專利名稱：透水水源實時監(jiān)測識別裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水源實時監(jiān)測識別裝置及方法，尤其是一種礦井中使用的透水水源實時監(jiān)測識別裝置及方法。
背景技術：
礦井突水是煤礦生產的重大災害之一。長期以來，礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)缺少對礦井突水監(jiān)測的技術和裝備，致使煤礦經常發(fā)生突水事故，造成人員傷亡和經濟損失。因此對透水水源的監(jiān)測和識別是突水災害預警有效手段，目前水質分析常常用于環(huán)境保護，分析的水質參數與礦井水不同，此外，常規(guī)的水分析也不需要對水源進行識別。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要提供結構簡單，使用方便可以提供預警避免礦井突水重大災害的發(fā)生的透水水源實時監(jiān)測識別裝置及方法。為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明的透水水源實時監(jiān)測識別裝置包括PH檢測器、電導率檢測器、TDS檢測器、納離子檢測器、微處理器、顯示器、通信電路和水容器；所述的PH檢測器、電導率檢測器、TDS檢測器和納離子檢測器的輸出端與微處理器的輸入端相連接，微處理器的輸出端與顯示器和通信電路的輸入端相連接；所述PH檢測器、電導率檢測器、TDS檢測器置于采水容器內，所述納離子檢測器包括離子濃度變送器，離子濃度變送器下方設有懸在采水容器內的離子電極，離子濃度變送器的輸出端與微處理器的輸入端相連接，采水容器側面分別設有入水口和出水口，采水容器底部設有換能器，換能器上連接有高頻振蕩器；所述的通信電路為CAN總線通信模塊、485通信模塊或無線通信模塊。一種利用上述裝置的透水水源實時監(jiān)測識別方法，其步驟為:通過PH檢測器、電導率檢測器、TDS檢測器和納離子檢測器采集置于采水容器中的水的PH值、電導率、TDS和納離子濃度等四種參數，并將采集到的數據發(fā)送給微處理器，微處理器根據水質的PH值、電導率、TDS和納離子濃度的實時數據與預先設置好的標準值進行比較，當微處理器比較的數值變化是超過預先設置好的標準值的15%時，則判斷有透水現象產生，當微處理器判斷發(fā)聲透水現象時，微處理器將透水信息通過顯示器顯示出來，并且將有關信息通過通信電路發(fā)送到監(jiān)測中心。有益效果，由于采用了上述方案，本發(fā)明設有多個檢測水信息的檢測器，通過透水水源的監(jiān)測能發(fā)現水源的變化的情況，以監(jiān)測是否有其它水源通道打開的情況，為突水預警提供依據，通過透水水源的監(jiān)測和識別可以實現隔水通道是否破壞的監(jiān)測，為及時發(fā)現礦井突水災害提供信息，另外在檢測器處設有高頻振蕩器可方便對檢測器表面的污垢進行清理，以保證檢測器正常運行，實現突水災害的實時監(jiān)測和預警，避免災害的發(fā)生。其結構簡單、操作方便、監(jiān)測效果好，具有廣泛的實用性。


圖1是本發(fā)明的構成原理圖；圖2是本發(fā)明的離子濃度檢測器的結構圖。圖中:1-PH檢測器，2-電導率檢測器，3-TDS檢測器，4-納離子檢測器，5-微處理器，6-顯示器，7-通信電路，8-納離子濃度變送器，9-離子電極，10-采水容器，11-高頻振蕩器，12-換能器，13-入水口，14-出水口。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述:如圖1所示，本發(fā)明的透水水源實時監(jiān)測識別裝置主要由PH檢測器1、電導率檢測器2、TDS檢測器3、納離子檢測器4、微處理器5、顯示器6、通信電路7和水容器10構成；所述的PH檢測器1、電導率檢測器2、TDS檢測器3和納離子檢測器4的輸出端與微處理器5的輸入端相連接，微處理器5的輸出端與顯示器6和通信電路7的輸入端相連接，所述的通信電路7為CAN總線通信模塊、485通信模塊或無線通信模塊。所述的PH檢測器I選擇型號為的BPH220型；所述的電導率檢測器2選擇型號為BEC-200A型；所述的TDS檢測器選3擇型號為的AP-1型；所述的通信電路7可以是CAN總線通信模塊、485通信模塊和無線通信模塊中的一種，根據實際接入工業(yè)以太網的需要選擇。如圖2所示，所述PH檢測器1、電導率檢測器2、TDS檢測器3置于采水容器10內，所述納離子檢測器4包括納離子濃度變送器8，納離子濃度變送器8的下方設有進入采水容器10內的離子電極9，離子濃度變送器8的輸出端與微處理器5的輸入端相連接，采水容器10上分別設有入水口 13和出水口 14，在采水容器10內的底部設有換能器12，換能器12上連接有高頻振蕩器11，微處理器5定時將微處理控制信號傳給高頻振蕩器11，通過超聲波對換能器12的電極進行自動清洗。一種利用上述裝置的透水水源實時監(jiān)測識別方法:將PH檢測器1、電導率檢測器
2、TDS檢測器3置于采水容器10內，通過PH檢測器1、電導率檢測器2、TDS檢測器3和納離子檢測器4采集置于采水容器10中的水的PH值、電導率、TDS和納離子濃度等四種參數，并將采集到的數據發(fā)送給微處理器5，微處理器5根據水質的PH值、電導率、TDS和納離子濃度的實時數據與預先設置好的標準值進行比較，當微處理器5比較的數值變化是超過預先設置好的標準值的15%時，則判斷有透水現象產生，當微處理器5判斷發(fā)聲透水現象時，微處理器5將透水信息通過顯示器6顯示出來，并且將有關信息通過通信電路7發(fā)送到監(jiān)測中心，實現礦井突水的監(jiān)測預警。由于納離子檢測器4的可靠性與電極的潔凈度相關，常規(guī)的水質分析需要經常清洗電極，為了保證水離子的連續(xù)長期監(jiān)測，需要自動清洗電極，清洗的方法是定時控制超聲波振子工作，通過超聲波對電極進行自動清洗；高頻振蕩器11每隔一周左右時間，激勵換能器12產生超聲波，通過超聲波在水中每秒鐘產生數百萬計的微小空化氣泡，這些氣泡在聲壓作用下急速地大量產生，并不斷地猛烈爆破，產生強大的沖擊力和負壓吸力，足以離子電極9上的污垢剝離，達到清潔的目的。納離子濃度變送器8通過離子電極9，監(jiān)測采水容器10中的水離子，將信號輸入至微處理器5，其中納離子濃度變送器8選用CPT3200型。
權利要求
1.一種透水水源實時監(jiān)測識別裝置，其特征是:它包括PH檢測器(I)、電導率檢測器(2)、TDS檢測器(3)、納離子檢測器(4)、微處理器(5)、顯示器(6)、通信電路(7)和水容器(10);所述的？!1檢測器(1)、電導率檢測器(2)、了05檢測器(3)和納離子檢測器(4)的輸出端與微處理器(5)的輸入端相連接，微處理器(5)的輸出端與顯示器(6)和通信電路(7)的輸入端相連接；所述PH檢測器(I)、電導率檢測器(2)、TDS檢測器(3)置于采水容器(10)內，所述納離子檢測器(4)包括納離子濃度變送器(8)，納離子濃度變送器(8)下方設有進入采水容器(10)內的離子電極(9)，納離子濃度變送器(8)的輸出端與微處理器(5)的輸入端相連接，采水容器(10 )上分別設有入水口( 13 )和出水口( 14 )，采水容器(10 )的底部設有換能器(12 )，換能器(12 )上連接有高頻振蕩器(11)。
2.根據權利要求1所述的透水水源實時監(jiān)測識別裝置及方法，其特征是:所述的通信電路(7)為CAN總線通信模塊、485通信模塊或無線通信模塊。
3.一種利用權 利要求1所述裝置的透水水源實時監(jiān)測識別方法，其特征是:通過PH檢測器(I)、電導率檢測器(2)、TDS檢測器(3)和納離子檢測器(4)采集置于采水容器(10)中的水的PH值、電導率、TDS和納離子濃度的四種參數，并將采集到的數據發(fā)送給微處理器(5)，微處理器(5)根據水質的PH值、電導率、TDS和納離子濃度的實時數據與預先設置好的標準值進行比較，當微處理器(5)比較的數值變化超過預先設置好的標準值的15%時，則判斷有透水現象產生，當微處理器(5)判斷發(fā)聲透水現象時，微處理器(5)將透水信息通過顯示器(6)顯示出來，并且將有關信息通過通信電路(7)發(fā)送到監(jiān)測中心。
全文摘要
一種透水水源實時監(jiān)測識別裝置及方法，屬于礦井突水監(jiān)測方法及系統(tǒng)。裝置包括PH檢測器、電導率檢測器、TDS檢測器、納離子檢測器、微處理器、顯示器和通信電路。方法是通過PH檢測器、電導率檢測器、TDS檢測器、納離子檢測器等四種檢測信號輸入微處理器，根據礦井突水水源的成分特點，進行綜合識別，通過透水水源的變化監(jiān)測為礦井突水的預警提供信息。另外在檢測器處設有高頻振蕩器可方便對檢測器表面的污垢進行清理，以保證檢測器正常運行，實現突水災害的實時監(jiān)測和預警，避免災害的發(fā)生。其結構簡單、操作方便、監(jiān)測效果好。
文檔編號E21F17/18GK103174462SQ201310047820
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權日2013年2月5日
發(fā)明者童敏明, 童紫原, 童夏敏 申請人:中國礦業(yè)大學