机井水位探测仪的制作及应用论文.doc

机井水位测量仪的制作及应用薛广阔 天津市宝坻区水务局 关键词：机井 水位 测量仪 制作 应用摘要：本文介绍的机井水位测量仪是根据作者工作实际情况，利用自身所学知识研制成功的。通过对比简要叙述了这套设备的原理和操作简单，无误动作等优点。天津市宝坻区是水资源严重短缺的地区，多年平均水资源总量为2.59亿m3，年可开采地下水资源量为1.14 m3，人均水资源量仅为394 m3，随着人口、经济的快速发展对水的需求增长更加迫切，对水量、水质都提出了更高的要求，未来供水和需水之间的矛盾将会更加突出。全区共有农用机井3498眼，企业自备井330眼，农村饮水井961眼。这些机井大部分为60年代所建配套的老设备（潜水泵、水泵管、电缆及附属设备）。由于常年开采地下水，地表水补充不足，地下水位降低，加上井内配套设施等障碍，给检测人员带来不便。利用水位探测技术可以准确的测量机井水位深度变化，水位观测数据是地下水资源管理工作的基础数据，在地下水资源管理中一项不可缺少的基础资料，观测年限越长利用价值越高，同时水位观测资料还是指导地下水开采和抗旱工作的重要依据，在地下水水位预报中，水位资料是一项不可缺少的资料。在以前，我区测井水位主要以带铁头的米绳和带铁头的电线为主，米绳主要是靠听觉，在铁头接触水的瞬间听到声音时再丈量线绳的长度，这种方法误差很大，并且测量十分不方便；电线测量时，由于铁头裸露在外边，水井又很潮湿，铁头接触水井四周的水珠时，或者是接触井管的接缝铁环时都会误动作，虽然测井的准确度有所提高，但是误动作给我们测井工作带来诸多不便。根据多年来工作总结，我们又结合自己的理论知识设计了一套机井水位测量装置,这套测量装置携带十分简便，并且操作简单，经过多方面试验没有误动作发生，并且可以直观读取机井水位数据，给测量工人带来了巨大方便。这套装置共分为三部分：测井仪控制盒、测井绳和探头：一、测井仪控制盒控制盒是这套设备的核心部分，因为我区机井数量多且分布广泛，这个控制盒小巧、耐用、防震、便于携带，节电安全，并且能用普通电池供电，灵敏度较高，有故障检测功能，有声光指示，便于识别，测井仪电路原理图如下：VD1、VD2分别为发光二极管，Z1、Z2是测井绳插头，Y为扬声器，N是语音集成块，E是直流电源（4.53V，7号电池），SB是试验按钮，K是测井电源开关。工作时只需拨动电源开关K，此时电源通电，发光二极管VD2发绿色光，说明电路通电，在Z1、Z2连通时通过语音集成块发光二极管VD1发红色光，并且扬声器Y发出警报，SB为试验按钮，在更换电池或检测测井仪好坏时可以用来试验。 二、测井绳这套测井绳采用阻抗为50或75单股屏蔽电缆，这种电缆外表光滑、直径小、韧度强，并且有刻度，便于读数，导电性能好，阻值又较小，直径约为34mm，用不同颜色的电气绝缘胶带按所需尺寸缠绕成刻度，两端分别由插头连接测井仪和探头，在探头内电缆要系一个电工扣，剥开适当尺寸的绝缘层，露出屏蔽层和线芯，屏蔽层和线芯之间要保持一定的绝缘层，大致在10mm左右，主要是为了防止它们接触发生误动作，把屏蔽层和线芯再分别剥开露出导线，长度在5mm左右，并且涂上焊锡，防止氧化和短路，需要注意的是探头内的两个电极既不能相碰也不能接触探头下半部的金属部分。如图所示：(单位：mm) 三、探头测井探头是这套测井仪灵敏度高低、不发生误动作和测井绳能否顺利出入机井口的关键部分，所以需要有一定自重，长度适度，直径小，表面光滑，探头上下两侧都要有一定的斜剖面，这样有利于探头出入水井，需要车床精细加工完成。上半部分用粗细合适的尼龙棒加工，下半部分用粗细合适的圆钢制作而成，两部分用螺丝扣链接。上半部分有34个进出水预留孔，上下左右错开，这样可以有效防止探头内存留井水，使仪器误动作。四、使用方法在测量机井水位时，首先拨动电源开关K，绿色发光管亮，按下试验SB按钮，红色发光管亮，扬声器响铃，抬起试验按钮，红色发光管灭，扬声器停止发声，仪器工作正常；然后把测试绳的两个插头分别插入控制盒的两个插口Z1、Z2中，把测井探头垂直缓慢放入机井中，当探头与水面接触时，屏蔽线和电缆线芯通过井水形成通路，这时红色发光管亮起，并伴有扬声器报警；最后根据测井绳上的标注刻度可以一目了然的读取该井的实际水位。这套测井装置在宝坻区投入使用一年多以来，准确的地下水水位监测数据为地下水开采和防汛抗旱发挥着巨大的经济效益，更重要的是