一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置

1.本实用新型涉及涌水量测定技术领域，具体为一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置。


背景技术：

2.涌水量大小对于矿井施工方案和防治水措施的选择、建井工期长短及其经济效益起着十分重要的影响。准确测定矿井涌水量，可为制定安全合理的施工方案提供可靠的水文地质依据，从而加快矿井施工速度，节省基建投资。矿井涌水量的测定方法主要有浮标法、容积法、水位标定法、流速仪法等。其中现有浮标法测量矿井涌水量存在以下缺点：
3.1)浮标法测量矿井涌水量操作较为复杂，测时间、长度及排水沟断面面积等需多人配合进行，无法实现人数较少情况下进行测量。
4.2)对所选排水沟的长度、浮标经过此段长度所用的时间及排水沟断面面积等需人为进行测量，导致测量长度、时间、断面面积等误差较大，无法确保测量的准确性。
5.3)使用浮标法测量矿井涌水量适用于水流流速较为平缓的排水沟，对于流速较大、倾斜较大的排水沟，测量难度较大。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本实用新型提供了一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，具体方案如下：
7.一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，包括电控箱、流量测量箱、浮标，所述流量测量箱上固定设置有第一光电传感器、第二光电传感器、液位传感器，活动设置有导流板和抵挡板，所述电控箱与所述第一光电传感器、第二光电传感器、液位传感器通过导线电连接，所述浮标设置于所述流量测量箱内，且与所述流量测量箱通过丝线连接。
8.进一步地，所述电控箱内设置有单片机控制面板、充电电池、a/d转换模块，电控箱表面设置有触摸显示屏，所述单片机控制面板与所述充电电池、a/d转换模块、触摸显示屏电连接，所述第一光电传感器、第二光电传感器、液位传感器与所述a/d转换模块电连接。
9.进一步地，所述流量测量箱上设置有上转孔、下转孔，所述导流板、抵挡板上设置有螺纹孔、下转轴，所述上转孔内插入有上转轴，所述上转轴与所述导流板、抵挡板上的螺纹孔螺纹连接，所述导流板、抵挡板上的下转轴与所述下转孔转动连接。
10.进一步地，所述导流板上设置有倒钩，所述倒钩能倒扣在排水沟两边。
11.进一步地，所述抵挡板上设置有斜切口，所述斜切口能插入排水沟两边。
12.进一步地，所述浮标上螺纹连接有螺旋升降盖，所述螺旋升降盖与所述流量测量箱通过丝线连接。
13.进一步地，所述流量测量箱上设置有上把手、下把手，所述上把手通过所述丝线与所述螺旋升降盖连接。
14.本实用新型的有益效果是：
15.1.通过单片机控制面板与所述充电电池、a/d转换模块、触摸显示屏电连接，a/d转换模块能够将第一光电传感器、第二光电传感器、液位传感器检测到的模拟信号转换为数字信号上传至单片机控制面板，单片机控制面板随后根据上传的信号计算流量，并将计算的流量结果显示在触摸显示屏上，从而简单方便对矿井涌水量进行测定，并且能够在人数较少情况下进行操作。
16.2.通过在流量测量箱上设置有上转孔、下转孔，导流板、抵挡板上设置有螺纹孔、下转轴，上转孔内插入有上转轴，上转轴与所述导流板、抵挡板上的螺纹孔螺纹连接，导流板、抵挡板上的下转轴与下转孔转动连接，导流板上设置有倒钩，倒钩能倒扣在排水沟上，抵挡板上设置有斜切口，所述斜切口能插入排水沟内，从而实现流量测量箱能够与排水沟的位置相对固定，保证第一光电传感器与第二光电传感不发生位移，保证了测量的准确性，并且使得本装置还能适应一定斜度的排水沟，能够针对不同的矿井测量其涌水量。
17.3.通过在浮标标上螺纹连接有螺旋升降盖，能够根据不同水流量大小调整螺旋升降盖与浮标之间的高度，从而使得，第一光电传感器和第二光电传感器能够检测到浮标的移动，使得本装置能够用于测定不同涌水量大小矿井。
附图说明
18.图1为一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置位于排水沟位置示意图；
19.图2为一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置的整体结构示意图；
20.图3为一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置的整体结构示意图；
21.图4为一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置的爆炸示意图；
22.图5为图4中a处的局部放大示意图；
23.图6为一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置的电器连接示意图。
24.图中：10、电控箱；11、第一光电传感器；12、第二光电传感器；13、液位传感器；14、触摸显示屏；20、流量测量箱；21、导流板；211、倒钩；22、抵挡板；221、斜切口；23、上转轴；24、上转孔；25、下转孔；26、螺纹孔；27、下转轴；28、上把手；29、下把手；30、浮标；31、螺旋升降盖；32、丝线，40、排水沟。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.如图1、图2、图3、图6所示，本实用新型提供了一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，包括电控箱10、流量测量箱20、浮标30，流量测量箱20上固定设置有第一光电传感器11、第二光电传感器12、液位传感器13，活动设置有导流板21和抵挡板22，电控箱10与第一光电传感器11、第二光电传感器12、液位传感器13通过导线电连接，浮标30设置于流量测量箱20内，且与流量测量箱20通过丝线32连接。
27.如图6所示，电控箱10内设置有单片机控制面板、充电电池、a/d转换模块，电控箱10表面设置有触摸显示屏14，单片机控制面板与充电电池、a/d转换模块、触摸显示屏14电连接，第一光电传感器11、第二光电传感器12、液位传感器13与a/d转换模块电连接。
28.如图3所示，流量测量箱20上设置有上转孔24、下转孔25，导流板21、抵挡板22上设置有螺纹孔26、下转轴27，上转孔24内插入有上转轴23，上转轴23与导流板21、抵挡板22上的螺纹孔螺纹连接，导流板21、抵挡板22上的下转轴27与下转孔25转动连接。导流板21上设置有倒钩211，倒钩211能倒扣在排水沟40上。抵挡板22上设置有斜切口221，斜切口221能插入排水沟40内。浮标30上螺纹连接有螺旋升降盖31，螺旋升降盖31与流量测量箱20通过丝线32连接。流量测量箱20上设置有上把手28、下把手29，上把手28通过丝线32与螺旋升降盖31连接。上述中，流量测量箱20的两边相互平行。
29.本实用新型的工作原理为：
30.调整流量测量箱在排水沟中的位置，使得流量测量箱与排水沟平滑放置，紧密贴合，转动导流板、抵挡板，将倒钩倒扣在排水沟两边，将斜切口插入排水沟两边，从而使得流量测量箱与排水沟的位置固定，导流板将排水沟内的水导入流量测量箱内，水在流量测量箱内流动，等到水流平稳时，将浮标从流量测量箱一端顺着水流流向另一端，第一光电传感器、第二光电传感器将检测到的浮标光电模拟信号经a/d转换模块以数字信号上传至单片机控制面板，分别记录下两时间点t1、t2，单片机控制面板通过事先设定的第一光电传感器和第二光电传感器之间的距离s，从而确定浮标的输点v＝s/(t
1-t2)；液位传感器将流量箱内的液位信号经a/d转换模块以数字信号上传至单片机控制面板，确定液位的高度为h，单片机控制面板通过事先设定流量测量箱两边之间的距离为l,则液体流动的上横截面积与下横截面积为p＝l*h；则涌水量q＝p*v。
31.上述中，通过单片机控制面板与所述充电电池、a/d转换模块、触摸显示屏电连接，a/d转换模块能够将第一光电传感器、第二光电传感器、液位传感器检测到的模拟信号转换为数字信号上传至单片机控制面板，单片机控制面板随后根据上传的信号计算流量，并将计算的流量结果显示在触摸显示屏上，从而简单方便对矿井涌水量进行测定，并且能够在人数较少情况下进行操。通过在流量测量箱上设置有上转孔、下转孔，导流板、抵挡板上设置有螺纹孔、下转轴，上转孔内插入有上转轴，上转轴与所述导流板、抵挡板上的螺纹孔螺纹连接，导流板、抵挡板上的下转轴与下转孔转动连接，导流板上设置有倒钩，倒钩能倒扣在排水沟上，抵挡板上设置有斜切口，所述斜切口能插入排水沟内，从而实现流量测量箱能够与排水沟的位置先对固定，保证第一光电传感器与第二光电传感不发生位移，保证了测量的准确性，并且使得本装置还能适应一定斜度的排水沟，能够针对不同的矿井测量其涌水量。通过在浮标标上螺纹连接有螺旋升降盖，能够根据不同水流量大小调整螺旋升降盖与浮标之间的高度，从而使得，第一光电传感器和第二光电传感器能够检测到浮标的移动，使得本装置能够用于测定不同涌水量大小矿井。
32.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，其特征在于：包括电控箱(10)、流量测量箱(20)、浮标(30)，所述流量测量箱(20)上固定设置有第一光电传感器(11)、第二光电传感器(12)、液位传感器(13)，活动设置有导流板(21)和抵挡板(22)，所述电控箱(10)与所述第一光电传感器(11)、第二光电传感器(12)、液位传感器(13)通过导线电连接，所述浮标(30)设置于所述流量测量箱(20)内，且与所述流量测量箱(20)通过丝线(32)连接。2.根据权利要求1所述一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，其特征在于：所述电控箱(10)内设置有单片机控制面板、充电电池、a/d转换模块，电控箱(10)表面设置有触摸显示屏(14)，所述单片机控制面板与所述充电电池、a/d转换模块、触摸显示屏(14)电连接，所述第一光电传感器(11)、第二光电传感器(12)、液位传感器(13)与所述a/d转换模块电连接。3.根据权利要求2所述一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，其特征在于：所述流量测量箱(20)上设置有上转孔(24)、下转孔(25)，所述导流板(21)、抵挡板(22)上设置有螺纹孔(26)、下转轴(27)，所述上转孔(24)内插入有上转轴(23)，所述上转轴(23)与所述导流板(21)、抵挡板(22)上的螺纹孔螺纹连接，所述导流板(21)、抵挡板(22)上的下转轴(27)与所述下转孔(25)转动连接。4.根据权利要求3所述一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，其特征在于：所述导流板(21)上设置有倒钩(211)，所述倒钩(211)能倒扣在排水沟(40)两边。5.根据权利要求3所述一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，其特征在于：所述抵挡板(22)上设置有斜切口(221)，所述斜切口(221)能插入排水沟(40)两边。6.根据权利要求1～5任一项所述一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，其特征在于：所述浮标(30)上螺纹连接有螺旋升降盖(31)，所述螺旋升降盖(31)与所述流量测量箱(20)通过丝线(32)连接。7.根据权利要求6所述一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，其特征在于：所述流量测量箱(20)上设置有上把手(28)、下把手(29)，所述上把手(28)通过所述丝线(32)与所述螺旋升降盖(31)连接。

技术总结
本实用新型提供了一种基于浮标法的矿井涌水量测定装置，包括电控箱、流量测量箱、浮标，流量测量箱上固定设置有第一光电传感器、第二光电传感器、液位传感器，活动设置有导流板和抵挡板，控制箱与第一光电传感器、第二光电传感器、液位传感器通过导线电连接，所述浮标设置于所述流量测量箱内，且与所述流量测量箱通过丝线连接。A/D转换模块能够将第一光电传感器、第二光电传感器、液位传感器检测到的模拟信号转换为数字信号上传至单片机控制面板，单片机控制面板随后根据上传的信号计算流量，并将计算的流量结果显示在触摸显示屏上，从而简单方便对矿井涌水量进行测定，并且能够在人数较少情况下进行操作。在人数较少情况下进行操作。在人数较少情况下进行操作。


技术研发人员：高林 赵世毫 申业兴 陈原望 许帅 战新宇 赵芳昊
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/14