一种矿井沟道漏水实验台水文监测系统

1.本实用新型属于水文监测技术领域，具体涉及一种模拟矿井沟道流水通过采动裂缝漏水的监测实验系统。


背景技术：

2.一种矿井岩质沟道流水溃水量实验平台通过模拟煤层开采中地表水通过采动裂缝溃入井下从而引发突水事故的溃水量。这种矿井岩质沟道流水溃水量实验平台通过手动的流量计和水位计对水流流量和水位数据进行监测。然而在实际实验过程中，由于人工对模拟沟道流水漏失前后的监测点多、监测工作量大，使得实验比较费时费力。因此需要一种能够自动化的、实时有效的监测系统对水流流量和水位等数据进行监测，以提高实验效率。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种矿井沟道漏水实验台的水文监测系统，其设计新颖合理，可对实验台沟道中水流流量、水位等数据进行实时监测，改进了原有实验台对流水水量和水位监测费时费力的不足，便于推广使用。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种矿井沟道漏水实验台水文监测系统，其特征在于：包括监控主机，与所述监控主机相连的中心主站，中心主站通过can2.0总线与各监测分站相连并进行数据通讯；各监测分站均安装在矿井沟道漏水实验台上，矿井沟道漏水实验台设有蓄水池，蓄水池连通两个具有坡降的u型水槽：第一u型水槽和第二u型水槽；在u型水槽下侧设置有多个v型水槽，分别为第一v型水槽、第二v型水槽、第三v型水槽、第四v型水槽；在u型水槽和v型水槽内安装不同类型的传感器；各监测分站分别对不同位置的不同类型传感器进行数据采集，中心主站将接收到的各监测分站的数据传输到监控主机中；监控主机通过办公网络与专用数据处理器、打印机、监控室显示屏相连接；矿井沟道漏水实验台底部设有回流池。
5.一种矿井沟道漏水实验台水文监测系统，其特征在于，在第一u型水槽中安装有第一u型水槽流量传感器和第一u型水槽水位传感器，用于监测第一u型水槽水流流量与水位；在第二u型水槽中安装有第二u型水槽流量传感器和第二u型水槽水位传感器，用于监测第二u型水槽水流流量与水位；
6.在第一v型水槽中安装有第一v型水槽流量传感器和第一v型水槽水位传感器，用于监测第一v型水槽水流流量与水位；
7.在第二v型水槽中安装有第二v型水槽流量传感器和第二v型水槽水位传感器，用于第二监测v型水槽水流流量与水位；
8.在第三v型水槽中安装有第三v型水槽流量传感器和第三v型水槽水位传感器，用于第三v型水槽监测v型水槽水流流量与水位；
9.在第四v型水槽中安装有第四v型水槽流量传感器和第四v型水槽水位传感器，用于监测第四v型水槽水流流量与水位。
10.一种矿井沟道漏水实验台水文监测系统，其特征在于，各监测分站分别是：第一监测分站、第二监测分站、第三监测分站和第四监测分站；
11.其中第一监测分站连接有第一v型水槽流量传感器、第二v型水槽流量传感器、第三v型水槽流量传感器、第四v型水槽流量传感器；
12.第二监测分站连接有第一u型水槽流量传感器和第二u型水槽流量传感器；
13.第三监测分站连接有一个管道流量传感器；
14.第四监测分站连接有一个回流池水位传感器、一个蓄水池水位传感器、四个v型水槽水位传感器和两个u型水槽水位传感器；分别是：第一v型水槽水位传感器、第二v型水槽水位传感器、第三v型水槽水位传感器、第四v型水槽水位传感器；第一u型水槽水位传感器、第二u型水槽水位传感器。
15.一种矿井沟道漏水实验台水文监测系统，其特征在于，蓄水池水位传感器安装于蓄水池中。
16.一种矿井沟道漏水实验台水文监测系统，其特征在于，所述回流池内设置有水泵，通过回流管道向蓄水池供水；回流池中设有回流池水位传感器，用于监测回流池中水流的水位；回流管道中设置有管道流量传感器，用于测量回流管道中水流流量。
17.一种矿井沟道漏水实验台水文监测系统，其特征在于，u型水槽中设置有裂隙，u型水槽中水流通过裂隙可以流入到v型水槽中。
18.一种矿井沟道漏水实验台水文监测系统，其特征在于，第一u型水槽具有5％的坡降；第二u型水槽具有10％的坡降。
19.本实用新型和现有技术相比具有以下优势：
20.1、本实用新型在u型水槽和v型水槽中使用up2000
‑
f42
‑1‑
v15v15
‑
w
‑
2m
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pvc流量传感器，lcz
‑
803z流量传感器,mpm426w水位传感器，其测量精度高，可靠性强，安装简洁。
21.2、本实用新型设置有传感器、监测分站、中心站、监测主机和数据处理器，对流水水位和流量进行监测。这种监测是实时、自动监测。使用这种监测方法数据收集快，数据显示直观，数据的处理和保存很方便。减少了人工数据处理的工作量，便于推广使用。
22.3、本实用新型通过can2.0将监测分站与中心站相连。监测分站将测量的流量数据和通过can2.0总线发送到中心站，中心站与监控主机相连，从而在监控主机上显示数据。各监测分站互不干扰，为分布式结构。当其中一个分站出现故障时，其他分站不受其影响可以继续工作。同时也利于维护和检修，非常利于实际推广与教育实验。
23.4、本实用新型设置有监控主机，监控主机通过办公网络与监控室显示屏、数据处理器等相连接。实现了实时的水流流量、水位等数据在监控室显示屏中的显示的功能，方便对实验台水流流量与水位的远程实时监控。监控主机通过办公网络与打印机相连接，可以实现对所监测的数据结果进行打印的功能。监控主机通过办公网络与专用数据处理器相连接，可实现对所检测采集的数据进行进一步的处理和分析。
24.综上所述，本实用新型设计合理，结构清晰，自动化程度高，极大的提高了系统数据监测的精确度和速度，减少了外部环境条件对数据采集的影响，并实现了对采集的数据进行进一步的处理分析，应用效果好，便于在教学及工程中推广使用。
附图说明
25.图1是本实用新型中监控装置与传感器接线图。
26.图2是本实用新型中传感器在实验台安装位置图。
[0027]1‑‑‑
监控主机；2
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中心主站；3
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打印机；4
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专用数据处理器；5
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can2.0总线；6
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第一监测分站；7
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第二监测分站；8—第三监测分站；9
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第四监测分站；10
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第一v型水槽流量传感器；11
‑‑‑
第二v型水槽流量传感器；12
‑‑‑
第三v型水槽流量传感器；13
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第四v型水槽流量传感器；14
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第二u型水槽流量传感器；15
‑‑‑
第一u型水槽流量传感器；16
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管道流量传感器；17
‑‑‑
第一v型水槽水位传感器；18
‑‑‑
第二v型水槽水位传感器；19
‑‑‑
第三v型水槽水位传感器；20
‑‑‑
第四v型水槽水位传感器；21
‑‑‑
第二u型水槽水位传感器；22
‑‑‑
第一u型水槽水位传感器；23
‑‑‑
回流池水位传感器；24
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蓄水池水位传感器；25
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蓄水池；26
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第一u型水槽(5％倾角)；27
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第二u型水槽(10％倾角)；28
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第一v型水槽；29
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第二v型水槽；30
‑‑‑
第三v型水槽；31
‑‑‑
第四v型水槽；32
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回流池；33
‑‑‑
回流管道。
具体实施方式
[0028]
如图1所示，一种矿井沟道漏水实验台水文监测系统，其特征在于：包括监控主机1，与所述监控主机相连的中心主站2，中心主站2通过can2.0总线5与各监测分站相连，各监测分站均与传感器相连接，传感器均安装在矿井沟道漏水实验台上。各监测分站所连接的传感器包括测量管道水流流量的流量传感器两个，测量u型水槽水流流量的流量传感器两个，测量v型水槽水流流量的流量传感器四个，和监测水流水位的水位传感器七个。
[0029]
上述一种矿井沟道漏水实验台水文监测系统，其特征在于，包括矿井沟道漏水实验台。实验台设置有蓄水池25，其连通具有5％坡降的第一u型水槽26和10％坡降的第二u型水槽27。在u型水槽下侧设置有多个v型水槽，分别为第一v型水槽28、第二v型水槽29、第三v型水槽30、第四v型水槽31。
[0030]
在第一u型水槽26中安装有第一u型水槽流量传感器15和第一u型水槽水位传感器22，用于监测第一u型水槽26水流流量与水位。在第二u型水槽27中安装有第二u型水槽流量传感器14和第二u型水槽水位传感器21，用于监测第二u型水槽27水流流量与水位。
[0031]
在第一v型水槽28中安装有第一v型水槽流量传感器10和第一v型水槽水位传感器17，用于监测第一v型水槽28水流流量与水位。在第二v型水槽29中安装有第二v型水槽流量传感器11和水位传感器18，用于监测第二v型水槽29水流流量与水位。在第三v型水槽30中安装有第三v型水槽流量传感器12和第三v型水槽水位传感器19，用于监测第三v型水槽30水流流量与水位。在第四v型水槽31中安装有第四v型水槽流量传感器13和第四v型水槽水位传感器20，用于监测v型水槽31水流流量与水位。
[0032]
实验台底部为回流池32，所述回流池32内设置有水泵，通过回流管道33向蓄水池25供水；回流池32中设有回流池水位传感器23，用于监测回流池32中水流的水位；回流管道33中设置有管道流量传感器16，用于测量回流管道33中水流流量。
[0033]
本实施例中，u型水槽中设置有裂隙，u型水槽中水流通过裂隙可以流入到v型水槽中。
[0034]
如图1所示，还包括中心主站2，多个分站，分站数量为多个，分别连接对应的不同
位置的传感器进行数据采集。
[0035]
第一监测分站6连接着第一v型水槽流量传感器10、第二v型水槽流量传感器11、第三v型水槽流量传感器12和第四v型水槽流量传感器13。
[0036]
第二监测分站7连接着第二u型水槽流量传感器14和第一u型水槽流量传感器15。
[0037]
第三监测分站8连接着管道流量传感器16。
[0038]
第四监测分站9连接着第一v型水槽水位传感器17、第二v型水槽水位传感器18、第三v型水槽水位传感器19、第四v型水槽水位传感器20、第一u型水槽水位传感器21、第二u型水槽水位传感器22、回流池水位传感器23和蓄水池水位传感器24。
[0039]
如图1所示，中心主站2与所有监测分站之间通过can2.0总线5进行数据通讯。
[0040]
如图1所示，中心主站2与监控主机1相连接，中心主站2将所接收到的所有监测分站的数据传输到监控主机1中。
[0041]
本实施例中，所述监控主机1和专用数据处理器4之间由办公网络进行连接。监控主机1和打印机3之间由办公网络进行连接。
[0042]
本实施例中，所述回流管道33上装有管道流量传感器16，其型号为lcz
‑
803z，用实时监测回流管路33水流流量。
[0043]
本实施例中，所述第一u型水槽26中装有第一u型水槽流量传感器15，其型号为up2000
‑
f42
‑1‑
v15v15
‑
w
‑
2m
‑
pvc，用于实时监测第一u型水槽26水流流量。在第二u型水槽27中装有第二u型水槽流量传感器14，其型号为up2000
‑
f42
‑1‑
v15v15
‑
w
‑
2m
‑
pvc，用于实时监测第二u型水槽27水流流量。
[0044]
本实施例中，所述第一v型水槽28中装有第一v型水槽流量传感器10，其型号为up2000
‑
f42
‑1‑
v15v15
‑
w
‑
2m
‑
pvc，用于实时监测第一v型水槽28水流流量。在第二v型水槽29中装有第二v型水槽流量传感器11，其型号为up2000
‑
f42
‑1‑
v15v15
‑
w
‑
2m
‑
pvc，用于实时监测第二v型水槽29水流流量。在第三v型水槽30中装有第三v型水槽流量传感器12，其型号为up2000
‑
f42
‑1‑
v15v15
‑
w
‑
2m
‑
pvc，用于实时监测第三v型水槽30水流流量。在第四v型水槽31中装有第四v型水槽流量传感器13，其型号为up2000
‑
f42
‑1‑
v15v15
‑
w
‑
2m
‑
pvc，用于实时监测第四v型水槽31水流流量。
[0045]
本实施例中，所述第一v型水槽水位传感器17、第二v型水槽水位传感器18、第三v型水槽水位传感器19、第四v型水槽水位传感器20、第一u型水槽水位传感器21、第二u型水槽水位传感器22、回流池水位传感器23和蓄水池水位传感器24，其型号为mpm426w，用于实时监测系统水位。
[0046]
本实用新型工作过程是：
[0047]
蓄水池25中的水流到u型水槽中，水流从u型水槽上的裂缝穿过，流到v型水槽中，经过v型水槽，水流入回流池32中，通过回流管道33，回流池32中的水被抽回到蓄水池25中。第一u型水槽流量传感器15用于实时监测第一u型水槽26水流流量，所采集的水流流量数据传送到第二监测分站7。第二u型水槽流量传感器14用于实时监测第二u型水槽27水流流量，所采集的水流流量数据传送到第二监测分站7。
[0048]
第一v型水槽流量传感器10用于实时监测第一v型水槽28水流流量，所采集的水流流量数据传送到第一监测分站6。第二v型水槽流量传感器11用于实时监测第二v型水槽29水流流量，所采集的水流流量数据传送到第一监测分站6。第三v型水槽流量传感器12用于
实时监测第三v型水槽30水流流量，所采集的水流流量数据传送到第一监测分站6。第四v型水槽流量传感器13用于实时监测第四v型水槽31水流流量，所采集的水流流量数据传送到第一监测分站6。
[0049]
第一v型水槽水位传感器17、第二v型水槽水位传感器18、第三v型水槽水位传感器19、第四v型水槽水位传感器20、第一u型水槽水位传感器21、第二u型水槽水位传感器22、回流池水位传感器23和蓄水池水位传感器24用于实时监测系统水位，所采集的水流水位数据传送到第四监测分站9。
[0050]
管道流量传感器16用于监测回流管道33水流流量，所采集的水流流量数据传送到第三监测分站8。
[0051]
第一监测分站6、第二监测分站7、第三监测分站8和第四监测分站9将所接受到的水流流量和水位数据通过can2.0总线，传输到监测中心主站2中。中心主站2连接有监控主机1，监控主机1装有监控系统的计算机软件，所接收到的水流流量和水位数据均显示在监控显示器上。监控主机1通过办公室网络与专用数据处理器4相连。专用数据处理器4中装有监控系统的计算机软件，通过接收和发送监控主机1所传输的数据，可以进行数据的处理和计算。监控主机1通过办公室网络与打印机3相连，打印机3可以随时根据指令打印监控主机1中的数据。