[发明专利]用于隧道掘进机盾体的压力感应系统

说明书

本发明涉及隧道掘进机领域，公开了一种用于隧道掘进机盾体的压力感应系统，用以对隧道掘进机盾体周边岩、土压力实时监测。本发明包括电压接收放大模块、电压信号转数字信号模块、监控电脑以及分布在盾体上的压电陶瓷感应传感器；所述压电陶瓷感应传感器与所述电压接收放大模块电连接，所述电压接收放大模块与所述电压信号转数字信号模块电连接，所述电压信号转数字信号模块与所述监控电脑电连接。本发明适用于隧道掘进机掘时对盾体周围的岩、土压力监测。

技术领域

本发明涉及隧道掘进机领域，特别涉及用于隧道掘进机盾体的压力感应系统。

背景技术

在隧道掘进机掘进后，岩石与土体都会产生变形，其变形后对隧道掘进机护盾产生压力，根据摩擦力公式f＝u*n(f摩擦力、u摩擦系数、n压力)，该压力的大小决定隧道掘进机能否正常工作。然而，目前对于隧道掘进机盾体周边岩、土压力实时监测技术尚无。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于隧道掘进机盾体的压力感应系统，用以对隧道掘进机盾体周边岩、土压力实时监测。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：用于混凝土面板堆石坝的变形监测系统，包括电压接收放大模块、电压信号转数字信号模块、监控电脑以及分布在盾体的周身上的压电陶瓷感应传感器；所述压电陶瓷感应传感器与所述电压接收放大模块电连接，所述电压接收放大模块与所述电压信号转数字信号模块电连接，所述电压信号转数字信号模块与所述监控电脑电连接。

进一步的，所述压电陶瓷感应传感器包括钢球、可滑动钢板、弹簧、压电陶瓷体以及传感器引线，在所述弹簧的上、下两端均设置了所述可滑动钢板，所述钢球位于弹簧上端的可滑动钢板的上方，所述压电陶瓷体位于弹簧下端的可滑动钢板的下方，所述传感器引线与所述压电陶瓷体连接。

进一步的，为了更合理的检测盾体上的压力分布，所述压电陶瓷感应传感器一般是均匀的分布在盾体的不同部位上。在压电陶瓷感应传感器受到压力产生电压时，电压在通过电压接收放大模块后转为数字信号，数字信号进入监控电脑，监控电脑根据接收后电压变化值换算成盾体周边压力大小，同时根据压电陶瓷感应传感器设置的部位得到该部位的岩、土压力。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明通过设计一种压电陶瓷感应传感器，并将压电陶瓷感应传感器分布设置在盾体的周身上，从而能实时的反应出盾体周边岩、土压力，为隧道掘进机掘进提供合理的掘进参数并且能对作用在盾体上的岩、土压力预警，当发生卡机时可以提供盾体周边压力分布情况，为脱困提供指导方向。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明中一种可行的压电陶瓷感应传感器布置示意图；

图3为压电陶瓷感应传感器的结构示意图。

图中编号：1是盾体，2是压电陶瓷感应传感器，201为钢球，202为可滑动钢板，203是弹簧，204是压电陶瓷体，205为传感器引线，206为传感器壳体。

具体实施方式

本发明利用压电陶瓷感应传感器中压电陶瓷体的压电性，压电陶瓷感应传感器在受到外力时产生电压，通过电压放大后转为数字信号实时反应出周围岩、土压力，实现对隧道掘进机盾体周边岩、土压力实时监测。

如图1所示，本发明包括电压接收放大模块、电压信号转数字信号模块、监控电脑以及分布在盾体上的压电陶瓷感应传感器；所述压电陶瓷感应传感器与所述电压接收放大模块电连接，所述电压接收放大模块与所述电压信号转数字信号模块电连接，所述电压信号转数字信号模块与所述监控电脑电连接。

为了更合理的检测盾体上的压力分布，如图2所示，所述压电陶瓷感应传感器一般是均匀的分布在盾体的周身。