CN207600525U - 一种巷道排水沟流量监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于矿业工程领域，是一种监测井下巷道排水沟流量的装置。此装置主要由智能终端、中央处理器、流速仪和水位计组成。智能终端用于输入排水沟断面信息、显示实时流量和累计流量；流速仪用于测量特征点流速；水位计用于测量排水沟水位；中央处理器采集断面信息、特征点流速和水位信息计算当前流量与累计流量，且可以通过调节气缸控制流速仪叶片位置。本装置可以根据水位变化而自动选取特征点，中央处理器依据特征点流速和排水沟内流速分布规律计算流量，因而可以用于水位波动较大的流量自动、精确测量，而且本装置还具有结构紧凑，体积较小，操作简单的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种井下水文监测技术，尤其涉及一种可以自动监测井下巷道排水沟流量的装置。
背景技术
井下巷道排水沟水流流动属于明渠流动，在以往的明渠流量测量时大多采用流速仪断面法，即在过水断面中央0.6h水深处测流速，用以代表断面平均流速。但井下巷道排水沟内水位并不稳定，过水断面中央0.6h水深处不是一个固定位置，当水位波动较大时，测量会存在误差。而且根据流速分布规律，0.6h水深处流速可以认为是竖直方向的平均流速，却不是水平方向的流速，因此采用这种方法测量巷道排水沟流量时，结果会有很大误差，且使用人工测量，劳动强度大，工作繁琐，不能连续记录。
计算机和自动控制技术应用于明渠流量测量可以自动捕捉过水断面中央0.6h水深处流速特征点，可以省去工人频繁测量，资料统计等麻烦，实现自动、连续监测。利用流速分布函数和特征点流速计算机可以精确计算出过水断面的流量，实现巷道排水沟流量的精确监测。
发明内容
针对现有的明渠流测量方法在监测井下巷道排水沟流量方面的不足，本发明设计出一种新型的巷道排水沟流量监测装置，能够精确、自动监测井下巷道排水沟流量。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：此装置由智能终端(1)、中央处理器(2)、底座平台上板(4)、底座平台下板(6)、支腿(7)、调节气缸(8)、流速仪(9)和水位计(10)组成。
优选的，所述的智能终端(1)固定于底座平台上板(4)上方，由按键区和屏幕区组成，用于输入排水沟断面信息、显示实时流量和累计流量。
优选的，所述的中央处理器(2)固定于底座平台上板(4)上方，与智能终端(1)、调节气缸(8)、流速仪(9)和水位计(10)连接，用于采集断面信息、特征点流速、水位信息和计算当前流量与累计流量，且可以根据水位信息，通过控制调节气缸(8)来调节流速仪(9)的叶片(11)竖直方向的位置。
优选的，所述的中央处理器(2)依据特征点流速和排水沟内流速分布规律计算流量。
优选的，所述的底座平台上板(4)上安装有水平仪(3)。
优选的，所述的底座平台下板(6)为一块中空板，与底座平台上板(4)通过调平旋钮(6)连接。
优选的，所述的支腿(7)可以伸缩，其上端与底座平台下板(6)连接。
优选的，所述的调节气缸(8)固定于底座平台上板(4)下方，与中央处理器(2)、流速仪(9)相连，用于调节流速仪(9)的叶片(11)竖直方向的位置。
优选的，所述的流速仪(9)用于测量排水沟特征点流速。
优选的，所述的水位计(10)用于测量排水沟内水位。
与现有普通明渠测流方法测量井下巷道排水沟流量相比，本发明具有如下优点：
本发明装置将计算机和自动控制技术应用于明渠流量测量，可以自动测量过水断面中央0.6h水深处流速特征点流速，同时利用流速分布规律和特征点流速计算机可以精确计算出过水断面的流量，实现巷道排水沟流量的精确、自动、连续监测。
附图说明
图1为本发明装置的俯斜视角三维视图。
1-智能终端，2-中央处理器，3-水平仪，4-底座平台上板，5-调平旋钮，6-底座平台下板，7-支腿，10-水位计，11-叶片。
图2为本发明装置的仰斜视角三维视图。
1-智能终端，2-中央处理器，4-底座平台上板，6-底座平台下板，7-支腿，8-调节气缸，9-流速仪，10-水位计，11-叶片。
具体实施方式
下面对本发明做进一步描述，但本发明的保护范围并不局限于以下所描述具体实施方式的范围。
本发明提供一种巷道排水沟流量自动监测装置。结合附图，此装置由智能终端(1)、中央处理器(2)、底座平台上板(4)、底座平台下板(6)、支腿(7)、调节气缸(8)、流速仪(9)和水位计(10)组成。
所述的智能终端(1)固定于底座平台上板(4)上方，由按键区和屏幕区组成，用于输入排水沟断面宽度B、显示实时流量Q和累计流量Qt。
所述的中央处理器(2)固定于底座平台上板(4)上方，与智能终端(1)、调节气缸(8)、流速仪(9)和水位计(10)连接；中央处理器(2)的计时周期为T，即每隔T时间，采集一次断面宽度B、特征点流速Vm和水位高度h，用于计算当前流量Q与累计流量Qt，且可以根据水位信息，通过控制调节气缸(8)来调节流速仪(9)的叶片(11)竖直方向的位置，使叶片(11)的位置始终保持在距排水沟底面0.6h高度处。
所述的中央处理器(2)依据特征点流速和排水沟内流速分布规律计算实时流量Q。
所述的底座平台上板(4)上安装有水平仪(3)。
所述的底座平台下板(6)为一块中空板，与底座平台上板(4)通过调平旋钮(6)连接。
所述的支腿(7)可以伸缩，其上端与底座平台下板(6)连接。
所述的调节气缸(8)固定于底座平台上板(4)下方，与中央处理器(2)、流速仪(9)相连，用于调节流速仪(9)的叶片(11)竖直方向的位置。
所述的流速仪(9)用于测量排水沟特征点流速，即过水断面中央距排水沟底面0.6h处的流速Vm。
所述的水位计(10)用于测量排水沟内水位h。
本装置安装在井下巷道排水沟上方。选择安装位置时，尽量选择边壁光滑，水流较为稳定的矩形断面排水沟上方。若想专门测定某些流量，如充填体脱水量，可掘砌一段平整的排水沟，将全部充填体脱水汇入其中，然后安装此装置。使用时将此装置的支腿(7)置于排水沟盖板上方，使水位计(10)位于排水沟过流断面的中央。放置好装置之后，先用支腿(7)将装置粗略调平，再旋转调平旋钮(5)细调至水平仪(3)显示已调平。可以开始自动测量。根据明渠流速纵向分布函数，可以得出纵向平均流速即为水深0.6h处流速；根据明渠流速横向分布函数，可以得出横向平均流速为所在横向水平中央处流速的K倍。在0.6h水深处，K的大小与断面宽度B、所在水平中央处特征点流速Vm和水位h有关，即K是B,Vm,h的函数，K＝F(B,Vm,h)。
中央处理器(2)计算得在此计时周期T内，实时流量：
Q＝K·Vm·B·h
中央处理器(2)计算得经过p个计时周期后，累计流量：
Qi为第i个计时周期内的实时流量。
智能终端(1)屏幕区可以显示实时流量Q和累计流量Qt。
任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替换、外形尺寸改变的明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (10)
1.一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：此装置由智能终端(1)、中央处理器(2)、底座平台上板(4)、底座平台下板(6)、支腿(7)、调节气缸(8)、流速仪(9)和水位计(10)组成。
2.根据权利要求1所述的一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：所述的智能终端(1)固定于底座平台上板(4)上方，由按键区和屏幕区组成，用于输入排水沟断面信息、显示实时流量和累计流量。
3.根据权利要求1所述的一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：所述的中央处理器(2)固定于底座平台上板(4)上方，与智能终端(1)、调节气缸(8)、流速仪(9)和水位计(10)连接，用于采集断面信息、特征点流速、水位信息和计算当前流量与累计流量，且可以根据水位信息，通过控制调节气缸(8)来调节流速仪(9)的叶片(11)竖直方向的位置。
4.根据权利要求1所述的一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：所述的中央处理器(2)依据特征点流速和排水沟内流速分布规律计算流量。
5.根据权利要求1所述的一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：所述的底座平台上板(4)上安装有水平仪(3)。
6.根据权利要求1所述的一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：所述的底座平台下板(6)为一块中空板，与底座平台上板(4)通过调平旋钮(5)连接。
7.根据权利要求1所述的一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：所述的支腿(7)可以伸缩，其上端与底座平台下板(6)连接。
8.根据权利要求1所述的一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：所述的调节气缸(8)固定于底座平台上板(4)下方，与中央处理器(2)、流速仪(9)相连，用于调节流速仪(9)的叶片(11)竖直方向的位置。
9.根据权利要求1所述的一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：所述的流速仪(9)用于测量排水沟过流断面内特征点流速。
10.根据权利要求1所述的一种巷道排水沟流量监测装置，其特征在于：所述的水位计(10)用于测量排水沟内水位。
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|---|---|---|---|---|
| CN112730878A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-30 | 扬州大学 | 一种自调节式流速测量仪及测量方法 |
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2017
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| CN112730878B (zh) * | 2020-12-08 | 2023-09-29 | 扬州大学 | 一种自调节式流速测量仪及测量方法 |
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