CN110208570B - 井巷风速测定多维度定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井巷风速测定多维度定位装置，包括：活动支架；基座，安装在活动支架的顶部，基座上设有水平转向刻度盘；转轴，转动安装在基座上，转轴上安装一竖直转角刻度盘，转轴的顶部安装一万向滚轮；伸缩测量杆，伸缩测量杆通过一连接组件与万向滚轮连接，连接组件的一端与伸缩测量杆铰接，连接组件的另一端与万向滚轮固定连接；风速传感器，安装在伸缩测量杆上。该井巷风速测定多维度定位装置结构简单、使用方便，可实现井巷内风速的多维度测定。

Description

井巷风速测定多维度定位装置

技术领域

本发明涉及风速测定定位装置技术领域，具体而言，涉及一种可测定矿井巷道断面各点、各方向风速的井巷风速测定多维度定位装置。

背景技术

矿山井下通风系统是矿山安全生产的重要组成部分，风速(风量)是评价通风系统的重要指标之一。

传统矿山井下通风系统测定是由测风人员手持风表在某一断面测风。由于测量设备及测量方法的局限性，所测风速不能反映该巷道断面不同位置、不同方向风流的实际情况。

风速作为矢量存在大小和方向性，同一断面不同位置及不同夹角方向风速不尽相同，特别是井下巷道交叉口及不规整巷道处风流分布变化差异更大，传统的测风设备和方法不能满足对井巷多维度风速的测定分析要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种井巷风速测定多维度定位装置，以解决现有技术中的测风设备和方法无法满足对井巷多维度风速测定要求的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种井巷风速测定多维度定位装置，包括：活动支架；基座，安装在活动支架的顶部，基座上设有水平转向刻度盘；转轴，转动安装在基座上，转轴上安装一竖直转角刻度盘，转轴的顶部安装一万向滚轮；伸缩测量杆，伸缩测量杆通过一连接组件与万向滚轮连接，连接组件的一端与伸缩测量杆铰接，连接组件的另一端与万向滚轮固定连接；风速传感器，安装在伸缩测量杆上。

进一步地，伸缩测量杆上沿长度方向设有高度刻度线，风速传感器通过一安装组件活动安装在伸缩测量杆上，风速传感器能固定在伸缩测量杆的不同高度处。

进一步地，安装组件包括一槽形固定夹，槽形固定夹内设有一拉伸弹簧，拉伸弹簧的两端分别与槽形固定夹的两臂内侧连接，风速传感器固定安装在槽形固定夹上。

进一步地，伸缩测量杆上还设有一用于将伸缩测量杆调节至竖直状态的竖直调节器。

进一步地，伸缩测量杆包括一测量杆本体，测量杆本体的上端通过连接组件与万向滚轮连接，测量杆本体的下端套设在一测量杆外鞘内，测量杆外鞘上设有一用于调节伸缩测量杆整体长度的调节螺栓。

进一步地，连接组件包括一转轴连杆，转轴连杆的一端与万向滚轮固定连接，转轴连杆的另一端设有一测量杆支撑夹，测量杆支撑夹夹持在伸缩测量杆的两侧并与伸缩测量杆铰接。

进一步地，活动支架包括多根支撑杆，多根支撑杆的顶端与基座的底部铰接。

进一步地，基座上还设有一调平气泡。

应用本发明的技术方案，通过在基座上设置转轴和水平转向刻度盘，在转轴上设置竖直转角刻度盘和万向滚轮，并将万向滚轮通过连接组件与伸缩测量杆连接，伸缩测量杆与连接组件铰接，伸缩测量杆上安装风速传感器；测定风速时，先调节活动支架将基座调节至水平位置，然后调节伸缩测量杆和连接组件至所测断面的合适高度和角度，并使伸缩测量杆竖直设立在地面上，通过风速传感器即可测得该处的风速，结合竖直转角刻度盘和水平转向刻度盘可确定测试点的方向；测试完一个测试点的风速后，可通过转动转轴和调节伸缩测量杆的长度测试各个不同测试点的风速，实现井巷内风速的多维度测定。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的井巷风速测定多维度定位装置的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的井巷风速测定多维度定位装置的正视结构示意图。

图3为本发明实施例的井巷风速测定多维度定位装置中伸缩测量杆的结构示意图。

图4为本发明实施例的井巷风速测定多维度定位装置中安装组件的结构示意图。

图5为本发明实施例的井巷风速测定多维度定位装置中竖直调节器的结构示意图。

图6为本发明实施例的井巷风速测定多维度定位装置中基座的结构示意图。

图7为本发明实施例的井巷风速测定多维度定位装置中转轴连杆转动时的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、活动支架；11、支撑杆；20、基座；21、水平转向刻度盘；22、调平气泡；30、转轴；31、竖直转角刻度盘；32、万向滚轮；40、伸缩测量杆；41、高度刻度线；42、竖直调节器；43、测量杆本体；44、测量杆外鞘；45、调节螺栓；50、风速传感器；51、传输数据线；60、连接组件；61、转轴连杆；62、测量杆支撑夹；70、安装组件；71、槽形固定夹；72、拉伸弹簧。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参见图1至图7，一种本发明实施例的井巷风速测定多维度定位装置，该井巷风速测定多维度定位装置主要包括：活动支架10、基座20、转轴30、伸缩测量杆40和风速传感器50。其中，基座20安装在活动支架10的顶部，基座20上设置有水平转向刻度盘21；转轴30转动安装在基座20上，该转轴30垂直于所述基座20设置，且能沿转轴30的轴线360°转动，转轴30上安装有一个竖直转角刻度盘31，在转轴30的顶部安装有一个万向滚轮32；伸缩测量杆40通过一个连接组件60与一个万向滚轮32连接，连接组件60的一端与伸缩测量杆40铰接，连接组件60的另一端与万向滚轮32固定连接；风速传感器50安装在伸缩测量杆40上。水平转向刻度盘21为绕基座20一周并沿圆周方向划分为360°的角度刻度盘；竖直转角刻度盘31为垂直于基座20的半圆，其上均分为180°的刻度盘。

上述的井巷风速测定多维度定位装置，通过在基座20上设置转轴30和水平转向刻度盘21，在转轴30上设置竖直转角刻度盘31和万向滚轮32，并将万向滚轮32通过连接组件60与伸缩测量杆40连接，伸缩测量杆40与连接组件60铰接，伸缩测量杆40上安装风速传感器50；测定风速时，先调节活动支架10将基座20调节至水平位置，然后调节伸缩测量杆40和连接组件60至所测断面的合适高度和角度，并使伸缩测量杆40竖直设立在地面上；通过风速传感器50即可测得该处的风速，风速信号经传输数据线51传输至风表(图中未示出)或其他远程信号接收端(图中未示出)，结合竖直转角刻度盘31和水平转向刻度盘21可确定测试点的方向；测试完一个测试点的风速后，可通过转动转轴30和调节伸缩测量杆40的长度测试各个不同测试点的风速，实现井巷内风速的多维度测定。上述的风速传感器50优选采用热敏式风速测量探头。

进一步地，参见图1和图2，在本实施例中，伸缩测量杆40上沿其长度方向设有高度刻度线41，风速传感器50通过一个安装组件70活动安装在伸缩测量杆40上，该风速传感器50能固定在伸缩测量杆40的不同高度处。如此设置，将伸缩测量杆40的长度确定好以后，可通过安装组件70将风速传感器50固定在伸缩测量杆40的不同高度处，从而可沿伸缩测量杆40的轴线测得一系列不同高度处的风速数据。

具体的，参见图1至图4，在本实施例中，安装组件70包括一个槽形固定夹71，在该槽形固定夹71内设置有一根拉伸弹簧72，该拉伸弹簧72的两端分别与槽形固定夹71的两臂内侧连接，风速传感器50固定安装在槽形固定夹71与其槽口相对的一侧。槽形固定夹71的两臂具有一定的弹性。将伸缩测量杆40嵌入槽形固定夹71的槽口内，通过拉伸弹簧72拉紧两臂使槽形固定夹71夹紧伸缩测量杆40，将风速传感器50安装在伸缩测量杆40的特定高度处。若要调整风速传感器50在伸缩测量杆40上的安装高度，只需上下滑动槽形固定夹71即可。

为了方便将伸缩测量杆40调节至竖直位置，参见图1-3以及图5，在本实施例中，在伸缩测量杆40上还设置有一个竖直调节器42。通过该竖直调节器42可以指示竖直方向，便于将伸缩测量杆40调节至竖直位置。具体来说，该竖直调节器42可以采用一个铅锤线和一个铅锤，铅垂线的一端固定连接在伸缩测量杆40上，铅锤线的另一端连接铅锤，通过铅锤的重力使铅锤线拉直，可参考该铅锤线将伸缩测量杆40调节至竖直位置。

具体来说，参见图1、图2和图3，在本实施例中，伸缩测量杆40包括一根测量杆本体43，该测量杆本体43的上端通过连接组件60与万向滚轮32连接，测量杆本体43的下端套设在一根测量杆外鞘44内，该测量杆外鞘44上还设有用于调节伸缩测量杆40整体长度的调节螺栓45。如此设置，当需要调节伸缩测量杆40的整体长度时，先拧松调节螺栓45，将测量杆本体43伸出或插入测量杆外鞘44一定长度，调整好后拧紧调节螺栓45即可，结构简单、操作方便。

具体来说，参见图1、图2、图6和图7，在本实施例中，连接组件60包括一根转轴连杆61，该转轴连杆61的一端与万向滚轮32固定连接，转轴连杆61的另一端设置有一个测量杆支撑夹62，该测量杆支撑夹62夹持在伸缩测量杆40的两侧并与伸缩测量杆40铰接。

参见图1、图2、图6和图7，在本实施例中，活动支架10包括多根支撑杆11，多根支撑杆11的顶端与基座20的底部铰接；在基座20上还设置有一个调平气泡22。通过调节多根支撑杆11即可方便地将基座20调节至水平状态，通过调平气泡22便于观察基座20是否水平。

该井巷风速测定多维度定位装置的工作原理如下：

确定需要测定风速的矿井巷道，布置井巷风速测定多维度定位装置于试验测试位置，将活动支架10撑开并调整至合适高度，调整活动支架10使上部的基座20上的调平气泡22位于中心位置，使基座20水平；

通过转动转轴30，使转轴连杆61和伸缩测量杆40随着转轴30一起沿水平方向转动，通过水平转向刻度盘21指示伸缩测量杆40在水平方向的转角；转轴连杆61在水平转向刻度盘21上的水平投影线所对应的角度即为伸缩测量杆40沿水平方向的旋转角度；

通过转动万向滚轮32，使转轴连杆61在竖直平面内旋转，通过竖直转角刻度盘31指示转轴连杆61在竖直方向上的旋转角度；

通过上述方法可以确定测试点的方位，并使风速传感器50在各个不同方位上进行风速测定，并且，通过安装组件70调节风速传感器50在伸缩测量杆40上的位置，可沿伸缩测量杆40的轴线测得一系列不同高度处的风速数据。该井巷风速测定多维度定位装置可实现井巷风速的多维度测定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种井巷风速测定多维度定位装置，其特征在于，包括：

活动支架（10）；

基座（20），安装在所述活动支架（10）的顶部，所述基座（20）上设有水平转向刻度盘（21）；

转轴（30），转动安装在所述基座（20）上，所述转轴（30）上安装一竖直转角刻度盘（31），所述转轴（30）的顶部安装一万向滚轮（32）；

伸缩测量杆（40），所述伸缩测量杆（40）通过一连接组件（60）与所述万向滚轮（32）连接，所述连接组件（60）的一端与所述伸缩测量杆（40）铰接，所述连接组件（60）的另一端与所述万向滚轮（32）固定连接；所述连接组件（60）包括一转轴连杆（61），所述转轴连杆（61）的一端与所述万向滚轮（32）固定连接，所述转轴连杆（61）的另一端设有一测量杆支撑夹（62），所述测量杆支撑夹（62）夹持在所述伸缩测量杆（40）的两侧并与所述伸缩测量杆（40）铰接；所述伸缩测量杆（40）上沿长度方向设有高度刻度线（41），风速传感器（50）通过一安装组件（70）活动安装在所述伸缩测量杆（40）上，所述风速传感器（50）能固定在所述伸缩测量杆（40）的不同高度处；

风速传感器（50），安装在所述伸缩测量杆（40）上。

2.根据权利要求1所述的井巷风速测定多维度定位装置，其特征在于，所述安装组件（70）包括一槽形固定夹（71），所述槽形固定夹（71）内设有一拉伸弹簧（72），所述拉伸弹簧（72）的两端分别与所述槽形固定夹（71）的两臂内侧连接，所述风速传感器（50）固定安装在所述槽形固定夹（71）上。

3.根据权利要求1所述的井巷风速测定多维度定位装置，其特征在于，所述伸缩测量杆（40）上还设有一用于将所述伸缩测量杆（40）调节至竖直状态的竖直调节器（42）。

4.根据权利要求1所述的井巷风速测定多维度定位装置，其特征在于，所述伸缩测量杆（40）包括一测量杆本体（43），所述测量杆本体（43）的上端通过所述连接组件（60）与所述万向滚轮（32）连接，所述测量杆本体（43）的下端套设在一测量杆外鞘（44）内，所述测量杆外鞘（44）上设有一用于调节所述伸缩测量杆（40）整体长度的调节螺栓（45）。

5.根据权利要求1所述的井巷风速测定多维度定位装置，其特征在于，所述活动支架（10）包括多根支撑杆（11），多根所述支撑杆（11）的顶端与所述基座（20）的底部铰接。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的井巷风速测定多维度定位装置，其特征在于，所述基座（20）上还设有一调平气泡（22）。