一种井下水底沉积状态的实时监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及矿井井下明渠流体沉积物厚度测量技术领域，具体涉及为一种井下水底沉积状态的实时监测装置。


背景技术：

2.浮子式液位计的浮子随着水位变化而升降，通过液位计内凸轮机构将液位-流量的指数函数关系转换成流量。电容式液位计是测量棒形电极外套绝缘套管，与液体为另一电极的电容量来检测液位的。压力式液位计通过测量水压变化推导水位变化。超声液位计是测量超声波从超声传感器(换能器)以一定的速度发射经气-液界面或液-气界面反射回到换能器的时间，以求取水位的气介式液位计和液介式液位计。气介式为非接触液体测量，适用于有污浊物和腐蚀性液体，但液位存有泡沫等会影响液位测量值；液介式不适用于含有固相杂质的液体。
3.除此之外，现有技术中还有一种光电式流体沉积物厚度测量仪，该仪器主要依靠在不同的介质中，接收板的光敏三极管接收到的光强度不同，从而导通电压不同，主板采集到的信号强度就会不同，由此可以区分各个不同介质。但这种测量仪由于在水中有树枝等杂物遮挡或者随机有几处坏灯的存在，在实际测量中，也会存在一定的误差。


技术实现要素：

4.本实用新型针对背景技术中现有的测量存在测量不准确及不精确的问题，基于不同介质中导电性能差异的原理，通过不同介质采集其导电数据进行处理、运算得到不同介质分界线，提供了一种井下水底沉积状态的实时监测装置。
5.为达到上述目的本实用新型采用了以下技术方案：一种井下水底沉积状态的实时监测装置，其特征在于：包括有主壳体、以及其上螺栓连接的盒盖体，所述主壳体的相对两侧壁上开设有开口，其另外相对内两侧壁上分别插装有正极导电板、负极导电板，所述正极导电板和负极导电板上均设置有连接插头、介质检测部件，多个所述介质检测部件分别等距密封布置在正极导电板、负极导电板上，位于正极导电板上的每个所述介质检测部件与位于负极导电板上的每个所述介质检测部件在位置上对应，所述盒盖体上设置有操控盘和电路板，所述操控盘插装在盒盖体上，所述电路板通过螺栓安装在盒盖体内，且位于操控盘的下方，所述电路板的顶面上分别安装有电源组件和控制板，其底面上对应两个所述连接插头分别安装有两个连接插座，所述控制板由所述电源组件供电，其分别与操控盘、正极导电板、负极导电板相连接。
6.进一步，所述正极导电板和负极导电板均包括有基底板，所述连接插头设置在所述基底板的顶面上。
7.进一步，所述介质检测部件包括插口基座、以及插装在其上的导电探头，多个所述插口基座分别等距密封固定在基底板上，每个所述插口基座并列连接在对应所述连接插头上。
8.进一步，所述基底板上设有密封圈，所述连接插头位于所述密封圈内。
9.进一步，所述基底板上设置有提手口。
10.进一步，所述基底板的相对两侧面上分别设置有限位卡条，所述主壳体的相对两侧壁内侧上对应两个所述限位卡条均设置有卡槽、卡座，位于同一侧上的卡槽和卡座分别位于主壳体的上端口和底部。
11.进一步，所述主壳体的相对两侧壁外侧上分别设置有扩充槽，两个所述扩充槽分别位于所述开口的外围，其分别用于扩展主壳体周围的流体沉积物和加快流体沉积物进入主壳体的速度。
12.进一步，所述主壳体的相对两侧壁外侧上分别设置有安装架，其用于将主壳体安装在明渠内。
13.进一步，所述控制板包括有主控制处理器、复位模块、选址模块、通讯模块、存储模块，所述操控盘上分别设置有显示模块和键盘模块，所述显示模块、键盘模块、复位模块、选址模块、通讯模块、存储模块均与主控制处理器相连接且由所述电源组件供电，其与主控制处理器之间均能实现信息互通，所述正极导电板、负极导电板上的介质检测部件均与主控制处理器相连接，并通过不同导电介质形成电路回路。
14.与现有技术相比本实用新型具有以下优点：1.本实用新型通过设置正极导电板和负极导电板，并在正极导电板和负极导电板上分别等距设置有多个相对应的介质检测部件，通过不同介质中两个介质检测部件之间的导电性能不同，以此区分不同介质的分界线，再经控制板运算，计算出沉积物的厚度，不受限于测量介质中有其他异物的影响；2.本实用新型中正极导电板、负极导电板与主壳体以及介质检测部件中的插口基座与导电探头均采用分离设计，便于整体导电板更换和单独部件更换；3.本实用新型中基底板与电路板之间设置密封圈，增加了两者之间的安全性；4.本实用新型基底板上均设置有提手口，便于将基底板从主壳体快速抽取出来；5.本实用新型的主壳体的相对两侧壁外侧上分别设置有扩充槽，两个所述扩充槽分别位于所述开口的外围，其分别用于扩展主壳体周围的流体沉积物和加快流体沉积物进入主壳体的速度，以此减小该装置插入沉积物层对测量的影响。
附图说明
15.图1为本实用新型的立体示意图；
16.图2为本实用新型的结构示意图；
17.图3为本实用新型中主壳体的剖切示意图；
18.图4为本实用新型中正极导电板和负极导电板的结构示意图；
19.图5为本实用新型的使用参考示意图；
20.图6为本实用新型的控制板逻辑结构框图；
21.图7为本实施例中控制板电路连接图；
22.图8为本实施例中主控制处理器及复位电路、显示电路、键盘的电路图；
23.图9为本实施例中存储电路原理图；
24.图10为本实施例中通信电路原理图；
25.图11为本实施例中选址电路原理图；
26.图12为本实施例中正极导电板电路原理图；
27.图13为本实施例中负极导电板电路原理图；
具体实施方式
28.为了进一步阐述本实用新型的技术方案，下面通过实施例对本实用新型进行进一步说明。
29.参阅图1至6：一种井下水底沉积状态的实时监测装置，包括有主壳体1、以及其上螺栓连接的盒盖体2，所述主壳体1的相对两侧壁外侧上分别设置有安装架3，其用于将主壳体1安装在明渠内，所述主壳体1的相对两侧壁上开设有开口，所述主壳体1的相对两侧壁外侧上分别设置有扩充槽11，两个所述扩充槽11分别位于所述开口的外围，其分别用于扩展主壳体1周围的流体沉积物和加快流体沉积物进入主壳体1的速度，所述主壳体1的另外相对两侧壁内侧分别插装有正极导电板5、负极导电板6，所述正极导电板5和负极导电板6上均设置有连接插头15、介质检测部件，多个所述介质检测部件分别等距密封布置在正极导电板5、负极导电板6上，位于正极导电板5上的每个所述介质检测部件与位于负极导电板6上的每个所述介质检测部件在位置上相对应，所述正极导电板5和负极导电板6均包括有基底板12，所述连接插头15设置在所述基底板12的顶端面上，所述介质检测部件包括插口基座13、以及插装在其上的导电探头14，多个所述插口基座13分别等距密封固定在基底板12上，位于正极导电板5上的每个所述插口基座13并列连接在对应所述连接插头15上，位于负极导电板6上的每个所述插口基座13并列连接在对应所述连接插头15上，所述基底板12上均设有密封圈17，所述连接插头15位于其内，所述基底板12上均设置有提手口18，所述基底板12的相对两侧面上分别设置有限位卡条16，所述主壳体1的相对两侧壁内侧上对应两个所述限位卡条16均设置有卡槽9、卡座10，位于同一侧上的卡槽9和卡座10分别位于主壳体1的上端口和底部，所述盒盖体2上设置有操控盘4和电路板7，所述操控盘4插装在盒盖体2上，所述电路板7通过螺栓安装在盒盖体2内，且位于操控盘4的下方，所述电路板7的顶面上分别安装有电源组件8和控制板20，其底面上对应两个所述连接插头15分别安装有两个连接插座19，所述控制板20由所述电源组件8供电，所述控制板20包括有主控制处理器、复位模块、选址模块、通讯模块、存储模块，所述操控盘4上分别设置有显示模块和键盘模块，所述显示模块、键盘模块、复位模块、选址模块、通讯模块、存储模块均与主控制处理器相连接且由所述电源组件8供电，其与主控制处理器之间均能实现信息互通，所述正极导电板5、负极导电板6上的介质检测部件均与主控制处理器相连接，并通过不同导电介质形成介质检测回路。
30.参阅图7至11，所述主控制处理器的主芯片为单片机msp430f5438a，所述单片机msp430f5438a的13、14管脚之间连接有32768hz的晶振，89、90管脚之间连接有16mhz的晶振，两个晶振为各芯片提供需要的时钟信号。选址电路的主芯片为cd4051bcm芯片、通信电路的主芯片为adm2483、存储器电路的主芯片为24lc1025、复位电路的主芯片为sp706sen。所述单片机msp430f5438a用于完成各部分电路的控制、参数的采集、运算，所述电源组件8主要为数据处理主板14上的各个芯片提供电源供电。
31.所述单片机msp430f5438a的4、5管脚连接到正极导电板电路中的164da、164cp管脚，所述单片机msp430f5438a的9管脚连接到负极导电板电路中的ta管脚。
32.所述复位电路的管脚6，7分别与msp430f5438a的管脚79，96相连。
33.所述选址电路的管脚9、10、11分别与msp430f5438a的管脚1、2、3管脚相连；其电路图中标号为ta的端点与msp430f5438a的97管脚相连，用于将负极导电板接收到的电信号输入到msp430f5438a中进行运算。
34.所述存储器电路的5、6、7管脚分别与33、34、35管脚相连。
35.所示通信电路的管脚3、4、6分别与msp430f5438a的管脚42、41、40相连，用于进行rs485信号的收发；端口485b、485a用于与其他外部设备或软件进行通信。
36.参阅图12：所述正极导电板5电路主要由n个正极通断检测电路及移位芯片sn74hc164组成，根据主控制处理器的控制每个正极通断检测电路。
37.n个所述正极通断检测电路与第一所述正极通断检测电路的电子元件及电路结构相同，且均包含包含电阻r12、电阻r11及三级管q1；其中，电阻r12一端接入微处理器移位芯片sn74hc164的q1引脚连接，另一端与三级管q1的基极电连接，三级管q1的集电极接入第一tran-的第二引脚，三级管q1的发射极接地，电阻r11一端接入电阻r2与三级管q1的基极之间，第一tran-的第一引脚另一端接入3.3v电源。
38.参阅图13：所述负极导电板6主要由n个负极通断检测电路及多路复用器mm74hc4051，n个所述负极通断检测电路与第一所述负极通断检测电路电子元件及电路结构相同，且均包含二极管d1、电阻r13、电阻r12、电阻r11及电容c1；其中，二极管d1的阳极与第一tran-的第一引脚电连接，二极管d1的阴极与电阻r12的一端电连接，电阻r12的另一端接入多路复用器mm74hc4051的y1引脚电连接；电阻r13一端接入第一tran-的第二引脚与二极管d1的阳极之间，电阻r11和电容c1的一端均分别接入电阻r12与多路复用器mm74hc4051的y1引脚之间，电容c1的另一端接地，电阻r13和电阻r11的另一端均分别接入第一tran-的第二引脚与电容c1的另一端之间，并接地。
39.在以上实施例中，在正极通断检测电路中，三级管q1优选为s8050三级管，其用于在主控制处理器下实现交流电压波的产生，电阻r11采用的是10kω电阻，电阻r12采用的是1kω电阻，电阻r11及电阻r12用于保证三极管q1稳定工作；在负极通断检测电路中，二极管d1优选的为b5819w肖特基型二极管，其用于对负极通断检测电路中的tran-端过来的电压进行整形处理，将之整形为0v以上直流电到主控制处理器检测，电阻r13采用的是1kω电阻，电阻r11采用的是1mω电阻，电阻12采用的是10ω电阻，电容c2采用的是0.1uf电容电阻r11、r12及r13用于分压，电容c1用于滤波。
40.将该装置插入到待检测介质中，通过主控制处理器加载的正极通断检测电路中的tran+端与负极通断检测电路中的tran-端被介质接通，由于不同介质的导电率不同，根据检负极通断检测电路的电压，便可判断出某区域段待检测介质是否相同，当检负极通断检测电路的电压存在较大差异，即可判断为不同介质的分界线，主控制处理器根据接各个介质检测部件进行计算，从而判断水位、沉积物位的深度。
41.以上显示和描述了本实用新型的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
42.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。