[发明专利]一种大直径泥水盾构机的气垫仓防爆型液位检测装置

权利要求书

1.一种大直径泥水盾构机的气垫仓防爆型液位检测装置，其特征在于：包括防爆压差传感器、防爆音叉传感器、防爆压力传感器和控制室，所述防爆音叉传感器设置在气垫仓仓壁上不同高度检测液位的高度区间，并且所述气垫仓仓壁上的上限检测位和下限检测位设置有所述防爆音叉传感器，所述防爆压力传感器设置在气垫仓仓壁或者仓底检测仓内压力，所述防爆压差传感器通过压力传输通路连接分别固定在气垫仓底部和顶部的压力测量元件，所述防爆压差传感器、防爆音叉传感器和防爆压力传感器的信号输出端连接所述控制室的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的一种大直径泥水盾构机的气垫仓防爆型液位检测装置，其特征在于：所述防爆压差传感器、防爆音叉传感器或防爆压力传感器为压力腔全一体化不锈钢结构，外层采用激光焊接双层密封，信号线全密封。

3.根据权利要求1所述的一种大直径泥水盾构机的气垫仓防爆型液位检测装置，其特征在于：所述防爆压差传感器得到气垫仓底部压力和大气压力的压差ΔP，由压差得到液位高度。

4.根据权利要求1所述的一种大直径泥水盾构机的气垫仓防爆型液位检测装置，其特征在于：所述的防爆音叉传感器，通过振动叉和气垫仓内液体的共振频率变化输出开关信号，相邻两防爆音叉传感器输出相反开关信号时，两防爆音叉传感器中间的高度区间即为液位区间所处的区间。

5.根据权利要求1所述的一种大直径泥水盾构机的气垫仓防爆型液位检测装置，其特征在于：由N个防爆音叉传感器将气垫仓高度分为N+1个高度区间[Ni,Ni+1]。

6.根据权利要求1所述的一种大直径泥水盾构机的气垫仓防爆型液位检测装置，其特征在于：所述防爆压差传感器设置有多组，通过压力传输通路连接多组分别固定在气垫仓底部和顶部的压力测量元件。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种大直径泥水盾构机的气垫仓防爆型液位检测装置，其特征在于，其检测步骤为：a,根据实际工况，预设气垫仓所需的液体高度H₀；b,由防爆音叉传感器检测实际液位高度区间，得到[H_低,H_高]，判断预设高度H₀∈[H_低,H_高]是否成立；

c,当调整气垫仓液体含量，直到H₀∈[H_低,H_高]成立；

d,当H₀∈[H_低,H_高]成立，则继续判断H₀＝H±μ是否成立，0≤μ≤δ，δ为工程标准误差，若H₀＝H±μ成立，输出实际高度H；若H₀＝H±μ不成立，调节气垫仓液体含量的升降，重复操作，直到H₀＝H±μ，输出此时测得液位高度H。

8.根据权利要求1所述的一种大直径泥水盾构机的气垫仓防爆型液位检测装置，其特征在于：所述压力测量元件分别安装在气垫仓底部和顶部，分别得到液体压力和大气压力，通过压力传输通路的采集电路将所得液体压力引入所述防爆压差传感器正压腔，大气压力引入所述防爆压差传感器负压腔，所得压力差ΔP，通过ΔP＝ρ*g*H₁，可以得到实时变化的液位高度H，通过安装多个所述防爆压差传感器，取液位高度平均值H₁。

9.根据权利要求8所述的一种大直径泥水盾构机的气垫仓防爆型液位检测装置，其特征在于：所述防爆压力传感器，安装于气垫仓侧壁，基于所测液体对气垫仓侧壁的压力，压力P正比于液位高度H，可以得到液位高度H₂，求取H＝(H₁+H₂)/2，得到准确的液位高度H。