[发明专利]用于盾构模型试验机的土压力监测系统及试验方法

权利要求书

1.一种用于盾构模型试验机的土压力监测系统，所述盾构模型试验机包括刀盘、泥水舱或土舱、盾壳，其特征在于，所述系统包括：

多个刀盘土压力传感器，每个所述的刀盘土压力传感器分别固定安装于刀盘的面板上，用于测量刀盘与土之间的压力数值；

多个无线信号传输发射器，每个无线信号传输发射器通过电路连接一个或者多个刀盘土压力传感器，获取各个刀盘土压力传感器传输过来的压力数值，发射携带各个刀盘土压力传感器的压力数值的无线信号；

无线信号接收器，置于盾构模型试验机的外部，用于接收各个无线信号传输发射器发射的无线信号，将无线信号转换为电流信号，将电流信号输出给数据采集分析仪；

数据采集分析仪，置于盾构模型试验机的外部，用于通过数据转换协议将接收到的电流信号转换成对应的刀盘处的土压力数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括：

多个泥水舱或土舱土压力传感器，每个所述的泥水舱或土舱土压力传感器分别固定安装于泥水舱或土舱的隔板上，用于测量泥水舱或土舱内的泥水压力数值。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括：

多个盾壳土压力传感器，每个所述的盾壳土压力传感器分别固定安装于盾壳的表面上，用于测量盾壳与土之间的压力数值。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括：

多个管片土压力传感器，每个所述的管片土压力传感器分别固定安装于盾构模型试验机的管片的表面上，用于测量管片与土之间的压力数值。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据采集仪有线电路连接所述盾壳土压力传感器、泥水舱或土舱隔板土压力传感器和管片土压力传感器，获取盾壳土压力传感器传输过来的盾壳处的土压力数值，获取泥水舱或土舱土压力传感器传输过来的泥水仓或土舱处的土压力数值，获取管片土压力传感器传输过来的管片处的土压力数值。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，将所述无线信号发射器固定安装在盾构模型试验机的主驱动轴外侧，将所述刀盘土压力传感器安装在刀盘辐条上，将所述刀盘土压力传感器的信号线沿中空的主驱动轴中穿越泥水舱或土舱引出，并接于所述无线信号发射器上。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述刀盘土压力传感器、泥水舱或土舱土压力传感器、盾壳土压力传感器和管片土压力传感器通过胶水固定安装在安装孔上，所述胶水对所述安装孔进行密封。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述刀盘土压力传感器、泥水舱或土舱土压力传感器、盾壳土压力传感器和管片土压力传感器均呈中心对称分布。

9.一种权利要求1至8任一项所述的用于盾构模型试验机的土压力监测系统的试验方法，其特征在于，包括：

将需要安装的刀盘土压力传感器、泥水舱或土舱土压力传感器、盾壳土压力传感器和管片土压力传感器用胶水固定安装在对应的安装孔上；

将数据采集仪有线电路连接所述盾壳土压力传感器、泥水舱或土舱隔板土压力传感器和管片土压力传感器；

将所述无线信号发射器固定安装在盾构模型试验机的主驱动轴外侧，将所述刀盘土压力传感器安装在刀盘辐条上，将所述刀盘土压力传感器的信号线沿中空的主驱动轴中穿越泥水舱或土舱引出，并接于所述无线信号发射器上；

所述数据采集仪获取盾壳土压力传感器传输过来的盾壳处的土压力数值，获取泥水舱或土舱土压力传感器传输过来的泥水仓或土舱处的土压力数值，获取管片土压力传感器传输过来的管片处的土压力数值；

所述无线信号传输发射器获取各个刀盘土压力传感器传输过来的压力数值，发射携带各个刀盘土压力传感器的压力数值的无线信号，所述无线信号接收器接收各个无线信号传输发射器发射的无线信号，将无线信号转换为电流信号，将电流信号输出给数据采集分析仪，所述数据采集分析仪通过数据转换协议将接收到的电流信号转换成对应的刀盘处的土压力数据。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

将泥水泵连接在数据采集分析仪上，所述数据采集分析仪对所采集到的刀盘处的水土压力数值、泥水仓或土舱处的水土压力数值进行比对分析，若泥水仓或土舱处的水土压力数值高于刀盘处的水土压力数值，则减小泥水泵的流量；若泥水仓或土舱处的水土压力数值低于刀盘处的水土压力数值，则增大泥水泵的流量。