CN111157052A - 一种矿井水位监测系统 - Google Patents

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CN111157052A CN202010075443.2A CN202010075443A CN111157052A CN 111157052 A CN111157052 A CN 111157052A CN 202010075443 A CN202010075443 A CN 202010075443A CN 111157052 A CN111157052 A CN 111157052A
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和树森
刘天羽
卢亮
胡林峰
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Shanghai Dianji University
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Shanghai Dianji University
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Abstract

本发明涉及一种矿井水位监测系统，包括水位传感器和控制器，所述控制器连接所述水位传感器，所述水位传感器为基于力变电阻的水位传感器，所述控制器安装于矿井下方的水仓，所述矿井水位监测系统还包括LabVIEW显示处理系统，该LabVIEW显示处理系统连接所述控制器，用于对水位进行实时显示和控制。与现有技术相比，本发明具有运行稳定、监测数据准确和可靠性高等优点。

Description

一种矿井水位监测系统
技术领域
本发明涉及矿井水位监测领域，尤其是涉及一种矿井水位监测系统。
背景技术
现有研究主要体现在：创新排水设备、巷道的合理布置和优化排水方案。在井下排水系统的控制中当中运用智能控制理论，把神经网络、模糊控制、规则控制、专家系统等智能的控制办法，能够实现排水系统的运行状况的自动监测和实时控制，并自动进行事故分析、自动记录、故障报警、多台水泵的动态切换及控制断电等，控制性较好，得到的资料准确性较高。
矿井水位的检测控制技术方面，可靠性较差，检测系统不完善。现在还存在一些比较传统的水位传感器，如压力式、浮子式等水位传感器，但它们都会由于淤泥或煤泥堵塞受到影响，导致整个系统不能可靠地收集前端信号，并且现有控制箱的设置易在存放时因无意磕碰对检测设备造成损坏。这些年来煤矿事故经常发生，对矿井水位的监控系统要求也越来越高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在可靠性较差、易在存放时因无意磕碰对检测仪造成损坏的缺陷而提供一种矿井水位监测系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种矿井水位监测系统，包括水位传感器和控制器，所述控制器连接所述水位传感器，所述水位传感器为基于力变电阻的水位传感器，所述控制器安装于矿井下方的水仓，所述矿井水位监测系统还包括LabVIEW显示处理系统，该LabVIEW显示处理系统连接所述控制器，用于对水位进行实时显示和控制。
进一步地，所述基于力变电阻的水位传感器包括电桥电路和输入输出电路，所述输入输出电路连接所述电桥电路，所述电桥电路由四个相同的力变电阻通过导线连接构成。
进一步地，所述电桥电路不在工作状态时，为平衡状态；所述电桥电路放到水中时，为不平衡状态，并输出电压信号，该电压信号与水位相对应。
进一步地，所述矿井水位监测系统还包括温度传感器、开停传感器和压力传感器，所述温度传感器、开停传感器和压力传感器均连接所述控制器。
进一步地，所述温度传感器、开停传感器、压力传感器和所述水位传感器均通过放大电路连接所述控制器。
进一步地，所述LabVIEW显示处理系统通过USB通用串行总线连接所述控制器。
进一步地，所述LabVIEW显示处理系统还用于根据控制器传输的数据，判断是否超过预先设置的设定值，若果是，则发出声光报警。
进一步地，所述LabVIEW显示处理系统还包括存储模块，该存储模块用于存储控制器传输的数据。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明系统自动化程度较高，可以对矿井水下的信息进行实时的接收和处理，减轻了相关人员的工作量，系统可储存历史数据，可根据历史数据预测水位的变化趋势，生成预警等值线图，为矿井水位动态分析提供有力的控制与分析手段，使用LABVIEW搭建虚拟平台实现对水位的实时显示和处理，LABVIEW操作界面简单易懂，便于操作人员学习和使用，系统的稳定性较高可以实现全年全天候24小时连续运行。
(2)本发明系统硬件模块安装在水仓附近，不会存在无意的磕碰情况，硬件模块的稳定性和可靠性得以提高，各传感器将被测物理量转化为系统能够接受的电信号进入控制电路，并且由通道选择电路控制，由微处理器依次巡检，微控制器对读取的数据进行数据转化，经处理、比较和存储后，送到显示器上显示，当发生报警时能够发出声光报警信号，虚拟平台LABVIEW操作界面简单易懂，便于操作人员学习和使用。
(3)本发明提供的矿井水位监测系统，运行非常稳定，监测数据准确，能够有效的控制水位的上、下限，减轻值班工人劳动强度。
附图说明
图1为本发明矿井水位监测系统的总设计框架图；
图2为本发明水位传感器及其输出放大电路图；
图3为本发明矿井水位监测系统的硬件结构图，图中不清晰的文字部分对本发明技术没有影响；
图4为本发明LabVIEW显示处理系统的前面板设计图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例提供一种矿井水位监测系统，包括温度传感器、开停传感器、水位传感器、压力传感器、控制电路和控制器，控制器通过控制电路连接水位传感器，水位传感器为基于力变电阻的水位传感器，控制器安装于矿井下方的水仓，矿井水位监测系统还包括LabVIEW显示处理系统，该LabVIEW显示处理系统连接控制器，用于对水位进行实时显示和控制。
如图1所示，本实施例通过多路模拟开关将温度传感器、开停传感器、水位传感器和压力传感器接入控制器，控制器采用单片机处理器，该单片机处理器还连接有报警电路、显示电路、存储电路、设置电路、复位电路和电源电路，设置电路用以设置单片机处理器的参数，复位电路用以复位单片机处理器的参数。
如图3所示，为本实施例矿井水位监测系统的硬件结构示意图。
主控制器可以实时的接收和处理数据，各个传感器将采集到的信息实时传输到主控制器。控制电路完成对被测信号的采集和处理，当测量值超过标准值时，产生声光报警。本系统设置的温度传感器、开停传感器、水位传感器及压力传感器，用以对其电机轴承温度、开停状态及水位高低等输入量进行监测。由于本系统需要对众多信号进行数据采集，因此需要对应的放大电路保证信号可以正常输入到主控制器中并完成相应的功能。
该系统硬件模块安装在水仓附近，不会存在无意的磕碰情况，硬件模块的稳定性和可靠性得以提高。各传感器将被测物理量转化为系统能够接受的电信号进入控制电路，并且由通道选择电路控制，由微处理器依次巡检。微控制器对读取的数据进行数据转化，经处理、比较和存储后，送到LabVIEW显示处理系统，可通过显示器显示，当发生报警时能够发出声光报警信号。虚拟平台LABVIEW操作界面简单易懂，便于操作人员学习和使用。
下面对各部件进行具体描述。
1、基于力变电阻的水位传感器
如图2所示，基于力变电阻的水位传感器包括电桥电路和输入输出电路，输入输出电路连接电桥电路，电桥电路由四个相同的力变电阻通过导线连接构成。
当不在工作状态时，其内部的电桥是一种平衡的状态，不会产生电压信号。但是把传感器放在水里的时候，电桥就会受到液体的压强而失去平衡，因此就会有电压信号的输出。也就是说水位与输出电压信号有一一对应的关系，通过输出电压就能算出水深和电压的关系式，得到具体水位。
2、LabVIEW显示处理系统
LabVIEW显示处理系统通过USB通用串行总线连接控制器。对水位的实时显示和处理通过LABVIEW显示处理系统进行处理，其在系统中发挥着承上启下的作用。
LabVIEW显示处理系统还用于根据控制器传输的数据，判断是否超过预先设置的设定值，若果是，则发出声光报警。LabVIEW显示处理系统还包括存储模块，该存储模块用于存储控制器传输的数据。
如图4所示，为本实施例LabVIEW显示处理系统的前面板设计图。
运行时，现场测量到的水位信号经过通信电路传输到PC端的LabVIEW显示处理系统，PC端将现场信号和限定值做对比，并将数据实时显示在水位数据表格中，若超过设定值，则产生声光报警，提醒相关人员水位出现异常，同时将历史数据储存在数据库中。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种矿井水位监测系统，包括水位传感器和控制器，所述控制器连接所述水位传感器，其特征在于，所述水位传感器为基于力变电阻的水位传感器，所述控制器安装于矿井下方的水仓，所述矿井水位监测系统还包括LabVIEW显示处理系统，该LabVIEW显示处理系统连接所述控制器，用于对水位进行实时显示和控制。
2.根据权利要求1所述的一种矿井水位监测系统，其特征在于，所述基于力变电阻的水位传感器包括电桥电路和输入输出电路，所述输入输出电路连接所述电桥电路，所述电桥电路由四个相同的力变电阻通过导线连接构成。
3.根据权利要求2所述的一种矿井水位监测系统，其特征在于，所述电桥电路不在工作状态时，为平衡状态；所述电桥电路放到水中时，为不平衡状态，并输出电压信号，该电压信号与水位相对应。
4.根据权利要求1所述的一种矿井水位监测系统，其特征在于，所述矿井水位监测系统还包括温度传感器、开停传感器和压力传感器，所述温度传感器、开停传感器和压力传感器均连接所述控制器。
5.根据权利要求4所述的一种矿井水位监测系统，其特征在于，所述温度传感器、开停传感器、压力传感器和所述水位传感器均通过放大电路连接所述控制器。
6.根据权利要求1所述的一种矿井水位监测系统，其特征在于，所述LabVIEW显示处理系统通过USB通用串行总线连接所述控制器。
7.根据权利要求1所述的一种矿井水位监测系统，其特征在于，所述LabVIEW显示处理系统还用于根据控制器传输的数据，判断是否超过预先设置的设定值，若果是，则发出声光报警。
8.根据权利要求1所述的一种矿井水位监测系统，其特征在于，所述LabVIEW显示处理系统还包括存储模块，该存储模块用于存储控制器传输的数据。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672050A (en) * 1995-08-04 1997-09-30 Lynx Electronics, Inc. Apparatus and method for monitoring a sump pump
CN203241111U (zh) * 2013-05-16 2013-10-16 长安大学 一种车辆油箱油位检测装置
CN203287077U (zh) * 2013-06-14 2013-11-13 安徽恒源煤电股份有限公司 一种煤矿井下水仓的水位监测系统
CN205422827U (zh) * 2016-03-24 2016-08-03 周恒心 一种矿井水位监控系统
CN110632952A (zh) * 2018-06-21 2019-12-31 成都康元多商贸有限公司 一种基于计算机的远程矿井水位监控系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672050A (en) * 1995-08-04 1997-09-30 Lynx Electronics, Inc. Apparatus and method for monitoring a sump pump
CN203241111U (zh) * 2013-05-16 2013-10-16 长安大学 一种车辆油箱油位检测装置
CN203287077U (zh) * 2013-06-14 2013-11-13 安徽恒源煤电股份有限公司 一种煤矿井下水仓的水位监测系统
CN205422827U (zh) * 2016-03-24 2016-08-03 周恒心 一种矿井水位监控系统
CN110632952A (zh) * 2018-06-21 2019-12-31 成都康元多商贸有限公司 一种基于计算机的远程矿井水位监控系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘刚: "煤矿井下水仓水位监测系统", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
韩剑: "基于LabVIEW的水温及水位监控系统设计", 《中国科技信息》 *

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