一种矿山充填管道沿程压力测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种矿山充填管道沿程压力测量装置及方法，包括圆球形壳体，圆球形壳体内设有震动模块、电池、线路板和压力传感器，圆球形壳体上设有压力感应端子，压力传感器与压力感应端子的位置对应，该装置还设有通信单元。测量时将该测量装置放置于充填管道入口，测量装置随浆体一起进入管道，实时测量管道内压力并得到管道不同位置点的压力分布，并记录测量数据，从管道另一端获得测量球后连接到电脑或手机终端获得不同时间的测量数据，从而得到管道内不同点的压力分布。该矿山充填管道沿程压力测量装置及方法，由于在充填管道内随充填料浆一起流动，可测量充填料浆输送过程的管线沿程压力同时，可有效避免传统监测方式造成的监测点受限、短接管堵塞、感压元件磨损等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种矿山充填管道沿程压力测量装置及方法
本专利技术涉及一种充填料浆输送管道测量技术，尤其涉及一种矿山充填管道沿程压力测量装置及方法。
技术介绍
地下矿山充填输送管道是充填系统成套设备的重要组成部分，高浓度充填料浆管道输送过程工况极其复杂，易导致堵管与爆管等安全生产事故，影响充填系统的安全稳定运行。充填管道压力是反映管道输送系统运行状态的关键核心参数。因此，充填管道压力监测是有效解决管道输送安全风险的重要技术手段。通过对充填输送管道沿程压力进行有效监测，掌握充填管线不同位置的管道压力大小，用于优化充填管线布置、评估关键区域管线输送风险，为矿山安全生产提供重要支撑。现有技术：传统的管道压力监测方法是采用介入式或非介入式两种测量方法。介入式测量方法如机械式、压敏元件式等；非介入式测量方法如超声波法。介入式管道压力测量方法是在被测点安装压力传感器实现测点的管道压力监测；非介入式管道压力测量方式是在管道外壁夹装超声波换能器，即采用超声波作为管道压力测试手段，但井下电机车、汽车、大型采矿设备等发声设备影响监测效果。如图1所示，目前常用的管道压力测量方法是在被测点安装平膜式或者电容式压力传感器。安装方式为在充填管道上部开口，焊接一段短接管，短接管为一段铁管，直径与所用压力传感器相匹配，铁管另一端通过焊接法兰与压力传感器连接。一般通过直接读取表头显示值或者通过网络传输至中控室的方式获取监测点的压力。具体测量方式见图1。现有技术的缺点：1)监测点数量及位置受限。上述方案仅能针对安装了压力传感器的部位进行充填管道压力监测，无法对整个管线进行压力监测。尤其垂直管道部位，由于充填管道垂直段一般都安装在岩体中，而且垂直管段的充填管道往往磨损最为严重，无法通过在测试点安装压力传感器的方式对管道内的充填料浆压力进行有效监测。2)感压元件易磨损。由于上述方案需要将压力传感器的感压元件与充填料浆直接接触，充填料浆高速磨蚀感压元件时，容易将其磨损，导致后期测量数据不准确，甚至使压力传感器报废。3)短接管易堵塞。充填料浆中含有胶凝材料，充填料浆进入短接管后，会遗留部分充填料浆在短接管内，若清洗不及时，会导致胶凝材料在短接管内固结，逐渐将整个短接管堵塞。若将短接管焊接在充填管下方，更易堵塞，从而导致感应元件无法感触到管道内充填料浆的压力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种矿山充填管道沿程压力测量装置及方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术的矿山充填管道沿程压力测量装置包括圆球形壳体，所述圆球形壳体内设有震动模块、电池、线路板和压力传感器，所述线路板通过线路板固定件固定在所述圆球形壳体内，所述压力传感器通过传感器固定件固定在所述圆球形壳体内，所述圆球形壳体上设有压力感应端子，所述压力传感器与所述压力感应端子的位置对应，该装置还设有通信单元。上述的矿山充填管道沿程压力测量装置进行矿山充填管道沿程压力测量的方法，测量时将该测量装置放置于充填管道入口，测量装置随浆体一起进入管道，实时测量管道内压力并得到管道不同位置点的压力分布，并记录测量数据，从管道另一端获得测量球后连接到电脑或手机端获得不同时间的测量数据，从而得到管道内不同点的压力分布。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的矿山充填管道沿程压力测量装置及方法，由于在充填管道内随充填料浆一起流动，可测量充填料浆输送过程的管线沿程压力。同时，可有效避免传统监测方式造成的监测点数量与位置受限、短接管堵塞、感压元件磨损等问题。附图说明图1为现有技术中常规压力表测量料浆压力方法；图2为本专利技术实施例中提供的矿山充填管道沿程压力测量装置结构示意图；图3为本专利技术实施例中处理芯片主功能单元线路；图4为本专利技术实施例中传感器压力采集转换线路；图5为本专利技术实施例中数据存储功能线路；图6为本专利技术实施例中3.3V稳压转换线路；图7为本专利技术实施例中双稳态电源接入控制电路；图8为本专利技术实施例中震动传感器控制线路；图9为本专利技术实施例中程序设计逻辑。具体实施方式下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术的矿山充填管道沿程压力测量装置及方法，其较佳的具体实施方式是：矿山充填管道沿程压力测量装置包括圆球形壳体，所述圆球形壳体内设有震动模块、电池、线路板和压力传感器，所述线路板通过线路板固定件固定在所述圆球形壳体内，所述压力传感器通过传感器固定件固定在所述圆球形壳体内，所述圆球形壳体上设有压力感应端子，所述压力传感器与所述压力感应端子的位置对应，该装置还设有通信单元。所述圆球形壳体包括两个组合在一起的半球壳体，所述圆球形壳体设有凹槽，所述压力感应端子设于所述凹槽内，所述压力感应端子低于所述圆球形壳体外表面。所述圆球形壳体的直径为40mm，所述压力传感器为圆形微型压力传感器，直径为8.5mm，精度为0.5％。所述压力传感器连接有低功耗的处理器芯片和存储器芯片。所述电池连接有稳压转换线路。所述通信单元包括蓝牙模块。所述电池连接有磁感应开关。所述震动模块包括震动传感器和一个开关管。上述的矿山充填管道沿程压力测量装置进行矿山充填管道沿程压力测量的方法，测量时将该测量装置放置于充填管道入口，测量装置随浆体一起进入管道，实时测量管道内压力并得到管道不同位置点的压力分布，并记录测量数据，从管道另一端获得测量球后连接到电脑或手机端获得不同时间的测量数据，从而得到管道内不同点的压力分布。该装置根据管道长度设置数据获取间隔时间。本专利技术的矿山充填管道沿程压力测量装置，测量时将该测量装置放置于充填管道入口，测量装置随浆体一起进入管道，实时测量管道内压力并得到管道不同位置点的压力分布，并记录测量数据，从管道另一端获得测量球后连接到电脑获得不同时间的测量数据，从而得到管道内不同点的压力分布。该装置可以根据管道长度设置数据获取间隔时间，从而解决了传统测量方法检测点受限的弊端。同时，在外形结构上为避免感压元件与管壁的碰撞及充填料浆间的磨损，将感压元件设置在外壳凹槽内，使其仅能被动受压，从而延长感压元件使用寿命。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的矿山充填管道沿程压力测量装置及方法，由于在充填管道内随充填料浆一起流动，可测量充填料浆输送过程的管线沿程压力。同时，可有效避免传统监测方式造成的监测点受限、短接管堵塞、感压元件磨损等问题。具体实施例：1.整体结构：如图2所示，矿山充填管道沿程压力测量装置要放置于管道内随浆体流动测流动方向的压力分布，为保护各类电子元器件，外部只设置压力感应端子，并将压力感应端子设计在外壳凹槽内。内部包含压力检测传感器、驱动控制线路板、电池、磁感应开关及震动传感器等，同时还有一些内部固定结构件用于电子元器件和线路板等的固定，具体结构设计图如下图所示：本专利技术所设计的装置直径40mm，为提高空间利用率，所选用的压力传感器为圆形微型压力传感器，直径为8.5mm，精度为0.5％。2.采集和处理线路设计如图3所示，矿山充填管道沿程压力测量装置主要功能是管道内浆体流动方向压力的感知和测量、记录测量时间、记录测量数据、并留有通信接口，与上位机连接实现数据的上传。考虑到该测量装置需要电池供电，因此，芯片选用低功耗的处理器芯片MSP430f1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿山充填管道沿程压力测量装置，其特征在于，包括圆球形壳体，所述圆球形壳体内设有震动模块、电池、线路板和压力传感器，所述线路板通过线路板固定件固定在所述圆球形壳体内，所述压力传感器通过传感器固定件固定在所述圆球形壳体内，所述圆球形壳体上设有压力感应端子，所述压力传感器与所述压力感应端子的位置对应，该装置还设有通信单元。

【技术特征摘要】
1.一种矿山充填管道沿程压力测量装置，其特征在于，包括圆球形壳体，所述圆球形壳体内设有震动模块、电池、线路板和压力传感器，所述线路板通过线路板固定件固定在所述圆球形壳体内，所述压力传感器通过传感器固定件固定在所述圆球形壳体内，所述圆球形壳体上设有压力感应端子，所述压力传感器与所述压力感应端子的位置对应，该装置还设有通信单元。2.根据权利要求1所述的矿山充填管道沿程压力测量装置，其特征在于，所述圆球形壳体包括两个组合在一起的半球壳体，所述圆球形壳体设有凹槽，所述压力感应端子设于所述凹槽内，所述压力感应端子低于所述圆球形壳体外表面。3.根据权利要求2所述的矿山充填管道沿程压力测量装置，其特征在于，所述圆球形壳体的直径为40mm，所述压力传感器为圆形微型压力传感器，直径为8.5mm，精度为0.5％。4.根据权利要求3所述的矿山充填管道沿程压力测量装置，其特征在于，所述压力传感器连接有低功耗的处理器芯片和存储器芯片。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小聪，郭利杰，史采星，张达，许文远，陈鑫政，李宗楠，杨超，侯国权，李文臣，刘光生，
申请(专利权)人：北京矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11