CN101900594B - 液位变量精准数据监测预警器 - Google Patents

Abstract

一种液位变量精确数据监测预警器，在待测矿区顶面选择性确定多个监测点，安装固定支撑托架，支撑托架上或侧边安装耐压液位管，耐压液位管输出端连接流量传感器或机、电开关，流量传感器输出端电信号连接数字显示器，传输给控制中心或物联网，支撑托架的上端安装油压活塞泵，油压活塞泵的活塞上安装固定膨胀探棒或探针，膨胀探棒嵌入装在矿区顶面内，油压活塞泵的缸体底端开有小孔，与耐压液位管连接连通。本发明有效监测矿山、垮塌前微量位移、监测数据精准、灵敏度高、预警及时、为救援和自救争取宝贵时间、减少或避免人民生命财产损失，本发明还可广泛应用于数控机床及轴承、轴瓦精密加工、瞄准器、测量仪及测量仪器设备等领域。

Description

液位变量精准数据监测预警器

技术领域

本发明涉及一种监测预警装置，具体涉及一种液位变量精确准数据监测预警器。

背景技术

地质灾害严重威胁着人民的生命财产安全，特别是矿山垮塌、山体松动滑坡、建筑工地坍塌这些恶性事故经常发生，死伤人数众多，社会影响恶劣。而这些垮塌、滑坡灾害具有极强的隐蔽性和突发性，事故发生前矿山、山体、工地的缓慢位移，极其微小，不易被人们察觉，并且缺乏这些微量位移的监测预警设施和设备，而一旦垮塌事故发生，就来不及救援和自救，因此，研制一种矿山、山体、工地垮塌前位移监测预警装置，为救援和自救赢得宝贵的时间，避免人们的生命财产损失，是十分重要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种有效监测矿山、山体、工地垮塌前微量位移、监测数据精准、灵敏度高、预警及时、为救援和自救争取宝贵时间、减少或避免人民生命财产损失的液位变量精准数据监测预警器。

本发明采用的技术方案是：在待测矿区顶面选择性确定多个检测点，安装固定支撑托架，支撑托架的底座固定在矿区地面，支撑托架上或侧边安装耐压液位管，耐压液位管输出端连接流量传感器，流量传感器输出端电信号连接数字显示器，数字显示器输出通过或传输给物联网、互联网及其预警报警电路，数字信号线传输给控制中心，或者耐压液位管输出连接机械接触式开关、电磁开关、红外线控制开关及其预警报警电路；支撑托架的上端安装液压活塞泵，液压活塞泵的活塞上安装固定膨胀探棒，膨胀探棒嵌入式装在矿区顶面内，液压活塞泵的缸体底端开有小孔，与耐压液位管连接连通。

上述技术方案中，膨胀探棒内可增设探针或声控装置、红外线装置及其数据传输报警装置。

上述技术方案中，液压活塞泵的活塞与缸体顶部之间安装有拉力弹簧。

上述技术方案中，液压活塞泵的活塞上设有调节压力片与托片吻合用的可视流量孔, 方便确定微调螺丝的微调行程, 确保压力片与探棒几乎零距离吻合。

上述技术方案中，在液压活塞泵的缸体底下和支撑托架之间安装有高度调节螺丝。

上述技术方案中，膨胀探棒与活塞之间还加装有托片或压力片。

本发明的突出的实质性特点和显著进步：

本发明采用液压活塞泵的活塞上端安装膨胀探棒或震动探针，嵌入式装在矿区顶面或山体、工地，液压活塞可承受的压力大，能适应地质灾害位移巨大压力的测量。液压活塞泵的缸体底端开孔，连接连通耐压液位管，耐压液位管端头连接流量传感器及数字显示器，由于液压活塞泵的缸体容量大，而耐压液位管的管径小，所以液位变量大，这种独特设计可使位移放大1万倍、10万倍以上。测出的数据非常精确。如矿区顶面垮塌0.1微米，使活塞下压0.1微米，液压缸的直径和容积大，但压力液位管的管径小，所以液压缸内油下降0.1微米，压力液位管的流量位移就是1毫米，放大1万倍。同样，当矿洞区顶面松动垮塌1微米，则耐压液位管的流量位移就是10毫米，当矿区顶面垮塌10微米，耐压液位管的流量位移就是100毫米；当矿区顶面松动垮塌100微米，耐压液位管的流量位移就是1米，当矿洞顶面松动垮塌1毫米，耐压液位管的流量位移就是10米，放大倍数均为1万倍。因此，本发明完全能够精确监测矿井顶面松动垮塌的微妙变化，当矿区顶面松动垮塌仅1微米时，耐压液位管的流量位移达10毫米，放大1万倍。而松动垮塌1微米是常人肉眼无法观察发现的，但就是这种人们无法觉察发现的松动垮塌，是塌方重大事故的前奏，如不能提前报警，提醒人们尽快撤离，必将造成群死群伤的人间惨剧。在任何时候，救人都是第一位的头等大事。因此，提前预警，并且监测数据精确，放大倍数高，是本发明的显著效果，本发明为提前预防垮塌、避免垮塌事故造成人员伤亡、为矿工提前采取应急措施、进行自救和被救援提供了宝贵的逃生时间。本发明还可广泛应用于数控机床精密加工、轴承精密加工、轴瓦精密加工、瞄准器、测量仪及测量设备监测等领域。

附图说明：

图1为本发明结构示意图

图2为矿区顶面监测点布局图

具体实施方式：

参见图1、图2，在待测矿区顶面选择性地确定多个测试点，将本发明的液位变量精准数据测试预警器安装于矿区顶面8和地面之间，液位变量精准数据监测预警器的结构为：在支撑托架1上安装有耐压液位管3，耐压液位管3输出端连接流量传感器4，流量传感器4输出电信号连接至数字显示器2，数字显示器还将数字信号通过数字信号线12传输至控制中心，支撑托架1的底座13固定在地面，支撑托架1的上端连接安装液压活塞泵5，液压活塞泵的活塞6上安装固定膨胀探棒7，膨胀探棒7嵌入式安装在矿区顶面8，液压活塞泵的缸体9底端开有小孔，与耐压液位管3连接连通，液压活塞泵的活塞与缸体顶部之间安装有拉力弹簧10，在液压活塞泵的活塞上还安装有可是流量孔11，在液压活塞泵与支撑托架之间还安装有高度调节螺丝14膨胀探棒与活塞之间还加装有托片或压力片15，流量传感器4可采用上海深上电子有限公司的流量传感器产品。

安装方法和工作原理：

1、首先将整个区域划分为几块来实施监测，针对矿区的不同形状搭建不同的固定支撑托架，一般对顶部监测用立势支撑托架，对两侧横段面监测采用卧势支撑托架，对斜角、圆弧边的监测采用两端固定或三角形的复合支撑托架。

2、对重点部位取点，钻探孔深度100-200cm，直径大于20-50mm，将膨胀探棒镶嵌在探孔内，牢牢固定，对硬度较小的矿床，采取加大膨胀探棒及其它加固形式,确保牢牢固定。

3、取下探棒下端的装配用螺丝，装上震动探针，接上外部导线，监测震动的连续性。

4、在探棒底部装上托片，拧上装配螺丝。

5、在搭建的托架上装上液压活塞泵及托片，托片四周有可视水平点，便于可视平稳固定。

6、拧开液压活塞泵活塞上的可视安装螺丝，向上调节液压活塞泵缸体下部螺丝，当活塞泵油缸的液压油开始流动向外冒漏, 停止缸体下部调节螺丝的调节,固定调节螺丝. 此时, 活塞上托片与探棒压力片超零度吻合，稍时观察液压活塞泵活塞上的可视流量孔，液压油停止向外冒漏时, 活塞上托片与探棒压力片零度吻合, 拧紧螺丝。

7、在油泵下方装上流量测量仪，连接显示屏，当监测部位塌方下沉0.1微米，显示屏即刻显示下降数据，当显示屏显示下降1毫米时，喇叭会发出警报，提示人员拆离。也可根据多个采样点采集数据编程分析,分析得到单位时间内下沉垮塌的速度,及时发出报警,提示人员迅速拆离。

8、通过多点监测数据, 可分析其他部位下沉塌方变化, 确定由点的变化到线和面的变化的判断，从而进一步加强重点部位的重点监测和预防。哪怕是轻微的几微米, 一旦在单位时间内出现由点到线和面的加速下沉塌方时, 就要高度警惕危害发生的可能, 不得在该区域逗留与作业。

9、本发明主要对重点监测点变化的细微监测,检测变化可精确到0.1微米移动的发生，还通过多个监测点变化的连接以及得到的监测数据，将数据线连接数据中心, 并通过相应策略分析软件, 由点到线和面，单位时间内的下沉垮塌速度, 知道下沉主要区域，作为重点加强监测，一旦在单位时间内出现由线到面的下沉垮塌加速现象发生,警报提示迅速拆离与禁止在该危险区域逗留和作业。

Claims (2)

1.一种液位变量精确数据监测预警器，其特征在于：在待测矿区顶面选择性确定多个检测点，安装固定支撑托架，支撑托架的底座固定在矿区地面，支撑托架上或侧边安装耐压液位管，耐压液位管输出端连接流量传感器，流量传感器输出端电信号连接数字显示器，数字显示器输出通过数字信号线传输给控制中心，或者耐压液位管输出连接机械接触式开关、电磁开关、红外线控制开关及其预警报警电路；或支撑托架的上端安装液压活塞泵，活塞泵上端安有托片,液压活塞泵的活塞上方安装固定膨胀探棒，膨胀探棒嵌入式装在矿区顶面内，膨胀探棒下部安有压力片, 液压活塞泵的缸体底端开有小孔，与耐压液位管连接连通。

2.根据权利要求1所述的液位变量精确数据监测预警器，其特征在于：液压活塞泵的活塞与缸体顶部之间安装有拉力弹簧。

3、根据权利要求1所述的液位变量精确数据监测预警器，其特征在于：在液压活塞泵的活塞上设有安装调节压力片与托片吻合用的可视流量孔。

4、根据权利要求1所述的液位变量精确数据监测预警器，其特征在于：在液压活塞泵的缸体底下和支撑托架之间安装有微调螺栓。

5、根据权利要求1所述的液位变量精确数据监测预警器，其特征在于：膨胀探棒内可增设探针或声控装置、红外线装置及其数据传输报警装置。

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