专利名称：盾构机土压力检测系统校验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及隧道施工设备，具体涉及一种用于在盾构机上对土压力检测 系统及传感器进行校验的盾构机土压力检测系统校验装置。
技术背景
目前，用于国内外各种隧道施工盾构机中的土压力检测传感器均是产自日 本、德国和法国等国家，其各种技术指标在出厂时已作了标定。但当盾构机使用 了一定的阶段后，其性能可能会发生变化。为了确保土压力传感器的精度和质量， 就必须对土压力传感器进行再校验。由于盾构机施工作业单位都不具备检测手 段，而无法自行校验，只能送到国内专业校验机构去完成。从而产生了校验周期 长、费用高的矛盾。
而且，由于盾构机中的土压力传感器必须与其相对应的放大变送器一起匹配 工作形成检测系统。因此，在校验时须将土压力传感器与放大变送器柜一并外送。
如FCB等盾构机。这样既造成了拆卸、运输和安装上的困难，又容易造成系统零 部件的损坏。而现在大多数的盾构机(如小松、海瑞克等)中并没有设置独立的 放大变送器柜，而是安装在中继系统控制柜内。而将庞大的中继系统控制柜拆下 一起送检是很困难的。如果单独将其中的放大变送器拆卸下来，则极易造成损坏， 而且工作、系统构成都相当困难。
因此，只能将土压力传感器单独外送校验(这仅仅是对土压力传感器本身误 差等技术指标的评估)，并且在校验好回来安装完毕后，还得再重新进行土压力 传感器与放大变送器的系统匹配进行联调。所以单独对土压力传感器进行校验的 方法，只能讲仅仅是离线校验了土压力传感器其本身的技术数据和质量好坏，并 不能对土压力检测系统进行完整的校验。采用这种方法进行校验既麻烦而实际误 差又较大。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种盾构机土压力检测系统校验装置，能够直接 在盾构机上进行在线校验，而不用拆走外送土压力传感器，并保证校验精度。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下盾构机土压力检测系统校 验装置，包括主体储压容器，其特征在于该主体储压容器设有传感器连接接口， 其特征在于主体储压容器设有模拟压力输入端口 ，该模拟压力输入端口与模拟压 力发生装置连接，该主体储压容器设有基准压力表，该主体储压容器设有压力变 送器，该压力变送器与基准压力数显仪连接。被测土压力传感器安装在传感器连 接接口上，土压力传感器与PLC控制系统连接。传感器连接接口设有固定法兰， 与固定法兰连接的是可更换法兰，被测土压力传感器与可更换法兰连接。模拟压 力发生装置还设有压力表。
本实用新型是一种盾构机土压力检测系统校验装置，适合用于各种品牌、型 号盾构机中土压力传感器及检测系统的校验，能完成盾构机在施工安装现场进行 土压力传感器及检测系统的在线校验、技术分析和质量评定。并且也可进行盾构 机大、小修和保养后的土压力传感器及检测系统的在线校验。本实用新型的优点 在于解决了在研究所里无法完成的在线校验土压力传感器及系统的难题，将实现 在线校验土压力传感器及系统的目标，从而在设备上有效控制地面沉降、确保隧 道施工质量，降低了盾构机的维护以及施工的成本。
图1为本实用新型的结构示意图， 图2为本实用新型的系统工作图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。
盾构机土压力检测系统校验装置，包括主体储压容器，其特征在于该主体储 压容器1设有传感器连接接口 2，其特征在于主体储压容器1设有模拟压力输入
端口3，该模拟压力输入端口 3与模拟压力发生装置4连接，该主体储压容器l 设有基准压力表5，该主体储压容器1设有压力变送器6，该压力变送器6与基 准压力数显仪7连接。被测土压力传感器8安装在传感器连接接口 2上，土压力 传感器8与PLC控制系统9连接。传感器连接接口 2设有固定法兰10，与固定 法兰连接10的可更换法兰11，被测土压力传感器8与可更换法兰11连接。模 拟压力发生装置4还设有压力表12。 13为另一个可更换法兰。主体储压容器为 一圆形钢筒体，通过连接端口分别与被测土压力传感器、基准压力表、该压力变 送器连接。该检测装置通过运用可控的模拟压力发生装置，建立模拟工作压力，使土压 力传感器能够接受到与实际施工相同的模拟土压力。采用主体储压容器，进行采 集、存储和传递工作压力，还用于安装需校验的土压力传感器，同时配置了压力 表、压力传感器和基准压力数显仪作为校验的基准。通过盾构机的PLC控制系统 (包括放大变送器等)来对土压力传感器及进行整个系统的校验。
① 釆用稳定可靠的模拟压力源，实现在线检测 由于盾构机不在施工中推进或通常维修中土压力检测系统无法得到土压力
的，因此，建立模拟土压力来进行系统校验是工作的关键。
建立模拟土压力，就是要研究解决压力发生源的问题。要求模拟压力发生源 须适合本装置的工作特点，经过研究发现水压型(手动)压力发生源其所具有的 使用特性(具有压力产生稳定可靠、使用方便、体积小、取水容易、价格经济) 适用于施工现场工作，能完全满足装置的工作需求，成功地解决了校验时无法得 到土压力的难题。
② 将模拟压力传递到土压力传感器 模拟压力要完全传递到土压力传感器上，就要解决的是土压力传感器的安装
传递接口问题。采用固定法兰和与固定法兰连接的可更换法兰，土压力传感器安 装在可更换法兰上，这样就能联接各种型号规格的盾构机用土压力传感器，从而 在联接端口上保证了模拟土压力的准确传递。
(D确保校验的的真实性和可信度
当模拟土压力建立后，如何保证压力准确地、可信地、同时地传递到被测土 压力传感器与工作压力表上，则成为发明的重点。经过各种方案的研讨，确定以 圆形开口钢筒体为主体，来作为采集、存储和传递工作压力的储压容器。在其上 面通过连接端口安装了被测土压力传感器与校验基准仪表，使它们在同一压力容 器内接受到压力源传递来的模拟土压力。使土压力传感器与校验基准仪表所承受 的模拟土压力与实际施工中所承受的土压力完全一致，这就确保了校验压力的真 实性与可信度。
④保证校验的精度
为了保证整个系统校验基准的精度，在储压容器上安装配置了校验基准仪 表，即采用基准压力表(1.6级)与高精度检测压力变送器(0.5级)配数显仪 表相结合的双保险检测(使它们与土压力传感器一起得到模拟土压力)，来确保数据采集取样的可靠性与精确性。结合 PLC控制系统(控制操作屏的土压
力显示)，对整个土压力检测系统进行校验和技术分析，从而得出土压力传感器 和检测系统的误差和精度的质量评定结论。
⑤实用性与通用性结构设计合理、稳定可靠、可重复使用，便于携带、安装 和操作等特性。
对于装置的整体研究设计，着重于从实用性的角度出发，在结构外形上考虑 到在S构机内部狭小空间内工作的特殊环境，要求稳定可靠、紧凑合理、便于安 装操作和搬运。为此，设计了可调节的燕尾形支架上，将主体储压容器安装在其 上面，并可左右旋转角度，使校验操作更加方便，加大了观察仪表的可视角度和 范围。另外，又设计了装置固定底板与拉手，使得装置整体结构稳定、便于移动。
权利要求1、盾构机土压力检测系统校验装置，包括主体储压容器，其特征在于该主体储压容器设有传感器连接接口，主体储压容器设有模拟压力输入端口，该模拟压力输入端口与模拟压力发生装置连接，该主体储压容器设有基准压力表，该主体储压容器设有压力变送器，该压力变送器与基准压力数显仪连接。
2、 如权利要求1所述的盾构机土压力检测系统校验装置，其特征在于被测土压力传感器安装在传感器连接接口上，土压力传感器与PLC控制系统连接。
3、 如权利要求2所述的盾构机土压力检测系统校验装置，其特征在于传感器连接接口设有固定法兰，与固定法兰连接的可更换法兰，被测土压力传感器与可更换法兰连接。
4、 如权利要求1所述的盾构机土压力检测系统校验装置，其特征在于模拟压力发生装置还设有压力表。
5、 如权利要求1所述的盾构机土压力检测系统校验装置，其特征在于主体储压容器安装在燕尾形支架上，主体储压容器为一圆形钢筒体，通过连接端口分别与被测土压力传感器、基准压力表、该压力变送器连接。
专利摘要本实用新型涉及盾构机土压力检测系统校验装置，包括主体储压容器，其特征在于该主体储压容器设有传感器连接接口，其特征在于主体储压容器设有模拟压力输入端口，该模拟压力输入端口与模拟压力发生装置连接，该主体储压容器设有基准压力表，该主体储压容器设有压力变送器，该压力变送器与基准压力数显仪连接。本实用新型的优点在于解决了在研究所里无法完成的在线校验土压力传感器及系统的难题，将实现在线校验土压力传感器及系统的目标，从而在设备上有效控制地面沉降、确保隧道施工质量，降低了盾构机的维护以及施工的成本。
文档编号G01L25/00GK201421386SQ20092007006
公开日2010年3月10日 申请日期2009年4月8日 优先权日2009年4月8日
发明者李新利, 沈培坚, 陈建民 申请人:上海市机械施工有限公司