制整个降水井的水位及排水量)，

信息采集单元，具有用于采集井内水位的动水位采集机构以及分别用于采集排水管流量和回流管流量的排水流量采集机构和回流流量采集机构，

控制单元，具有用于接收并处理动水位、排水管流量和回流管流量信号的信号接收器、设置于回流管上的回流控制阀、用于控制回流控制阀的伺服电机、用于接收信号接收器处理后的信号并将其与目标值比较以控制伺服电机的PID控制器。

作为本发明优选的技术方案，动水位采集机构包括相连接的动水位计和动水位计探头，所述的动水位计设置于井管外，所述的动水位计探头设置于井管内水面以下位置。

作为本发明优选的技术方案，所述的排水流量采集机构和回流流量采集机构均包括超声波流量计和连接于超声波流量计上的两个超声波流量计探头，超声波流量计设置于井管外，排水流量采集机构的两个超声波流量计探头夹持于排水管上，回流流量采集机构的两个超声波流量计探头夹持于回流管上。

作为本发明优选的技术方案，所述的动水位采集机构、排水流量采集机构和回流流量采集机构均装设有用于发送信号的物联网卡。

作为本发明优选的技术方案，所述的控制单元中：