[发明专利]一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备及其检测方法

权利要求书

1.一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备，其特征在于：包括滑杆(1)、浮体(2)、第一超声波测距仪(3)、中空伸缩支撑杆(4)、测量挡板(5)和水位报警系统(6)；所述滑杆(1)竖直设置在隧道(7)内，所述滑杆(1)的两端分别与隧道(7)的顶部(71)和底部(72)固定连接，所述浮体(2)可滑动的设置在所述滑杆(1)上，且其在隧道(7)内水的浮力的作用下沿所述滑杆(1)的轴向滑动；所述伸缩支撑杆(4)倾斜设置，所述伸缩支撑杆(4)的一端部与所述隧道(7)的顶部(71)铰接，另一端部与所述浮体(2)铰接，所述第一超声波测距仪(3)设置在所述伸缩支撑杆(4)一端的空腔内，所述测量挡板(5)设置在所述伸缩支撑杆(4)另一端的空腔内，所述第一超声波测距仪(3)朝所述测量挡板(5)发射超声；所述第一超声波测距仪(3)与所述水位报警系统(6)电连接。

2.如权利要求1所述的一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备，其特征在于：所述伸缩支撑杆(4)包括第一中空支撑杆(41)和第二中空支撑杆(42)，所述第一中空支撑杆(41)一端开口，另一端与所述顶部(71)铰接，且另一端内部设有所述第一超声波测距仪(3)，所述第二中空支撑杆(42)一端开口，且该端伸入所述第一中空支撑杆(41)一端开口内，并可相对于所述第一中空支撑杆(41)滑动，所述第二中空支撑杆(42)的另一端与所述浮体(2)铰接，且该端内部设有所述测量挡板(5)。

3.如权利要求2所述的一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备，其特征在于：所述浮体(2)套设在所述滑杆(1)上，所述滑杆(1)的外周沿其轴向设有多个滑槽(11)，所述浮体(2)上设有嵌入所述滑槽(11)的限位块(21)，所述浮体(2)通过限位块(21)沿所述滑杆(1)轴向滑动。

4.如权利要求3所述的一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备，其特征在于：多个所述滑槽(11)等距间隔设置在所述滑杆(1)的外周上。

5.如权利要求4所述的一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备，其特征在于：所述滑槽(11)的横截面为燕尾形，所述限位块(21)横截面形状与所述滑槽(11)相匹配。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备，其特征在于：所述第一超声波测距仪(3)通过固定装置(8)设置在所述伸缩支撑杆(4)的一端空腔内。

7.如权利要求1-5任一项所述的一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备，其特征在于：还包括第二超声波测距仪(9)，所述第二超声波测距仪(9)竖直设置在所述顶部(71)，并位于所述浮体(2)的上方，所述第二超声波测距仪(9)朝所述浮体(2)发射超声，所述第二超声波测距仪(9)与所述水位报警系统(6)电连接。

8.如权利要求7所述的一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备，其特征在于：还包括用于测量隧道(7)内水流速的流量测量仪(10)，所述流量测量仪(10)与所述水位报警系统(6)电连接。

9.如权利要求8所述的一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备，其特征在于：所述水位报警系统(6)包括PLC控制器(61)和与所述PLC控制器(61)电连接的报警器(62)，所述PLC控制器(61)分别与所述第二超声波测距仪(9)、第一超声波测距仪(3)、流量测量仪(10)电连接。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、设备安装：将所述滑杆(1)竖向设置在隧道(7)内，所述滑杆(1)两端分别固定在隧道(7)的顶部(71)和底部(72)，将所述水位报警系统(6)设置在隧道(7)的顶部(71)；

步骤二、水位测量：测得隧道(7)的顶部(71)和底部(72)之间的垂直距离H，测得第一超声波测距仪(3)固定的隧道(7)顶部(71)的位置距离滑杆(1)固定隧道(7)顶部(71)之间的距离L1，第一超声波测距仪(3)朝测量挡板(5)发出超声波信号，测得第一超声波测距仪(3)与超声波反射板之间的距离，从而得出伸缩支撑杆(4)的实际长度L2，根据勾股定理，计算出浮体(2)至顶部(71)之间的距离L3，水位的高度h＝H-L3，当伸缩支撑杆(4)的实际长度L2小于预设值时即水位的高度高于预设值时，水位报警系统(6)向后台发出报警信息。