[实用新型]一种采动影响下流固耦合水力综合监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿开采用物理相似模拟装置，具体涉及一种采动影响下流固耦合 水力综合监测装置。

背景技术

室内物理相似模拟试验是模拟宏观物理场运动及时空演变的重要手段，其中监测固流耦 合状态矿压水力、水压力及水流量的变化成为研究渗流场与应力场的演变变化规律和岩层活 动规律的重要指标。对于实验室的模型实验，由于模型本身的尺寸相对较小，而传统的振弦 式、钢弦式及气压式孔隙水压传感器体积较大，使用这种孔隙水压力计就显得不太合适。所 以，必须采用微型孔隙水压力传感器。现有技术中利用光纤传感器的应力、应变传感特性， 将采微型孔隙水压力传感器埋入试验材料中，并进行了应力监测。流体流量的测量在工业生 产和过程控制中占有重要地位。由于流体性质、流动状态、流动条件以及感测机理的复杂性， 造成了如今流量测量仪表的多样性、专用性和价格差异的悬殊性。特别是在热电厂、石油、 矿山、冶金、航空、机械等领域，现在又扩展到医疗器械等领域。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采动影响下流固耦合水力综合监测装置，该综合监测装 置既能监测矿压，又能监测水压和水流量，使用更方便。

本实用新型为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种采动影响下流固耦合水力综合监测装置，包括连接套筒，连接套筒的上端连有土压 力传感器，连接套筒内连接有水流量传感器和孔隙压力感应装置，所述的孔隙压力感应装置 包括压力感应器、圆筒及海绵，压力感应器和海绵连接在圆筒内，所述连接套筒上开有进水 孔。

优选的，所述进水孔位于孔隙压力感应装置和水流量传感器之间，所述进水孔设有多个。

优选的，所述圆筒上端密封，下端开口，所述压力感应器位于海绵上方。

优选的，所述连接套筒由钢材料制成，所述圆筒与连接套筒通过强力胶粘连。

优选的，所述套筒外端面开有环形槽，所述环形槽内绕有用于传递信号的线路。

优选的，所述孔隙压力感应装置的顶端与土压力传感器下端相连，所述水流量传感器通 过强力胶与连接套筒相连。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采动影响下流固耦合水力综合监测装置根据孔隙水压力计的工作原理，通过 对实验室已有微型土压力计的改装，使其具有微型孔隙水压力传感器的工作性能，并将其用 于模型实验，与土压力计作比较，通过理论值来研究其有效性，最终用于实际监测。本装置 最终形成既能监测矿压，又能监测水压机水流量的综合监测系统。

附图说明

图1是采动影响下流固耦合水力综合监测装置整体结构示意图。

图2是采动影响下流固耦合水力综合监测装置正视结构示意图。

图3是孔隙压力感应装置整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进行详细说明：

结合图1至图3，一种采动影响下流固耦合水力综合监测装置，包括连接套筒1，连接套 筒1截面呈圆环形，连接套筒1由不锈钢材料制成，连接套筒1外壁开有进水孔11。所述连 接套筒1上端连有土压力传感器2，连接套筒1内设有孔隙压力感应装置3和水流量传感器4， 孔隙压力感应装置3的顶端与土压力传感器2下端相连。所述的孔隙压力感应装置3包括压 力感应器31、圆筒32及海绵33，压力感应器31和海绵33嵌入在圆筒32内，所述压力感应 器31位于海绵33上方。

所述圆筒32截面呈圆环形，圆筒32的外壁与连接套筒1的内壁通过强力胶12粘连，所 述强力胶12防水性能良好，强力胶12不仅具有粘连作用，还能有效防止水渗透。所述圆筒 32的上端密封，圆筒32下端开口。所述圆筒32外端面开有环形槽321，所述环形槽321内 绕有用于传递信号的线路322，所述线路322穿过圆筒32后与压力感应器31相连。所述压 力感应器31连接在圆筒32内壁的靠上部位，海绵33连接在圆筒32内壁的靠下部位。所述 进水孔11位于圆筒32下方，所述进水孔11设有多个，多个进水孔11均匀分布在连接套筒 1的外壁。所述水流量传感器4通过强力胶12连接在连接套筒1的内壁，水流量传感器4位 于进水孔11的下方。

本实用新型采动影响下流固耦合水力综合监测装置与现有的监测固流耦合状态矿压水 力、水压力及水流量的模型实验装置配合使用。本实用新型综合监测装置在使用时，连接套 筒1位于矿井泥土的相似模拟环境中，连接套筒1顶部连接的土压力传感器2可对矿井泥土 传来的压力进行检测感应，土压力传感器2通过线路322将信号传递给地面上的信号处理装 置。当有水通过进水孔11进入到连接套筒1内时，水会通过海绵进入到圆筒32内，海绵有 着过滤泥土的作用。压力感应器33对水生的压力信号产生感应后通过线路322将信号传送到 信号处理装置内。水或者水土混合物通过进水孔11进入连接套筒1的下方后，水流量传感器 4产生信号感应，水流量传感器4通过线路322传递到信号处理装置内，所述线路322在附 图中显示为多条。