Зонд для измерения уровня грунтовых вод для условий с низким уровнем ресурсов: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Вступление

Мы получили запрос от Oxfam на разработку простого способа, с помощью которого школьники в Афганистане могли бы контролировать уровень грунтовых вод в близлежащих колодцах. Эта страница была переведена на дари доктором Амиром Хайдари, и перевод можно найти здесь. Затраты должны быть низкими, и это должно быть возможно из местных материалов. Мы начнем с дизайна, который будет работать в большинстве случаев, но есть много возможностей для альтернатив и импровизаций. Я использовал дешевый будильник, чтобы издать звук, но и простая игрушка может работать так же хорошо.

Традиционный простой способ измерения уровня грунтовых вод в колодце - с помощью небольшого колокола, в основном металлической трубы, открытой с одного конца и закрытой с другого, на рулетке (см. Рисунок). Когда колокол опускается в воду, он издает хлопок, как показано на видео.

Для использования требуется некоторая практика. Электронную версию легче использовать, и создавать ее веселее.

Запасы

Обратите внимание, что для большинства частей найти альтернативы не составит труда, поэтому некоторые элементы сопровождаются функциональным описанием в скобках.

Материалы (см. Фото А)

1. Дешевая сигнализация (электронное устройство, которое издает звук при включении переключателя, например, игрушки, зуммеры и т. Д.)
2. Пустая туба для шипучих таблеток (любой водонепроницаемый корпус, в котором может находиться цепь и аккумулятор и который помещается в лунку)
3. Жесткая медная проволока
4. Припой, проволока
5. Горячий клей (любой клей или набор, который может сделать небольшое отверстие водонепроницаемым)
6. Нить, бинты, изолента (служит для привязки прибора к сантиметровой ленте).
7. Измерительная рулетка (можно сделать самому, отметив расстояния на веревке)

Инструменты (см. Фото B)

1. Паяльник (может быть намного проще, чем показанный здесь)
2. Пистолет для горячего клея
3. Хобби нож
4. Безопасные очки

Шаг 1: выбор звукового генератора

Важно тщательно выбирать гаджет, который издает звук при включении переключателя или нажатии кнопки. Рынки, магазины с дешевыми "вещами", хозяйственные магазины, подержанные автомобильные запчасти - все это может быть хорошим источником. Я проверил дешевую игрушку, поздравительную открытку, которая воспроизводила музыку, когда открывалась, и дымовую сигнализацию, но в итоге я нашел оконную сигнализацию, которую я нашел в хозяйственном магазине за два евро, но, вероятно, ее можно найти гораздо дешевле. Следует учитывать следующие критерии:

• Выключатель или кнопка не должны включать всю цепь. В этом случае вся энергия будет проходить через переключатель. В нашем случае переключатель представляет собой соединение через воду, которая имеет достаточно хорошую проводимость, но имеет гораздо более высокое сопротивление, чем замкнутый переключатель или нажатая кнопка. У поздравительной открытки был такой переключатель и с водой не работала. Вместо этого мы должны искать что-то со схемой, которая может быть включена сенсорной кнопкой или датчиком.
• Звук должен начинаться при замыкании цепи и прекращаться при разрыве соединения. Вы хотите что-то услышать, как только зонд коснется воды и остановится, как только он перестанет касаться воды. Игрушка, которую я нашел, была фальшивым телефоном, который воспроизводил звуки, которые продолжались после того, как кнопка больше не была нажата. Это затрудняет определение точного уровня воды, хотя это можно сделать с некоторым дополнительным терпением.
• Он должен быть достаточно маленьким, чтобы поместиться в контейнер, который вы хотите использовать для зонда. Можно разрезать звуковой генератор на несколько частей, как будет показано позже. В моем случае у меня была очень узкая трубка в моей испытательной установке, и я не мог разобрать дымовую пожарную сигнализацию на достаточно мелкие части, чтобы вместить все это. Если ваш колодец намного больше, то конструкция, вероятно, будет проще.
• Это должно быть дешево.

В моем случае лучшим выбором была сигнализация, которая срабатывала при открытии окна или двери. Аварийный сигнал можно открыть, ослабив один винт, показывая:

1. Пьезо-зуммер, издающий настоящий звук
2. Схема, управляющая пьезозуммером
3. Батарейный отсек

Я использовал оригинальные аккумуляторные батареи, но вы можете использовать более крупные, которые содержат больше энергии, поэтому потребуется гораздо больше времени, прежде чем вам придется открывать контейнер для замены батарей, когда они разрядятся после некоторого использования.

Шаг 2: взлом звукового генератора

Сигнализация не подходила к моему контейнеру, поэтому я разрезал ее на три части: пьезозуммер (1), цепь (2) и батарейный отсек (3). Снимая пьезозуммер, будьте осторожны, потому что он состоит из тонкого керамического слоя на металлическом диске, поэтому, когда он изгибается, керамический слой быстро разрушается.

Припаяйте соединительные провода к точкам на цепи, которые необходимо подключить для включения звука. Это может потребовать некоторых экспериментов и поисков. Если вы видите переключатель или кнопку, подключите провод к каждому концу переключателя или кнопки и проверьте, включается ли звук при соприкосновении двух проводов. Это также момент, чтобы проверить, будет ли он работать с водой, окунув концы проводов (4 на фото) в немного воды. Если это так, то остальное - просто терпение. Если у устройства есть главный выключатель для включения и выключения всего устройства, убедитесь, что он закреплен в положении «включено», или, как я закончил, припаяйте провод поперек, чтобы убедиться, что он всегда замкнут.

Если вы никогда раньше не паяли, ознакомьтесь с некоторыми введениями на Instructables, например https://www.instructables.com/id/How-to-solder/. Перед тем, как приступить к работе над настоящим проектом, потренируйтесь на некоторых проводах.

Шаг 3: Собираем все вместе

Сделайте маленькие отверстия для жестких медных проводов в нижней части зонда с помощью ножа для хобби. Провода легче пропустить, если жесткие медные провода немного длиннее. Позже они будут сокращены.

Припаяйте соединительные провода (4 на фото A) к двум жестким медным проводам (5 на фото A).

Вы хотите добавить зонд немного веса, например, добавив немного сухого песка или гальки. Это немного облегчит опускание зонда в колодец, поскольку рулетка будет натянута. Закройте контейнер и проверьте еще раз, все ли работает (фото B).

Обрежьте жесткие медные провода так, чтобы они выступали примерно на один-два сантиметра. Осторожно приклейте их горячим клеем, убедившись, что все они водонепроницаемы (Фото C).

Шаг 4: Тест

Прикрепите зонд к измерительной ленте с помощью нескольких веревок и / или стяжек. Вы можете использовать для этого что угодно, но убедитесь, что он держится, иначе ваш зонд может оказаться на дне лунки. Проверьте соединение, прежде чем опускать его в колодец!

Пришло время выйти и проверить зонд в вашем колодце! Я сделал небольшую установку с резервуаром, небольшим количеством гравия и трубкой из ПВХ, которая играет роль колодца. Я добавил в воду немного синей водной краски, чтобы показать уровень грунтовых вод. Видео показывает, что найти точное место, где зонд касается воды, действительно легко, намного проще, чем с помощью традиционного звонка. Вы можете считать измерительную ленту в фиксированной точке наверху лунки, но не забудьте добавить дополнительную длину от нижней части зонда к нулю на ленте.

Удачного измерения!