水质检测装置及煤矿隐蔽水危险源定位系统的制作方法

文档序号:15593041发布日期:2018-10-02 19:10阅读:169来源:国知局

本实用新型涉及矿井水害防治的技术领域,尤其是涉及一种水质检测装置及煤矿隐蔽水危险源定位系统。



背景技术:

我国煤矿水害频发,每年都造成数以百计的人员死亡,而突水量最大、淹井最快、灾害程度最严重的水害是由煤层底板的隐蔽水危险源造成的。

目前,煤矿开展了水害预警研究,预警的指标多限于水量,即对地面观测孔的水位进行实时无线遥测,对井下观测孔和出水点的水情进行实时有线监测,再将各分站的信息传送到地面监测中心。即使个别煤矿对水害的化学预警进行了研究,但鉴于传统水质检测装置的繁杂和庞大,矿井突水水源检测方法仅限于在专门的实验室进行,该方法需要将井下水样取出送到实验室化验,速度慢,周期长,检测效率较差,难以解决生产中的紧急问题,达不到预警的目的。

虽然现有技术对传统的水质检测装置有一些形状、结构等方面的改进,使其检测探头可以直接探入到矿井巷道或钻孔孔口进行水质检测,但又由于矿井巷道或钻孔孔口的水多会发生流动,水体不稳,探头感测到的水质离子的波动较大,探头对水流中水质离子的检测精度较低。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种水质检测装置及煤矿隐蔽水危险源定位系统,以缓解传统的水质检测装置对水质离子的检测精度较低和检测效率较差的技术问题。

第一方面,本实用新型实施例提供了一种水质检测装置,包括:第一盒体和检测仪,其中,

所述第一盒体的顶部开口,所述第一盒体的底部设有多个盛水孔,且多个所述盛水孔之间互不相通;

所述检测仪包括传感器束,所述传感器束包括多个传感器,一个所述传感器用于对一个所述盛水孔中水的一种水质离子进行检测,且多个所述传感器所检测的水质离子各不相同。

结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,每个所述传感器检测的水质离子包括以下任意一种:Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HCO3-

结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,所述检测仪包括:电极插座、变送器和二次仪表,其中,

所述电极插座用于固定多个所述传感器;

所述变送器和所述传感器连接,用于将所述传感器采集的模拟信号转换为数字信号,并将所述数字信号发送给所述二次仪表;

所述二次仪表和所述变送器连接,用于按照接收顺序对接收到的所述数字信号进行水质分析。

结合第一方面的第二种可能的实施方式,本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,

所述电极插座盖合在所述第一盒体的顶部开口处,以使所述传感器束对所述盛水孔中水的水质进行检测;以及

多个所述传感器的位置和多个所述盛水孔的位置之间一一对应,以使一个所述传感器的检测端探入到一个所述盛水孔中。

结合第一方面的第三种可能的实施方式,本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述电极插座的侧边包括:第一边沿和第二边沿,其中,

当所述电极插座盖合在所述第一盒体的顶部开口处时,所述第一边沿嵌入到所述第一盒体的侧边内,所述第二边沿卡在所述第一盒体的侧边上。

结合第一方面的第三种可能的实施方式,本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,所述盛水孔的半径与所述传感器的检测端的半径之差处于预设范围内,其中,所述预设范围为3mm-5mm。

结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,所述装置还包括衬底,所述衬底和所述第一盒体的底部固定连接,所述衬底上设有多个所述盛水孔。

结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,所述第一盒体为透明材质所制成的盒体。

结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式,其中,所述装置还包括箱体,其中,

所述箱体为强化有机玻璃制作成的箱体;

所述箱体内置有第二盒体,所述第二盒体的底部设有多个插孔,所述插孔的内径比所述传感器的检测端的外径大0.5mm-1mm,以便在所述水质检测装置不进行水质检测时,所述插孔内存放所述传感器。

第二方面,本实用新型实施例还提供一种煤矿隐蔽水危险源定位系统,包括:计算机、水压传感器、水温传感器以及上述水质检测装置,其中,

所述水压传感器用于检测水源的水压;

所述水温传感器用于检测水源的水温;

所述水质检测装置用于检测水源的水质;

所述计算机分别和所述水压传感器、所述水温传感器、所述水质检测装置连接,用于根据所述水源的水压、水源的水温、水源的水质进行水危险源定位。

本实用新型实施例带来了以下有益效果:通过第一盒体的底部设有的多个盛水孔来盛放待检测水质的水源,通过传感器束所包括的多个传感器来对盛水孔中的水分别进行水质检测,多个盛水孔之间互不相通,多个传感器所检测的水质离子各不相同,因而,本实用新型实施例中的水质检测装置可以放在钻孔的孔口处进行水质检测,其中,每个盛水孔里的水为静置状态,且各种水质离子之间的检测互不影响,从而缓解了传统的水质检测装置质离子的检测精度较低和检测效率较差的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的一种水质检测装置的结构示意图;

图2为本实用新型实施例一提供的一种检测仪的结构示意图;

图3为本实用新型实施例一提供的一种第二盒体的结构示意图;

图4为本实用新型实施例二提供的一种煤矿隐蔽水危险源定位系统的结构示意图。

图标:11-第一盒体;12-第二盒体;21-盛水孔;22-插孔;3-传感器;4-电极插座;41-第一边沿;42-第二边沿;5-变送器;6-二次仪表;7-衬底;8-键槽;9-键;10-水压传感器;20-水温传感器;30-水质检测装置;40-计算机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

传统的水质检测装置的检测精度较低,检测效率较差,基于此,本实用新型实施例提供的一种水质检测装置及煤矿隐蔽水危险源定位系统,可以缓解传统的水质检测装置对水质离子的检测精度较低和检测效率较差的技术问题。

为便于对本实施例进行理解,首先对本实用新型实施例所公开的一种水质检测装置进行详细介绍。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种水质检测装置,如图1所示,包括:第一盒体11和检测仪,其中,

第一盒体11的顶部开口,第一盒体11的底部设有多个盛水孔21,且多个盛水孔21之间互不相通;

检测仪包括传感器束,传感器束包括多个传感器3,一个传感器3用于对一个盛水孔21中水的一种水质离子进行检测,且多个传感器3所检测的水质离子各不相同。

需要说明的是,在利用多个传感器3对多个盛水孔21中水进行水质检测时,每个盛水孔21中的水不得溢出盛水孔21,以免引起盛水孔21中水的晃动,从而影响水质检测的精度。

本实用新型实施例中,通过第一盒体11的底部设有的多个盛水孔21来盛放待检测水质的水源,通过传感器束所包括的多个传感器3来对盛水孔21中的水分别进行水质检测,多个盛水孔21之间互不相通,多个传感器3所检测的水质离子各不相同,因而,本实用新型实施例中的水质检测装置可以放在钻孔的孔口处进行水质检测,其中,每个盛水孔21里的水为静置状态,且各种水质离子之间的检测互不影响,从而缓解了传统的水质检测装置对水质离子的检测精度较低和检测效率较差的技术问题。

本实用新型实施例中的一种可选实施方式中,每个传感器检测的水质离子包括以下任意一种:Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HCO3-

需要强调的是,每个传感器只检测上述水质离子中的一种离子,且不同传感器检测上述水质离子中的不同离子,传感器束所包括的用于检测水质的传感器数量和需要检测的离子的种类数相同。

具体地,传感器检测的是水质离子的浓度值,通过不同离子的浓度值的突变来对煤层底板的隐蔽水危险源致灾实现化学预警,从而通过不同钻孔水中离子浓度即实现了煤层底板的隐蔽水危险源的定位。

本实用新型实施例中,选用对水中的上述常见离子进行检测,能更好地反映水质的变化,从而更好地对煤层底板的隐蔽水危险源致灾实现化学预警和对隐蔽水危险源定位。

本实用新型实施例中的另一种可选实施方式中,如图2所示,检测仪包括:电极插座4、变送器5和二次仪表6,其中,

电极插座4用于固定传感器3;

变送器5和传感器3连接,用于将传感器3采集的模拟信号转换为数字信号,并将数字信号发送给二次仪表6;

二次仪表6和变送器5连接,用于按照接收顺序对接收到的数字信号进行水质巡回分析。

本实用新型实施例中,传感器3固定在电极插座4上,通过电极插座4的即可更换传感器3。此外,二次仪表6按照接收顺序对接收到的数字信号进行水质巡回分析,通过一个二次仪表6实现对多种水质离子浓度值进行处理。

本实用新型实施例中的另一种可选实施方式中,电极插座盖合在第一盒体的顶部开口处,以使传感器束对盛水孔中水的水质进行检测;以及

多个传感器的位置和多个盛水孔的位置之间一一对应,以使一个传感器的检测端探入到一个盛水孔中。

本实用新型实施例中,传感器束固定在电极插座上,电极插座盖合在第一盒体的顶部开口处,并且多个传感器的位置和多个盛水孔的位置之间一一对应,从而使得一个传感器对一个盛水孔中水的水质进行检测。

本实用新型实施例中的另一种可选实施方式中,如图2所示,电极插座4的侧边包括:第一边沿41和第二边沿42,其中,

当电极插座4盖合在第一盒体的顶部开口处时,第一边沿41嵌入到第一盒体的侧边内,第二边沿42卡在第一盒体的侧边上。

本实用新型实施例中,电极插座4和第一盒体之间的连接关系较为稳定,进一步使得对盛水孔中的水进行检测时,保证了传感器3的检测端的稳定性和盛水孔中的水的稳定性,有利于水质离子检测精度的提高。

本实用新型实施例中的另一种可选实施方式中,盛水孔的半径与传感器的检测端的半径之差处于预设范围内,其中,预设范围为3mm-5mm。

本实用新型实施例中,盛水孔在满足盛放传感器的检测端的前提下,更有利于增大盛水孔的分布密度,同时也有利于传感器的分布密度,从而有利于水质检测装置的小型化,使得水质检测装置占用的放置面积较小,便于携带和使用。

本实用新型实施例中的另一种可选实施方式中,如图1所示,水质检测装置还包括衬底7,衬底7和第一盒体11的底部固定连接,衬底7上设有多个盛水孔21,衬底7作为一块整体材料,其上面设置多个盛水孔21有利于保证多个盛水孔21之间互不相通。

本实用新型实施例中的另一种可选实施方式中,第一盒体为透明材质所制成的盒体,从而在传感器对盛水孔中水进行水质检测时,工作人员可以清楚地看到传感器和盛水孔之间的位置关系,以便使一个传感器对一个盛水孔中水进行水质检测。

本实用新型实施例中的另一种可选实施方式中,如图3所示,水质检测装置还包括箱体,箱体为强化有机玻璃制作成的箱体;

箱体内置有第二盒体12,第二盒体12的底部设有多个插孔22,插孔22的内径比传感器的检测端的外径大0.5mm-1mm,以便在水质检测装置不进行水质检测时,插孔22内存放传感器。

需要说明的是,上述强化有机玻璃即指经过强化加工过程的有机玻璃,有机玻璃自身的抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高10倍左右,具有不易破碎的优点。经过强化加工过程的有机玻璃,进一步提高了玻璃的强度,从而对箱体内的传感器起到更好的保护作用。

具体地,在水质检测装置不进行水质检测时,插孔22内盛放对传感器起到保护作用的标准液,然后将传感器置于插孔22内,并将检测仪也放置在箱体中,从而起到对水质检测装置进行保护的作用。并且在移动或携带箱体时,应保证插孔22的孔口朝上,以避免标准液流出或者避免不同插孔22内的标准液相互混杂。

本实用新型实施例中,与图1所示的盛水孔21相比,插孔22具有较小的孔径。进一步,为了保护传感器,插孔22的深度应能够让传感器的检测端全部浸入插孔22的标准液内。并且,传感器的检测端可以设置密封圈,密封圈呈“O”型而套设在传感器的检测端,在传感器插入插孔22后,密封圈扣在插孔22的孔口处,以使插孔22内的标准液不易流出插孔22。

此外,参照图1和图3,在传感器3的检测端插入插孔22后,为了使传感器3和插孔22之间的位置关系固定,可以在第一边沿41上设置键槽8,在第二盒体12的侧壁设置键9,通过键9插入键槽8实现上述使传感器3和插孔22之间的位置相互固定的目的。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种煤矿隐蔽水危险源定位系统,如图4所示,包括:计算机40、水压传感器10、水温传感器20以及实施例一中的水质检测装置30,其中,

水压传感器10用于检测水源的水压;

水温传感器20用于检测水源的水温;

水质检测装置30用于检测水源的水质;

计算机40分别和水压传感器10、水温传感器20、水质检测装置30连接,用于根据水源的水压、水源的水温、水源的水质进行水危险源定位。

具体地,煤层底板隐蔽断层和陷落柱强导水通道,使得水流在穿过底板砂岩或薄层灰岩含水层时将发生越流,根据地下水动力学理论,煤层底板内含水层必将发生水压、水温和水质的突变,因而通过对水源的水压、水温和水质进行检测和分析,则可进一步定位出发生水压、水温、水质地质效应的水害区域,并且同时进行水压、水温和水质的检测有益于水害区域定位的精度提高。

本实用新型实施例中,通过水质检测装置30中的第一盒体的底部设有的多个盛水孔来盛放待检测水质的水源,通过传感器束所包括的多个传感器来对盛水孔中的水分别进行水质检测,多个盛水孔之间互不相通,多个传感器所检测的水质离子各不相同,因而,本实用新型实施例中的水质检测装置30可以放在钻孔的孔口处进行水质检测,其中,每个盛水孔里的水为静置状态,且各种水质离子之间的检测互不影响,从而缓解了传统的水质检测装置对水质离子的检测精度较低和检测效率较差的技术问题,进一步有利于煤矿隐蔽水危险源定位系统对水害定位的精度。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统和装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

另外,在本实用新型实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本实用新型的具体实施方式,用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制,本实用新型的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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