[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)的超聲波壓力測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710344456.3
• 申請(qǐng)日: 2017-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107014556B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李興春;余義斌;秦傳波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 五邑大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01L11/06
• 分類(lèi)號(hào): G01L11/06
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 梁嘉琦

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)的超聲波壓力測(cè)量裝置，包括放在盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)圓管下表面的聲導(dǎo)介質(zhì)、用于發(fā)射超聲波和接收回波的超聲波換能器、用于處理回波的超聲波接收器、RS232接口模塊以及用于處理回波數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，超聲波換能器一端與聲導(dǎo)介質(zhì)接觸，超聲波換能器另一端與超聲波接收器連接，所述超聲波接收器通過(guò)RS232接口模塊與計(jì)算機(jī)連接。本發(fā)明通過(guò)放在盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)圓管下表面的聲導(dǎo)介質(zhì)使用超聲波進(jìn)行壓力檢測(cè)，可以準(zhǔn)確測(cè)出管道的內(nèi)部壓力，根據(jù)測(cè)得的壓力數(shù)據(jù)對(duì)盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)的工作進(jìn)行調(diào)整，保證了盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓力測(cè)量裝置，特別是一種用于盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)的超聲波壓力測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

螺旋輸送機(jī)在輸送形式上分為有軸螺旋輸送機(jī)和無(wú)軸螺旋輸送機(jī)兩種，在外型上分為U型螺旋輸送機(jī)和管式螺旋輸送機(jī)。有軸螺旋輸送機(jī)適用于無(wú)粘性的干粉物料和小顆粒物料；而無(wú)軸螺旋輸送機(jī)適合有粘性的和易纏繞的物料。螺旋輸送機(jī)一般由輸送機(jī)主體、進(jìn)出料口及驅(qū)動(dòng)裝置三大部分組成。螺旋輸送機(jī)的螺旋軸在物料運(yùn)動(dòng)方向的終端有止推軸承以隨物料給螺旋的軸向反力，在機(jī)長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)加中間吊掛軸承。螺旋輸送機(jī)與其它輸送設(shè)備相比，具有整機(jī)截面尺寸小、密封性能好、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、可中間多點(diǎn)裝料和卸料及操作安全、維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)一般用來(lái)傳送渣土，傳送渣土的管道內(nèi)部壓力是衡量盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)工作狀態(tài)的重要指標(biāo)，根據(jù)管道內(nèi)部壓力對(duì)盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)的工作進(jìn)行調(diào)整，可以有效保證盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)安全地工作，避免安全事故。但是目前沒(méi)有合適的測(cè)量裝置用來(lái)對(duì)盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)的管道內(nèi)部壓力進(jìn)行測(cè)量，使得盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)管道內(nèi)部壓力的測(cè)量工作很難進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)的超聲波壓力測(cè)量裝置。

本發(fā)明解決其問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種用于盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)的超聲波壓力測(cè)量裝置，包括放在盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)圓管下表面的聲導(dǎo)介質(zhì)、用于發(fā)射超聲波和接收回波的超聲波換能器、用于處理回波的超聲波接收器、RS232接口模塊以及用于處理回波數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，超聲波換能器一端與聲導(dǎo)介質(zhì)接觸，超聲波換能器另一端與超聲波接收器連接，所述超聲波接收器通過(guò)RS232接口模塊與計(jì)算機(jī)連接。

進(jìn)一步，所述超聲波接收器包括放大電路、濾波電路、增益電路以及電壓比較電路，所述放大電路的輸入端與超聲波換能器連接，放大電路的輸出端與濾波電路的輸入端連接，濾波電路的輸出端與增益電路的輸入端連接，增益電路的輸出端與電壓比較電路的輸入端連接，電壓比較電路的輸出端通過(guò)RS232接口模塊與計(jì)算機(jī)連接。本發(fā)明的超聲波接收器先對(duì)回波進(jìn)行初步處理，排除干擾，便于計(jì)算機(jī)對(duì)回波進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

進(jìn)一步，接觸界面的剛度系數(shù)與超聲回波的關(guān)系式為式中，C_r為超聲回波系數(shù)，即回波與發(fā)射超聲波的比值，K為接觸界面的剛度系數(shù)，ω為超聲波脈沖的角頻率，j為虛數(shù)單位，X_1u、X_2u為接觸界面兩種材料的超聲波脈沖阻抗，材料的超聲波脈沖阻抗為超聲波脈沖在該材料中的傳波速度與材料密度的乘積，其中接觸界面剛度式中，接觸體在正壓力P_norm作用下產(chǎn)生了u個(gè)單位變化量，此時(shí)接觸界面的剛度系數(shù)為K。本發(fā)明通過(guò)以上公式計(jì)算壓力P_norm，十分便捷和快速。X_1u為渣土的超聲波脈沖阻抗，X_2u盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)圓管的超聲波脈沖阻抗。

進(jìn)一步，本發(fā)明還包括XYZ掃描系統(tǒng)和多個(gè)聲導(dǎo)介質(zhì)，所述XYZ掃描系統(tǒng)包括用于移動(dòng)超聲波換能器對(duì)多個(gè)聲導(dǎo)介質(zhì)所在測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行壓力檢測(cè)的XYZ掃描支架和用于為XYZ掃描支架提供動(dòng)力的步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)與計(jì)算機(jī)連接，超聲波換能器安裝在XYZ掃描支架上。本發(fā)明將超聲波換能器安裝在XYZ掃描支架上，這樣便于移動(dòng)超聲波換能器對(duì)不同的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行壓力檢測(cè)。