[實用新型]基于超聲波測距的盾構機盾尾間隙實時測量系統

有效

• 申請號: 201821589793.5
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN208950583U
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 孫偉;李光;林福龍;孟祥波;魏曉龍;路亞緹;賀開偉;馬鋼建
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D11/08;E21F17/18
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;謝萍

本實用新型公開了一種基于超聲波測距的盾構機盾尾間隙實時測量系統，包括上位機、采集單元和測距單元，測距單元，包括測量安裝板和測距傳感器，測量安裝板的一端設置有反射槽，反射槽的一個端面設置有傳感安裝孔；測距傳感器安裝在傳感安裝孔內且測距傳感器的探頭朝向反射槽，反射槽與測距傳感器探頭相對的端面設置為傾斜反射面；所述采集單元，包括采集模塊和通訊模塊，采集模塊通過通訊線纜與航空接插件連接，并經采集模塊與上位機通訊。本實用新型防護等級高，現場安裝模塊方便，提高工作效率；適用范圍較廣，采用非接觸式測量，測量準確，且避免環境干擾，減小硬件損壞。

技術領域

本實用新型屬于盾構測量技術領域，具體涉及一種基于超聲波測距的盾構機盾尾間隙實時測量系統。

背景技術

在盾構施工中，由于盾構機推進路線的曲率變化以及推進油缸的伸出長度不能時刻保持一致等原因，導致盾構機尾部盾殼內壁與管片外徑之間的空間發生變化，這個空間就是盾尾間隙。當盾尾間隙變化量超過設計允許的變化范圍時，將會導致盾尾與管片之間發生過渡擠壓而加速盾尾密封刷的磨損，破壞盾尾密封系統，甚至造成盾構機推進軸線發生偏離，給施工帶來不便。因此，有必要對盾尾間隙進行連續、周期測量來保證盾構施工的順利進行。

目前，在我國現有的盾構施工條件下，盾尾間隙主要靠人工測量，由于每次測量位置并不能保持一致以及工人技術和素質的差異，盾尾間隙測量的結果往往會產生較大的誤差，同時盾構機內狹小的空間和復雜的施工環境會給測量人員帶來嚴重的安全隱患。目前現有的有圖像處理技術對盾尾間隙進行測量，但對壞境要求較高，因地下施工環境惡劣，采光不理想，灰塵較多。造成測量準確性較低。

實用新型內容

本發明要解決的是現有人工測量導致帶來的安全隱患問題，從而提供一種基于超聲波測距的盾構機盾尾間隙實時測量系統。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案如下：

一種基于超聲波測距的盾構機盾尾間隙實時測量系統，包括上位機、采集單元和測距單元，所述測距單元，包括測量安裝板和測距傳感器，測距安裝板的厚度為34mm~40mm，測距傳感器為超聲波測距傳感器。測量安裝板的一端設置有反射槽，反射槽的一個端面設置有傳感安裝孔，傳感安裝孔的軸線與反射槽的軸線垂直且傳感安裝孔與反射槽相通；測距傳感器安裝在傳感安裝孔內且測距傳感器的探頭朝向反射槽，反射槽與測距傳感器探頭相對的端面設置為傾斜反射面；測量安裝板的另一端設置有穿線孔和航空接插件，測距傳感器的引線穿過穿線孔與航空接插件連接；測量安裝板設置航空接插件的一端安裝在盾尾的開槽內，且測距傳感器的安裝方向與盾尾平行；所述采集單元，包括采集模塊和通訊模塊，采集模塊通過通訊線纜與航空接插件連接，并經采集模塊與上位機通訊。

優選地，所述傾斜反射面的坡度為45°，且傾斜反射面的寬度大于測距傳感器的檢測寬度，可準確有效的測量盾尾間隙的距離值，并且45°是為了確保測距傳感器的測量光被反射后構成與盾尾垂直的角度，使其垂直射到管片上。

為了確保測量距離準確以及傳感器安裝穩固，測距傳感器在傳感安裝孔內進行灌膠封裝。

并且為了給測距單元進行供電，在盾尾內設置有供電槽，供電線從盾體引出并進入供電槽后與測距單元的航空接插件連接，實現供電。

本實用新型在盾尾開設有若干個開槽，每個開槽內均安裝有一個測距單元，以確保測量準確。而測距單元的超聲波測距傳感器是灌封在測量安裝板內，防護等級高，即使在盾尾惡劣復雜環境下超聲波測距傳感器的檢測精度和信號的傳輸都能良好。而在超聲測距模塊后側引出線，并加設航空接插件，提高了防護等級，一方面現場安裝模塊方便，且簡化穿線工作，提高工作效率；另一方面測量過程中發現損壞可方便的拆卸并替換新的超聲測距模塊。并且測距單元的厚度僅為34mm，在結構改變較小的情況下即可測量，即使土壓盾構的盾殼厚度較薄，也可適用，其適用范圍較廣，且本實用新型采用非接觸式測量，測量準確，且避免環境干擾，減小硬件損壞。

附圖說明