本實(shí)用新型涉及煤礦井下水文監(jiān)測領(lǐng)域

背景技術(shù)：
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目前在煤礦井下主要有兩種明渠流量測量方法：速度-面積法和水力法。速度-面積法測流量，是由水流的平均流速乘以渠道的橫截面積，而水流速度是通過流速計在一些特定點(diǎn)上進(jìn)行測量的。水力法包括堰法和槽法。堰測法的實(shí)質(zhì)，就是使排水溝的水，通過一固定形狀的堰口，測量堰口上游2倍水頭高度地點(diǎn)的水位，再利用經(jīng)驗公式計算出流量(位置傳感器完成水頭高度的監(jiān)測，將數(shù)據(jù)傳給計算機(jī)，計算機(jī)后臺通過經(jīng)驗公式再計算出涌水量)。堰式流量傳感器可完成明渠流量和水溫測量；

流量傳感器測量要與水面需要一個最佳工作距離，與堰口的距離還需滿足所采用計算公式要求的適用條件，水平方向上，堰口上游二倍水頭高度地點(diǎn)，傳感器采集數(shù)據(jù)全面并能保持連續(xù)，所以隨著井下水位變化，為保證測水精度，傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)性能有一定范圍的約束，傳感器的位置也需要根據(jù)水位的變化而變動。傳感器專用支架裝置，要滿足適應(yīng)傳感器性能的要求，才能避免數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，確保煤礦水文安全。

現(xiàn)有的流量傳感器專用裝置是一個直角支架，把傳感器安置在直角支架上面，經(jīng)過調(diào)試校正確定好位置后，把支架固定在明渠之上，隨著井下水位變化，傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)有一定范圍的約束，有時水位的變化已經(jīng)超出傳感器的監(jiān)測范圍，顯示的數(shù)據(jù)，不能代表真實(shí)情況，給煤礦水文工作造成誤判，造成了安全隱患。解決這類問題，主要是派技術(shù)人員下井到現(xiàn)場重新對傳感器直角支架的位置進(jìn)行調(diào)整，重新安裝，重新進(jìn)行校正，往往在數(shù)據(jù)處理時，造成數(shù)據(jù)丟失，和誤判，所以在煤礦水文地質(zhì)領(lǐng)域，急需一種能滿足煤礦水文動態(tài)監(jiān)測的傳感器專用定位裝置和使用方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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根據(jù)上述存在的問題，經(jīng)過多年的實(shí)踐，發(fā)明了一種用于煤礦井下水動態(tài)監(jiān)測的傳感器定位裝置，它包括：固定底盤、豎立殼體、豎立殼體旋轉(zhuǎn)輪系、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、立式絲杠、橫向絲杠、立式電機(jī)、橫向傳動機(jī)構(gòu)，微電機(jī)、縱向角度調(diào)節(jié)器、橫向角度調(diào)節(jié)器和傳感器、水位傳感器、控制器；所述的固定底盤依靠地腳螺栓將其固定于堰槽邊上，固定底盤上面連接旋轉(zhuǎn)輪系。所述旋轉(zhuǎn)輪系由蝸輪、蝸桿和電機(jī)組成，所述的蝸輪上連接豎立殼體，蝸桿連接電機(jī)。豎立殼體內(nèi)設(shè)有立式絲杠和電機(jī)，立式絲杠上設(shè)有絲母，絲母一端連接橫向傳動機(jī)構(gòu)，橫向傳動機(jī)構(gòu)通過絲桿帶動縱向角度調(diào)節(jié)器和后端的橫向角度調(diào)節(jié)器。橫向角度調(diào)節(jié)器內(nèi)孔套入傳感器?？刂破鲀?nèi)設(shè)有單片機(jī)控制板和控制軟件，手動和自動開關(guān)。

使用時；按動控制器的手動開關(guān)或自動開關(guān)；旋轉(zhuǎn)輪系帶動立式殼體可以在180度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，同時也帶動橫向角度調(diào)節(jié)器和傳感器轉(zhuǎn)動，把傳感器調(diào)整在堰口上游二倍水頭高度地點(diǎn)測量。

啟動立式電機(jī)，立式絲杠旋轉(zhuǎn)帶動橫向絲杠和橫向傳動機(jī)構(gòu)上下移動，調(diào)整傳感器和測量水位上下距離；

微電機(jī)開啟，橫向傳動機(jī)構(gòu)工作，橫向絲桿帶動縱向角度調(diào)節(jié)器和后端的橫向角度調(diào)節(jié)器橫向移動，調(diào)整傳感器到測量水位的中心位置；手動調(diào)節(jié)橫向角度調(diào)節(jié)器或縱向角度調(diào)節(jié)器可以調(diào)整傳感器測量的水平面。

當(dāng)井下水位變動超過測量范圍時，水位傳感器發(fā)出信號給控制器，控制器根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，經(jīng)過計算，發(fā)出命令傳給旋轉(zhuǎn)電機(jī)，立式電機(jī)、微電機(jī)，調(diào)整裝在橫向角度調(diào)節(jié)器內(nèi)孔的傳感器，上升或下降，旋轉(zhuǎn)或是橫向移動，最終調(diào)整至傳感器測量水位最佳位置，實(shí)施過程始終在監(jiān)控中，保證了井下水文監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確。

主要優(yōu)點(diǎn)：

用于煤礦井下水動態(tài)監(jiān)測的傳感器定位裝置，可以根據(jù)通過排水溝的水位動態(tài)變化情況，在滿足涌水量計算公式適用條件和傳感器最佳工作位置條件下，進(jìn)行全方位自動合理調(diào)節(jié)，能夠保證水動態(tài)涌水量觀測系統(tǒng)的精度。

用于煤礦井下水動態(tài)監(jiān)測的傳感器定位裝置，可以同水文數(shù)據(jù)一同上傳至井上，可以時時觀測井下水位動態(tài)變化，提高了檢測精度。

實(shí)現(xiàn)了井下智能控制，節(jié)約了人力物力。

附圖說明

1固定底盤、2旋轉(zhuǎn)輪系、3旋轉(zhuǎn)電機(jī)、4豎立殼體、5立式絲杠、6立式電機(jī)、7橫向傳動機(jī)構(gòu)、8橫向絲杠、14微電機(jī)、9縱向角度調(diào)節(jié)器10橫向角度調(diào)節(jié)器、11傳感器、12水位感器、13控制器

圖1是用于煤礦井下水動態(tài)監(jiān)測的傳感器定位裝置立體示意圖

具體實(shí)施方式

圖1以立體示意圖展示一種用于煤礦井下水動態(tài)監(jiān)測的傳感器定位裝置，它包括：固定底盤1、豎立殼體4、旋轉(zhuǎn)輪系2、旋轉(zhuǎn)電機(jī)3、立式絲杠5、橫向絲杠8、立式電機(jī)6、橫向傳動機(jī)構(gòu)7，微電機(jī)14、橫向角度調(diào)節(jié)器10、縱向角度調(diào)節(jié)器9和流量傳感器11、水位傳感器12、控制器13。

所述的固定底盤1依靠地腳螺栓將其固定于堰槽邊上，固定底盤1上面連接旋轉(zhuǎn)輪系2，所述輪系的蝸輪上連接豎立殼體4，所述輪系的蝸桿連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)3。豎立殼體4內(nèi)設(shè)有立式絲杠5和立式電機(jī)6，立式絲杠5上設(shè)有絲母，絲母一端連接橫向傳動機(jī)構(gòu)7，橫向傳動機(jī)構(gòu)7通過橫向絲桿8帶動縱向角度調(diào)節(jié)器9和后端的橫向角度調(diào)節(jié)器10，橫向角度調(diào)節(jié)器10內(nèi)孔套入傳感器11?？刂破?3內(nèi)設(shè)有單片機(jī)控制板和控制軟件，手動和自動開關(guān)。

使用時：按動控制器13的手動開關(guān)或自動開關(guān)；旋轉(zhuǎn)輪系2帶動立式殼體4可以在180度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，同時也帶動橫向角度調(diào)節(jié)器10和傳感器11轉(zhuǎn)動，把傳感器11調(diào)整在堰口上游二倍水頭高度地點(diǎn)測量。

啟動立式電機(jī)6，立式絲杠5旋轉(zhuǎn)帶動橫向絲杠8和橫向傳動機(jī)構(gòu)7上下移動，調(diào)整傳感器11和測量水位上下距離；

微電機(jī)14開啟，橫向傳動機(jī)構(gòu)7工作，橫向絲桿8帶動縱向角度調(diào)節(jié)器9和后端的橫向角度調(diào)節(jié)器10橫向移動，調(diào)整傳感器11到測量水位中心的位置；手動調(diào)節(jié)橫向角度調(diào)節(jié)器10或縱向角度調(diào)節(jié)器9可以調(diào)整傳感器11測量的水平面。

當(dāng)井下水位變動超過測量范圍時，水位傳感器12發(fā)出信號給控制器13，控制器13根據(jù)事先設(shè)定的參數(shù)，經(jīng)過計算，發(fā)出命令傳給旋轉(zhuǎn)電機(jī)3，立式電機(jī)6、微電機(jī)14，調(diào)整裝在橫向角度調(diào)節(jié)器10內(nèi)孔的傳感器11，上升或下降，旋轉(zhuǎn)或是橫向移動，最終調(diào)整至傳感器11測量水位最佳位置，實(shí)施過程始終在監(jiān)控中，保證了井下水文監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確。