[实用新型]基于超声波测距的盾构机盾尾间隙实时测量系统

说明书

本实用新型公开了一种基于超声波测距的盾构机盾尾间隙实时测量系统，包括上位机、采集单元和测距单元，测距单元，包括测量安装板和测距传感器，测量安装板的一端设置有反射槽，反射槽的一个端面设置有传感安装孔；测距传感器安装在传感安装孔内且测距传感器的探头朝向反射槽，反射槽与测距传感器探头相对的端面设置为倾斜反射面；所述采集单元，包括采集模块和通讯模块，采集模块通过通讯线缆与航空接插件连接，并经采集模块与上位机通讯。本实用新型防护等级高，现场安装模块方便，提高工作效率；适用范围较广，采用非接触式测量，测量准确，且避免环境干扰，减小硬件损坏。

技术领域

本实用新型属于盾构测量技术领域，具体涉及一种基于超声波测距的盾构机盾尾间隙实时测量系统。

背景技术

在盾构施工中，由于盾构机推进路线的曲率变化以及推进油缸的伸出长度不能时刻保持一致等原因，导致盾构机尾部盾壳内壁与管片外径之间的空间发生变化，这个空间就是盾尾间隙。当盾尾间隙变化量超过设计允许的变化范围时，将会导致盾尾与管片之间发生过渡挤压而加速盾尾密封刷的磨损，破坏盾尾密封系统，甚至造成盾构机推进轴线发生偏离，给施工带来不便。因此，有必要对盾尾间隙进行连续、周期测量来保证盾构施工的顺利进行。

目前，在我国现有的盾构施工条件下，盾尾间隙主要靠人工测量，由于每次测量位置并不能保持一致以及工人技术和素质的差异，盾尾间隙测量的结果往往会产生较大的误差，同时盾构机内狭小的空间和复杂的施工环境会给测量人员带来严重的安全隐患。目前现有的有图像处理技术对盾尾间隙进行测量，但对坏境要求较高，因地下施工环境恶劣，采光不理想，灰尘较多。造成测量准确性较低。

实用新型内容

本发明要解决的是现有人工测量导致带来的安全隐患问题，从而提供一种基于超声波测距的盾构机盾尾间隙实时测量系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于超声波测距的盾构机盾尾间隙实时测量系统，包括上位机、采集单元和测距单元，所述测距单元，包括测量安装板和测距传感器，测距安装板的厚度为34mm~40mm，测距传感器为超声波测距传感器。测量安装板的一端设置有反射槽，反射槽的一个端面设置有传感安装孔，传感安装孔的轴线与反射槽的轴线垂直且传感安装孔与反射槽相通；测距传感器安装在传感安装孔内且测距传感器的探头朝向反射槽，反射槽与测距传感器探头相对的端面设置为倾斜反射面；测量安装板的另一端设置有穿线孔和航空接插件，测距传感器的引线穿过穿线孔与航空接插件连接；测量安装板设置航空接插件的一端安装在盾尾的开槽内，且测距传感器的安装方向与盾尾平行；所述采集单元，包括采集模块和通讯模块，采集模块通过通讯线缆与航空接插件连接，并经采集模块与上位机通讯。

优选地，所述倾斜反射面的坡度为45°，且倾斜反射面的宽度大于测距传感器的检测宽度，可准确有效的测量盾尾间隙的距离值，并且45°是为了确保测距传感器的测量光被反射后构成与盾尾垂直的角度，使其垂直射到管片上。

为了确保测量距离准确以及传感器安装稳固，测距传感器在传感安装孔内进行灌胶封装。

并且为了给测距单元进行供电，在盾尾内设置有供电槽，供电线从盾体引出并进入供电槽后与测距单元的航空接插件连接，实现供电。

本实用新型在盾尾开设有若干个开槽，每个开槽内均安装有一个测距单元，以确保测量准确。而测距单元的超声波测距传感器是灌封在测量安装板内，防护等级高，即使在盾尾恶劣复杂环境下超声波测距传感器的检测精度和信号的传输都能良好。而在超声测距模块后侧引出线，并加设航空接插件，提高了防护等级，一方面现场安装模块方便，且简化穿线工作，提高工作效率；另一方面测量过程中发现损坏可方便的拆卸并替换新的超声测距模块。并且测距单元的厚度仅为34mm，在结构改变较小的情况下即可测量，即使土压盾构的盾壳厚度较薄，也可适用，其适用范围较广，且本实用新型采用非接触式测量，测量准确，且避免环境干扰，减小硬件损坏。

附图说明