阅读说明：本技术 一种利用无线信号测量水位的装置和方法 (Device and method for measuring water level by using wireless signal ) 是由 马河宽 李传磊 孙斌 柳浩然 赵有美 刚什婷 逄伟 于 2019-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用无线信号测量水位的装置,包括水位感应组件、发射器、接收器、提示机构和刻度尺,接收器连接提示机构,发射器与接收器之间能够进行无线通讯；水位感应组件与发射器连接并形成常开电路,水位感应组件安装于刻度尺的端部,当水位感应组件感应到水时,常开电路闭合,此时发射器能够发射信号A。本发明通过充分利用自带刻度的钢尺、皮尺或钢丝测绳,实现更精确测量,并且防止温度变化造成的温度影响,还能够快速安装,便于携带。(The invention discloses a device for measuring water level by utilizing wireless signals, which comprises a water level sensing component, a transmitter, a receiver, a prompting mechanism and a graduated scale, wherein the receiver is connected with the prompting mechanism, and the transmitter and the receiver can be in wireless communication; the water level response subassembly is connected and forms normally open circuit with the transmitter, and water level response subassembly is installed in the tip of scale, and when water level response subassembly sensed water, normally open circuit was closed, and the transmitter can transmitting signal A this moment. The invention realizes more accurate measurement by fully utilizing the steel ruler, the tape measure or the steel wire measuring rope with scales, prevents temperature influence caused by temperature change, can be quickly installed and is convenient to carry.)

一种利用无线信号测量水位的装置和方法

技术领域

本发明涉及勘探装置领域，具体的，涉及一种利用无线信号测量水位的装 置和方法。

背景技术

无线报警装置安装和携带方便，可快速制作水位测线，用于地下水或地表 水的水位精确测量，可以广泛应用于地下水水位监测、水文监测等领域。现有 的水位测线普遍采用电线作为实现水位指示功能的工具，同时对电线长度进行 标记以便于读数，这种工作方式主要是利用测线入水导电的原理来判断入水情 况，从而对水位进行测量。

具体的，发明人认为，现有水位测量工具分为电线式水位测线和钢尺水位 计，其中，电线式水位测线的缺点是，①电线外皮一般为橡胶材质，受力易拉 伸变形，长期使用会产生测量较大误差；②电线刻度标记依靠人工标记，刻度 不精确；③电线受温度影响，热胀冷缩，影响测量精度；④电线在低温下易断 裂；⑤水位测线制作方法较繁琐；⑥电线体积较大，不便于携带和测量。

发明内容

针对现有的水位测量装置普遍存在的人工标记刻度不精确、水位测线易变 形导致测量精度不高、水位测线刻度受温度影响大的不足，本发明旨在提供一 种利用无线信号测量水位的装置和方法，其通过充分利用自带刻度的钢尺、皮 尺或钢丝测绳，实现更精确测量，并且防止温度变化造成的温度影响，还能够 快速安装，便于携带。

本发明的第一目的，是提供一种利用无线信号测量水位的装置。

本发明的第二目的，是提供一种无线测量水位的方法。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先本发明公开了一种利用无线信号测量水位的装置，包括水位感应组件、 发射器、接收器、提示机构和刻度尺，接收器连接提示机构，发射器与接收器 之间能够进行无线通讯；水位感应组件与发射器连接并形成常开电路，水位感 应组件安装于刻度尺的端部，当水位感应组件感应到水时，常开电路闭合，此 时发射器能够发射信号A。需要说明的是，此处的A仅用于信号的命名，无其 他含义。

进一步，所述水位感应组件包括干簧管和水浮磁环，水浮磁环和干簧管均 连接于所述刻度尺，水浮磁环与干簧管之间具有设定的距离；水浮磁环贴近干 簧管时，干簧管闭合。需要说明的是，所述水浮磁环是浮于水面的。

进一步，所述干簧管的两端连接所述发射器的接口，当干簧管闭合时，发 射器启动。

进一步，所述发射器为无线发射器，所述发射器具有用于接入干簧管的接 口；所述接收器为无线接收器，所述接收器连接控制器，控制器连接提示机构。

进一步，所述刻度尺是柔性的。

进一步，所述刻度尺的第二端还连接用于增加测量件端部重量增重部。

进一步，所述刻度尺的零刻度位置与水位感应组件的位置重合。

进一步，所述接收器与所述提示机构之间连接形成常开电路。

进一步，刻度尺的第一端连接于收放线装置。

其次，本发明公开了一种无线测量水位的方法，使用所述的利用无线信号 测量水位的装置，包括以下步骤：

把刻度尺向下放置，直至水位感应器接触水面；

水位感应组件感应到水，常开电路闭合，此时发射器发射信号A；

接收器接收到信号A后，启动提示机构；当听到提示机构的声音后，记录 此时的观测刻度P1。

本发明的原理如下：本发明中，使两个常开电路作为进行无线通讯的基础， 其中，连接发射器的常开电路能够根据水位感应组件的进行发射，也就相当于， 由触及水面到提示机构启动，经过了两个开关，且这两个开关组成了一个与门， 只有当两个开关均呈闭合状态的时候，才能激发提示机构。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

1)本发明由于使用无线传输作为切换I/O状态的手段，解决了传统的水 位测量装置中，用于传输信号的电线外皮一般为橡胶材质，受力易拉伸变形， 长期使用会产生测量较大误差的问题，同时也避免了电线容易收到温度影响导 致断裂、脱皮等问题。

2)本发明中，采用水浮磁环-干簧管作为触发发射器的开关装置，相较于 传统的测量工具中直接采用地下水作为导电介质，本发明能够避免部分水残留 在触发开关上引起的短路误报，只有通过磁环向上漂浮才能触发，避免了水分 残留引起的短路，实现准确的对应性触发。

2)本发明中，使用刻度尺作为测量工具，在传统的水位测量装置中，没 有使用刻度尺作为测量工具，电线刻度标记依靠人工标记，刻度不精确，由于 刻度尺的可靠性质，其测量的精准度相较于传统的测量手段更高，同时目前的 刻度尺如钢卷尺、皮尺受温度影响小，在低温下不易断裂，也能正常工作。

3)本发明中，使用无线连接代替有线连接，其能够极大的延伸测量装置 的工作方位，而且可以使用无线中继、天线等措施扩大量程，而传统的线测量 在进行深坑、深井探测时，其测量受到测线的影响，量程越大则误差越大，而 本申请使用无线连接和刻度尺解决了这一问题。

4)本发明中，由于使用刻度尺作为测量工具，相对于传统的水位测线繁 琐的制作方法，本发明完全避免了这个问题。

5)本发明中，收放线装置可以使用柔性刻度尺如钢卷尺、皮尺自带收放 线装置，方便快捷，解决了传统的测量线不便于测量的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例1的总体结构示意图，

图2为实施例1中的连接接收器的常闭电路示意图，

图3为实施例1中的连接发射器的常闭电路示意图。

图中，1、发射器，2、接收器，3、短导线，4、刻度尺，5、干簧管，6、 水浮磁环，7、固定螺环，8、金属坠，9、收放线装置，10、提示机构。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。 除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的 普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图 限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确 指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说 明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、 器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所述，针对现有的水位测量装置普遍存在的人工标记刻度不 精确、水位测线易变形导致测量精度不高、水位测线刻度受温度影响大的不足， 本发明旨在提供一种用于水位测量的无线报警装置，其通过充分利用自带刻度 的钢尺、皮尺或钢丝测绳，实现更精确测量，并且防止温度变化造成的温度影 响，还能够快速安装，便于携带，现结合附图和具体实施方式对本发明进一步 进行说明。

实施例1

一种利用无线信号测量水位的装置，包括水位感应组件、发射器、接收器、 提示机构和带有刻度的刻度尺，接收器连接提示机构，发射器与接收器之间能 够进行无线通讯；水位感应组件与发射器连接并形成常开电路，水位感应组件 安装于刻度尺的端部，当水位感应组件感应到水时，常开电路闭合，此时发射 器能够发射信号A。

水位感应组件包括干簧管和水浮磁环，水浮磁环和干簧管均连接于刻度尺， 水浮磁环与干簧管之间具有设定的距离；水浮磁环贴近干簧管时，干簧管闭合。 所述水浮磁环包括浮体和磁体，磁体固定连接浮体，浮体能够随漂浮于水面； 本实施例中浮体采用橡胶，磁体采用永磁磁铁。本实施例中所采用的干簧管为 具有两个触点的常闭干簧管，干簧管的两端具有用于连接其他元件的接口，干 簧管的第一端的接口通过短导线连接发射器的第一端口，干簧管的第二端的接 口通过短导线连接发射器的第二端口。

发射器和接收器均包括控制器、射频芯片和天线，其中，射频芯片连接第 一控制器，天线连接射频芯片。在本实施例中，可以直接使用无线IO模块作 为发射器和接收器，为了保证传输速率和距离，射频芯片的功率大于500mW， 发射器和接收器的均需要连接电源。

考虑到发射器和接收器的工作环境，发射器有可能接触水，因此在发射器 的外层需要包覆一层防水膜，可以使用目前广泛使用的定制防水外壳包覆于发 射器外部，在此不再赘述。

考虑到发射器和电源的重量，防水外壳通过扣件、绑带等形式连接于刻度 尺。

本实施例中的刻度尺选用钢卷尺。在其他实施例中，刻度尺可以选用卷尺、 皮尺或带刻度的测线。

刻度尺的端部还连接用于增加测量件端部重量增重部，在本实施例中，增 重部为金属件，增重部的作用是增加刻度尺端部的重量从而使刻度尺伸展，以 便于精准测量，因此，增重部的重量需要能够在测量尺下落的过程中将测量尺 拉直。

刻度尺的零刻度位置与水位感应组件的位置重合。

关于提示机构，提示机构的作用是提醒计量起始点，因此提示机构、接收 器和电源之间连接形成常开电路，接收器(采用无线IO模块)实际上起到开 关作用，在本实施例中，提示机构采用蜂鸣器，在其他实施例中，提示机构可 以采用LED灯。

刻度尺的第一端连接于收放线装置，由于本实施例中刻度尺采用的是钢卷 尺，因此收放线装置为钢卷尺的收纳盒。

本实施例解决了传统的水位测量装置需要使用导线作为连接手段带来的 一系列问题，例如，在传统的水位测量装置中，用于传输信号的电线外皮一般 为橡胶材质，受力易拉伸变形，长期使用会产生测量较大误差，而本实施例中， 由于使用无线传输作为切换I/O状态的手段，因此不存在这个问题；在传统的 水位测量装置中，没有使用刻度尺作为测量工具，电线刻度标记依靠人工标记， 刻度不精确，本实施例中，使用带有刻度的钢卷尺进行测量，由于钢卷尺的可 靠性质，其测量的精准度相较于传统的线测量更高，同时钢卷尺温度影响小， 在低温下不易断裂，也能正常工作；传统的水位测线制作方法较繁琐，本实施例也完全避免了这个问题；电线折叠后体积较大，不便于携带和测量，而钢卷 尺具有专门的收放线装置，便于携带。

实施例2

实施例2公开了一种无线测量水位的方法，其使用如实施例1所示的利用 无线信号测量水位的装置，包括以下步骤：

1)把刻度尺向下放置，直至水位感应器接触水面；

2)水位感应组件感应到水，常开电路闭合，此时发射器发射信号A；

3)接收器接收到信号A后，启动提示机构；当听到提示机构的声音后， 记录此时的观测刻度P1；

其中，步骤1)中，刻度尺向下放的过程中，由于重物的存在，刻度尺会 保持垂直并且绷直的状态，可以使用实施例1中的钢卷尺收纳盒进行钢卷尺的 收放。

步骤2)中，具体过程为，水位感应组件中的水浮磁环保持在水面漂浮， 水浮磁环不再向水面下移动，干簧管因为水浮磁环造成磁通量扰动进而闭合， 进而常开电路闭合，发射器通电，发射器发出信号A。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领 域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。