一种隧道涌水流量移动台式测量装置

专利摘要:
本实用新型涉及一种隧道涌水流量移动台式测量装置，属于地质灾害防治技术领域。该装置包括移动平台、数据采集装置、盛水罐、支撑装置、测量装置，数据采集装置和盛水罐均固定设置在移动平台顶端，支撑装置竖直设置在移动平台顶端，测量装置设置在支撑装置顶端，数据采集装置盛水罐和测量装置均与数据采集装置连接。本实用新型支撑装置可根据实际涌水位置调节装置，用于测量不同位置下隧道涌水点，测量装置用于测量用水点水流速与水流断面面积，数据采集装置实时监测盛水罐中水质量变化情况并结合对流量测速计采集的流速和动水感应装置采集的位置信息进行处理，通过位置信息计算出水流的断面积，计算出单位时间的涌水流量。
公开号:CN214333896U
申请号:CN202120832522.3U
申请日:2021-04-22
公开日:2021-10-01
发明作者:范雄娃；杨志全；虎长军；李壮；孙峰；凤小明；富丰有；王�琦；王英杰；王继虎；殷玉颖；张航
申请人:Kunming University of Science and Technology；Third Engineering Co Ltd of China Railway Seventh Group Co Ltd；
IPC主号:G01D21-02

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及一种隧道涌水流量移动台式测量装置，属于地质灾害防治技术领域。
[n0002] 隧道开挖施工全过程中，尤其是在水文地质条件复杂区域，地下水情况勘察困难，施工过程中隧道施工事故时有发生，若想针对隧道施工区域地下水情况进行深入清楚的调查，隧道施工现场内涌水情况的测量工作是必要、准确与及时的。现有隧道内施工现场涌水测量方法常见的主要有：水位标定法、水桶法、水泵能力法、堰测法和浮标法。但是这些涌水情况测量方法操作复杂，耗时耗力，涌水发生后在施工现场操作不易，且准确性较低。
[n0003] 本实用新型针对隧道开挖施工全过程中用于测量涌水灾害发生的情况，提出一种隧道涌水流量移动台式测量装置，本实用新型可简便准确测量涌水点水流速、涌水流量、涌水面积，降低测量过程操作的复杂性，有效提高隧道施工现场涌水测量工作的效率，并保证数据的准确性。
[n0004] 本实用新型为解决其技术问题而采用的技术方案是：
[n0005] 一种隧道涌水流量移动台式测量装置，包括移动平台、数据采集装置、盛水罐14、支撑装置、测量装置，数据采集装置和盛水罐14均固定设置在移动平台顶端，支撑装置竖直设置在移动平台顶端，测量装置设置在支撑装置顶端，数据采集装置盛水罐14和测量装置均与数据采集装置连接；
[n0006] 所述移动平台包括承重台1、滚轮2和锁定件19，承重台1的底端通过支撑柱设置有滚轮2，支撑柱上设置有锁定件19，数据采集装置和盛水罐14均固定设置在承重台1顶端，支撑装置竖直设置在承重台1顶端；
[n0007] 所述数据采集装置包括数据采集仪18、重力传感器16和流量测速计9，数据采集仪18固定设置在承重台1顶端，重力传感器16和流量测速计9均与数据采集仪18连接，重力传感器16设置在盛水罐14的底端，流量测速计9设置在测量装置的中心；重力传感器16用于实时测量盛水罐内隧道涌水质量；
[n0008] 优选的，重力传感器16和流量测速计9均通过数据线12与数据采集仪18连接；
[n0009] 所述支撑装置包括伸缩杆4和悬挂支撑件，伸缩杆4竖直设置在承重台1顶端，悬挂支撑件固定设置在伸缩杆4顶端，测量装置悬挂设置在悬挂支撑件的端头；伸缩杆4可用于调节测量装置的高度；
[n0010] 进一步的，所述悬挂支撑件包括悬挂支柱I3、悬挂支柱II、悬挂支柱III、转轴I5和转轴II，悬挂支柱I3固定设置在伸缩杆4顶端，悬挂支柱II的底端通过转轴I5与悬挂支柱I3的顶端连接，悬挂支柱III的一端通过转轴II与悬挂支柱II的顶端连接，悬挂支柱III的另一端悬挂设置测量装置；转轴I5和转轴II配合调节测量装置的角度；
[n0011] 所述测量装置包括环形支撑框架7、动水感应装置10、集水罐8，环形支撑框架7固定设置在集水罐8的进水端，环形支撑框架7通过连接杆6悬挂设置在悬挂支撑件的端头，流量测速计9设置在环形支撑框架7中心，环形支撑框架7内均匀设置有格子框架11，动水感应装置10设置在格子框架11内，集水罐8底部的出水口通导管13与盛水罐14顶部的进水口连通；动水感应装置10与数据采集仪18连接；
[n0012] 优选的，动水感应装置10通过数据线12与数据采集仪18连接；
[n0013] 所述动水感应装置10可采用申请号为201310724138.1中的动水感应装置，即用于在水流作用下接通电路，包括柔性防水保护套，用于防止水与复位弹簧片、触发弹簧片、电路接触；复位弹簧片，一端固定在格子框的交点上，另一端连接轴套；触发弹簧片、刚性传动片，均固定在轴套上；轴套，套在固定轴上，并可以围绕固定轴转动；固定轴，固定在格子框上；
[n0014] 所述盛水罐14的底部设置有泄水阀15；
[n0015] 所述数据采集仪18的壳体上设置有显示屏17；数据采集仪18实时监测数据，并通过显示屏显示实时监测点处涌水流速、涌水流量和涌水面积信息；
[n0016] 进一步的，所述悬挂支柱III端头的底部固定设置有悬挂滑块，连接杆的顶端设置悬挂滑动凹槽，悬挂滑块滑设在悬挂滑动凹槽内；
[n0017] 进一步的，所述环形支撑框架7由直径5mm奥氏体不锈钢钢管弯曲制成形状为直径300mm不锈钢环，支撑框架内部由边长3mm奥氏体不锈钢钢条交叉焊接构成若干格子框架，支撑框架中心位置安装流量测速计，多个动水感应装置逐一安装在格子框架的交点上；
[n0018] 优选的，承重台由5mm壁厚Q235方形钢管焊接而成；
[n0019] 基于隧道涌水流量移动台式测量装置的测量方法，包括以下具体步骤：
[n0020] (1)隧道涌水流量移动台式测量装置通过滚轮推至涌水点下方；
[n0021] (2)调节支撑装置的转轴I和转轴II使使测量装置平行于隧道涌水点截面；
[n0022] (3)调节支撑装置的伸缩杆，使涌水点处水流通过测量装置中心流量测速计；
[n0023] (4)关闭滚轮锁定装置，打开数据采集仪，关闭泄水阀进行测量；
[n0024] (5)水流通过格子框架，水流中心通过流量测速计进行测量，有水流通过动水感应装置拨动弹簧片，并且水流通过集水罐与导管流入盛水罐中，重力传感器获取盛水罐中流入水的质量，由流量测速计、动水感应装置、重力传感器获取的数据通过数据线传入数据采集仪中得到涌水流速、涌水流量、涌水面积信息；
[n0025] (6)待数据测量收集完成后，关闭数据处理装置电源开关，打开泄水阀排除盛水罐中的水；多处涌水点测量需求时，重复依次进行步骤(1)-(6)。
[n0026] 本实用新型的有益效果：
[n0027] (1)本实用新型隧道涌水流量移动台式测量装置可通过快速便携在施工隧道内测量涌水点处涌水量、涌水面积；可通过数据处理装置实时测量并显示涌水点处涌水量、涌水面积；可通过支撑装置调整测量装置位置，测量隧道高处涌水点处涌水量、涌水面积；
[n0028] (2)本实用新型隧道涌水流量移动台式测量装置可通过调成测量装置角度垂直于涌水点处隧道断面处，增加测量准确性；
[n0029] (3)本实用新型隧道涌水流量移动台式测量装置可通过集水罐收集涌水，便于后续分析地下水成分。
[n0030] 图1为隧道涌水流量移动台式测量装置结构图；
[n0031] 图2为测量装置主视图；
[n0032] 图3为环形支撑框架与格子框架配合示意图；
[n0033] 图4为悬挂支柱III与连接杆配合示意图；
[n0034] 图中，1-承重台、2-滚轮、3-悬挂支柱I、4-伸缩杆、5-转轴I、6-连接杆、7-环形支撑框架、8-集水罐、9-流量测速计、10-动水感应装置、11-格子框架、12-数据线、13-导管、14-盛水罐、15-泄水阀、16-重力传感器、17-显示屏、18-数据采集仪、19-锁定件。
[n0035] 下面结合具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
[n0036] 实施例1：如图1所示，一种隧道涌水流量移动台式测量装置，包括移动平台、数据采集装置、盛水罐14、支撑装置、测量装置，数据采集装置和盛水罐14均固定设置在移动平台顶端，支撑装置竖直设置在移动平台顶端，测量装置设置在支撑装置顶端，数据采集装置盛水罐14和测量装置均与数据采集装置连接；
[n0037] 移动平台包括承重台1、滚轮2和锁定件19，承重台1的底端通过支撑柱设置有滚轮2，支撑柱上设置有锁定件19，数据采集装置和盛水罐14均固定设置在承重台1顶端，支撑装置竖直设置在承重台1顶端；
[n0038] 数据采集装置包括数据采集仪18、重力传感器16和流量测速计9，数据采集仪18固定设置在承重台1顶端，重力传感器16和流量测速计9均与数据采集仪18连接，重力传感器16设置在盛水罐14的底端，流量测速计9设置在测量装置的中心；重力传感器16用于实时测量盛水罐内隧道涌水质量；
[n0039] 支撑装置可根据实际涌水位置调节装置，用于测量不同位置下隧道涌水点，测量装置用于测量用水点水流速与水流断面面积，数据采集装置实时监测盛水罐中水质量变化情况并结合对流量测速计采集的流速和动水感应装置采集的位置信息进行处理，通过位置信息计算出水流的断面积，计算出单位时间的涌水流量。
[n0040] 实施例2：本实施例隧道涌水流量移动台式测量装置与实施例1的隧道涌水流量移动台式测量装置基本相同，不同之处在于：重力传感器16和流量测速计9均通过数据线12与数据采集仪18连接；
[n0041] 支撑装置包括伸缩杆4和悬挂支撑件，伸缩杆4竖直设置在承重台1顶端，悬挂支撑件固定设置在伸缩杆4顶端，测量装置悬挂设置在悬挂支撑件的端头；伸缩杆4可用于调节测量装置的高度；
[n0042] 悬挂支撑件包括悬挂支柱I3、悬挂支柱II、悬挂支柱III、转轴I5和转轴II，悬挂支柱I3固定设置在伸缩杆4顶端，悬挂支柱II的底端通过转轴I5与悬挂支柱I3的顶端连接，悬挂支柱III的一端通过转轴II与悬挂支柱II的顶端连接，悬挂支柱III的另一端悬挂设置测量装置；转轴I5和转轴II配合调节测量装置的角度；
[n0043] 如图2所示，测量装置包括环形支撑框架7、动水感应装置10、集水罐8，环形支撑框架7固定设置在集水罐8的进水端，环形支撑框架7通过连接杆6悬挂设置在悬挂支撑件的端头，流量测速计9设置在环形支撑框架7中心，环形支撑框架7内均匀设置有格子框架11，动水感应装置10设置在格子框架11内(见图3)，集水罐8底部的出水口通导管13与盛水罐14顶部的进水口连通；动水感应装置10与数据采集仪18连接；
[n0044] 动水感应装置10通过数据线12与数据采集仪18连接；
[n0045] 盛水罐14的底部设置有泄水阀15；
[n0046] 数据采集仪18的壳体上设置有显示屏17；数据采集仪18实时监测数据，并通过显示屏显示实时监测点处涌水流速、涌水流量和涌水面积信息；
[n0047] 基于隧道涌水流量移动台式测量装置的测量方法，包括以下具体步骤：
[n0048] (1)隧道涌水流量移动台式测量装置通过滚轮推至涌水点下方；
[n0049] (2)调节支撑装置的转轴I和转轴II使使测量装置平行于隧道涌水点截面；
[n0050] (3)调节支撑装置的伸缩杆，使涌水点处水流通过测量装置中心流量测速计；
[n0051] (4)关闭滚轮锁定装置，打开数据采集仪，关闭泄水阀进行测量；
[n0052] (5)水流通过格子框架，水流中心通过流量测速计进行测量，有水流通过动水感应装置拨动弹簧片，并且水流通过集水罐与导管流入盛水罐中，重力传感器获取盛水罐中流入水的质量，由流量测速计、动水感应装置、重力传感器获取的数据通过数据线传入数据采集仪中得到涌水流速、涌水流量、涌水面积信息；
[n0053] (6)待数据测量收集完成后，关闭数据处理装置电源开关，打开泄水阀排除盛水罐中的水；多处涌水点测量需求时，重复依次进行步骤(1)-(6)。
[n0054] 实施例3：本实施例隧道涌水流量移动台式测量装置与实施例2的隧道涌水流量移动台式测量装置基本相同，不同之处在于：如图4所示，悬挂支柱III端头的底部固定设置有悬挂滑块，连接杆的顶端设置悬挂滑动凹槽，悬挂滑块滑设在悬挂滑动凹槽内；
[n0055] 环形支撑框架7由直径5mm奥氏体不锈钢钢管弯曲制成形状为直径300mm不锈钢环，支撑框架内部由边长3mm奥氏体不锈钢钢条交叉焊接构成若干格子框架，支撑框架中心位置安装流量测速计，多个动水感应装置逐一安装在格子框架的交点上；
[n0056] 承重台由5mm壁厚Q235方形钢管焊接而成。
[n0057] 上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

权利要求:
Claims (8)
[0001] 1.一种隧道涌水流量移动台式测量装置，其特征在于：包括移动平台、数据采集装置、盛水罐(14)、支撑装置、测量装置，数据采集装置和盛水罐(14)均固定设置在移动平台顶端，支撑装置竖直设置在移动平台顶端，测量装置设置在支撑装置顶端，数据采集装置盛水罐(14)和测量装置均与数据采集装置连接。
[0002] 2.根据权利要求1所述隧道涌水流量移动台式测量装置，其特征在于：移动平台包括承重台(1)、滚轮(2)和锁定件(19)，承重台(1)的底端通过支撑柱设置有滚轮(2)，支撑柱上设置有锁定件(19)，数据采集装置和盛水罐(14)均固定设置在承重台(1)顶端，支撑装置竖直设置在承重台(1)顶端。
[0003] 3.根据权利要求2所述隧道涌水流量移动台式测量装置，其特征在于：数据采集装置包括数据采集仪(18)、重力传感器(16)和流量测速计(9)，数据采集仪(18)固定设置在承重台(1)顶端，重力传感器(16)和流量测速计(9)均与数据采集仪(18)连接，重力传感器(16)设置在盛水罐(14)的底端，流量测速计(9)设置在测量装置的中心。
[0004] 4.根据权利要求2所述隧道涌水流量移动台式测量装置，其特征在于：支撑装置包括伸缩杆(4)和悬挂支撑件，伸缩杆(4)竖直设置在承重台(1)顶端，悬挂支撑件固定设置在伸缩杆(4)顶端，测量装置悬挂设置在悬挂支撑件的端头。
[0005] 5.根据权利要求4所述隧道涌水流量移动台式测量装置，其特征在于：悬挂支撑件包括悬挂支柱I(3)、悬挂支柱II、悬挂支柱III、转轴I(5)和转轴II，悬挂支柱I(3)固定设置在伸缩杆(4)顶端，悬挂支柱II的底端通过转轴I(5)与悬挂支柱I(3)的顶端连接，悬挂支柱III的一端通过转轴II与悬挂支柱II的顶端连接，悬挂支柱III的另一端悬挂设置测量装置。
[0006] 6.根据权利要求4所述隧道涌水流量移动台式测量装置，其特征在于：测量装置包括环形支撑框架(7)、动水感应装置(10)、集水罐(8)，环形支撑框架(7)固定设置在集水罐(8)的进水端，环形支撑框架(7)通过连接杆(6)悬挂设置在悬挂支撑件的端头，流量测速计(9)设置在环形支撑框架(7)中心，环形支撑框架(7)内均匀设置有格子框架(11)，动水感应装置(10)设置在格子框架(11)内，集水罐(8)底部的出水口通导管(13)与盛水罐(14)顶部的进水口连通。
[0007] 7.根据权利要求1所述隧道涌水流量移动台式测量装置，其特征在于：盛水罐(14)的底部设置有泄水阀(15)。
[0008] 8.根据权利要求3所述隧道涌水流量移动台式测量装置，其特征在于：数据采集仪(18)的壳体上设置有显示屏(17)。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120832522.3U|CN214333896U|2021-04-22|2021-04-22|一种隧道涌水流量移动台式测量装置|CN202120832522.3U| CN214333896U|2021-04-22|2021-04-22|一种隧道涌水流量移动台式测量装置|