[发明专利]TDR浮球开关式水位传感器及其水位测量方法

权利要求书

1.一种TDR浮球开关式水位传感器，其特征在于：所述水位传感器(4)包括TDR测量仪(3)，两芯线(41)和多个浮球开关(8)，两芯线(41)从水泵(7)到地面沿水泵扬程管(5)轴向布置，沿两芯线(41)间隔均布有多个浮球开关，浮球开关(8)和两芯线(41)捆绑在水泵扬程管(5)上，TDR测量仪(3)置于地面，TDR测量仪(3)经两芯线(4)与各个浮球开关(8)连接；

所述的浮球开关(8)包括不锈钢滑动杆(42)以及固定套在不锈钢滑动杆(42)上的上不锈钢卡片(43)和下不锈钢卡片(46)，不锈钢滑动杆(42)通过不锈钢安装支架(47)固定安装在水泵扬程管(5)侧壁；上不锈钢卡片(43)和下不锈钢卡片(46)之间的不锈钢滑动杆(42)上活动套有浮球(45)，不锈钢滑动杆(42)内部封装有干簧管(44)，浮球(45)内部封装有环形磁铁，环形磁铁与干簧管(44)配合以导通干簧管(44)，干簧管(44)连接到两芯线(41)上。

2.根据权利要求1所述的一种TDR浮球开关式水位传感器，其特征在于：所述的两芯线(41)是两芯双绞线或者两芯平行线。

3.根据权利要求2所述的一种TDR浮球开关式水位传感器，其特征在于：所述的两芯双绞线是带屏蔽层的。

4.根据权利要求1所述的一种TDR浮球开关式水位传感器，其特征在于：所述的浮球(45)在竖直方向沿不锈钢滑动杆(42)在重力和浮力作用下能够上下自由移动。

5.根据权利要求1～4任一所述的一种TDR浮球开关式水位传感器，其特征在于：所述的浮球开关的浮球和滑动轴均密封良好，且浮球内部实心填充有密度小于水的材料。

6.应用于权利要求1～5任一所述传感器的一种TDR浮球开关式水位检测方法，其特征在于：通过浮球开关(8)中浮球(45)的上下浮动控制两芯线(41)的通断获得短路点位置数据传送到TDR测量仪(3)，测量前先把传感器放入被测井中进行标定，记录下每个浮球被淹没时对应的TDR采样数据短路点的位置；由TDR测量仪(3)测量得到两芯线(41)短路点位置数据时，在获得3s时间内三次测量得到的短路点位置变化量在阈值范围内，则取三次短路点位置数据的平均值作为当前水面位置，再与测量前的标定值进行比较获得水面到井口实际距离。

7.根据权利要求6所述的一种TDR浮球开关式水位检测方法，其特征在于：进一步，若所述三次测量的短路点位置变化量大于阈值范围，再在接下来的3s内再连续测量三次，若再次测量厚度短路点位置变化量在阈值范围内，则取再次测量的三次数据的平均值作为当前水面位置，若再次测量厚度短路点位置变化量大于阈值范围，则不进行操作。

8.根据权利要求6所述的一种TDR浮球开关式水位检测方法，其特征在于：所述的阈值范围为3个TDR数据点距。