一种盾构机及顶管机用传感器检验与校正系统的制作方法

本实用新型涉及盾构机及顶管机检测领域，尤其是涉及一种盾构机及顶管机用传感器检验与校正系统。

背景技术：

在盾构与顶管施工过程中对机器运行工况数据的采集分析是施工过程能否顺利进行的有力支持，盾构机需众多传感器来获取盾构机的运行状态，盾构机的稳定运行是保证整个隧道掘进工程质量一个重要环节，由于盾构机用的传感器多且处于恶劣工况下，就难免一些传感器会出现不准确或不工作的现象，盾构机传感器的失准或损坏，将直接影响隧道掘进工程的质量和进度，国内外行业内通行的做法是进行更换或返厂检修，前者浪费严重，一些通过调整、校验后可重新使用的传感器亦被抛弃；后者就造成施工成本的增加或因送检周期长而影响施工进度，这就会造成更大的损失。以及新传感器安装完毕后，需按照工况进行一些调整，这些调整是由现场人员完成的，调整的好坏与精度取决于操作人员的技术水平和工作态度，而人工操作存在很大的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种检测周期短、成本低、适用类型广、检测数据可储存以及查询的盾构机及顶管机用传感器检验与校正系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种盾构机及顶管机用传感器检验与校正系统包括液压泵、液压控制器、网络交换机、上位机、PLC数据处理装置、数据转换器、传感器供电电源、多个传感器检测接口和多根充电数据线，所述液压泵的出口端设有压力调节阀，所述液压控制器连接压力调节阀，所述网络交换机分别连接液压控制器、上位机和PLC数据处理装置，所述PLC数据处理装置连接数据转换器，每个传感器检测接口的一端分别连接数据转换器和传感器供电电源，另一端通过一充电数据线对应连接待测试传感器。

所述PLC数据处理装置包括基板以及插设在基板上的PLC供电电源、CPU处理器、数字量输入器、数字量输出器、模拟量输入器和模拟量输出器，所述CPU处理器通过基板分别连接PLC供电电源、数字量输入器、数字量输出器、模拟量输入器和模拟量输出器，所述网络交换机连接CPU处理器，所述数字量输入器、数字量输出器、模拟量输入器和模拟量输出器分别连接数据转换器。

所述多个传感器检测接口分为电压型传感器检测接口、电流型传感器检测接口、电阻型传感器检测接口和开关量型传感器检测接口。

每个传感器检测接口连接充电数据线的一端上设有用于防尘防水的翻盖。

该系统还包括便携式箱体，所述PLC数据处理装置、数据转换器、传感器供电电源均设置在便携式箱体内，所述多个传感器检测接口设于便携式箱体的侧面上。

所述便携式箱体的侧面上还设有对应传感器检测接口的多个用于反应检测状态的指示灯，多个指示灯均分别连接PLC数据处理装置。

所述便携式箱体的底面设有可折叠式滚轮。

所述压力调节阀采用压力调节范围为0～35Mpa的压力调节阀。

所述网络交换机通过无线网络分别连接液压控制器、上位机和PLC数据处理装置。

所述上位机连接有检测数据存储器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型系统通过建立液压试验单元、检测用上位机以及PLC数据传输单元之间的连接结构，可有效避免人为的错误，在盾构机运行工况条件下完成对传感器的检验与校正，使其完全符合传感器安装点工况状态，消除现场调整的误差，提高盾构机维护效率，降低施工成本，具有检测周期短、成本低的优点。

2、本实用新型系统PLC数据处理装置配合多个传感器检测接口、数据转换器，可检测不同类型的传感器使用状态，适用类型广，加之压力调节范围为0～35Mpa的压力调节阀，可调节不同的工况状态，同时传感器检测接口不仅可以接收传感器的检测数据，还可以提供传感器的供电电源，传感器无需外接电源接口，操作更加便捷。

3、本实用新型系统还设置了便捷式箱体，便于操作人员现场移动，且每个传感器检测接口设有用于防尘防水的翻盖，可以提高PLC数据传输单元在工程现场工作的稳定性。

4、本实用新型系统还设置了对应传感器检测接口的多个用于反应检测状态的指示灯，有利于现场操作人员及时观察到传感器的检测状态，设计更加人性化。

5、本实用新型系统的上位机可远程操作，同时还可以方便地查询检测数据存储器的数据，供试验研究用，功能多样化。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为传感器检测接口安装示意图。

图中：1、液压泵，2、液压控制器，3、网络交换机，4、上位机，5、PLC数据处理装置，6、数据转换器，7、传感器供电电源，8、传感器检测接口，9、充电数据线，10、待测试传感器，11、压力调节阀，12、便携式箱体，13、指示灯，14、开关量型传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种盾构机及顶管机用传感器检验与校正系统包括液压试验单元、网络交换机3、检测用上位机4以及PLC数据传输单元，其中液压试验单元用于提供驱动动力源，包括液压泵1、液压控制器2，PLC数据传输单元包括PLC数据处理装置5、数据转换器6、传感器供电电源7、多个传感器检测接口8、多根充电数据线9和便携式箱体12，液压泵1的出口端设有压力调节阀11，液压控制器2连接压力调节阀11，网络交换机3分别通过无线网络连接液压控制器2、上位机4和PLC数据处理装置5，上位机4连接有检测数据存储器，PLC数据处理装置5连接数据转换器6，每个传感器检测接口8的一端分别连接数据转换器6和传感器供电电源7，另一端通过一充电数据线9对应连接待测试传感器10，每个传感器检测接口8连接充电数据线9的一端上设有用于防尘防水的翻盖，PLC数据处理装置5、数据转换器6、传感器供电电源7均设置在便携式箱体12内，多个传感器检测接口8设于便携式箱体12的侧面上。

其中，PLC数据处理装置5包括基板以及插设在基板上的PLC供电电源、CPU处理器、数字量输入器、数字量输出器、模拟量输入器和模拟量输出器，CPU处理器通过基板分别连接PLC供电电源、数字量输入器、数字量输出器、模拟量输入器和模拟量输出器，网络交换机3连接CPU处理器，数字量输入器、数字量输出器、模拟量输入器和模拟量输出器分别连接数据转换器6。

如图2所示，便携式箱体12的侧面上还设有对应传感器检测接口8的多个用于反应检测状态的指示灯13，多个指示灯13均分别连接PLC数据处理装置5的CPU处理器。便携式箱体12的底面设有可折叠式滚轮。多个传感器检测接口8分为电压型传感器检测接口、电流型传感器检测接口、电阻型传感器检测接口和开关量型传感器检测接口，方便使用盾构机、顶管机的多类传感器检测。

本实施例中，PLC数据处理装置5采用MITSUBISHI的Q系列PLC，MITSUBISHI的Q系列PLC包括PLC供电电源Q61P、CPU处理器Q03UDECPU、数字量输入器QX40、数字量输出器QY10、模拟量输入器Q68ADIN、模拟量输入器Q68ADV、模拟量输出器Q64DAN、基板Q35B组成，电源模块Q61P供电范围为100-240VAC，其中所述各模块自左向右插装至基板Q35B上，组成信号处理单元，完成信号处理、计算与分析，上位机4采用微型计算机，用于检测元件的信息显示与储存，数据转换器6采用M-system的数据转换器，例如：M-system公司生产的M2MS-A-M/N 0～1KΩ模块，主要用于检测元件的信号类型的转换，以适合PLC模块数据接收类型，传感器供电电源7采用OMRON的低压电器产品，例如：OMRON公司生成的S8VS-06024和S82K-01512直流电源，用于检测元件供电，压力调节阀11采用压力调节范围为0～35Mpa的压力调节阀，满足各量程类型传感器的测量工况。

使用时，首先对盾构机所用的各类传感器按信号转换方式分类，以确定测试系统所需的给定信号源的类型；同时确定传感器检测接口8的类型，待测试传感器10通过对应传感器检测接口8连接数据转换器6和传感器供电电源7，再由数据转换器6连接至PLC数据处理装置5内对应信号类型的输入器，启动上位机4，上位机4发送控制压力调节阀11的控制信号，同时接收待测试传感器10的采集信号，将不同控制信号下传感器的反馈值与理论值的曲线比较，可更加详细的分析出传感器的线性问题，最后每个所检测过的传感器的数据都会记录在上位机4中，供操作人员随时查询。

当待测试传感器10是电压型传感器时，则该传感器信号输出线缆连接至Q68ADV模块进行电压信号的采集。通过多用途液压试验单元的液压泵1站输出线性压力，信号由CPU单元处理完成后，通过上位机4显示实时数值与线性曲线并保存信息，通过比对测试值与传感器理论值，即可判断传感器工作状态是否正常，从而判定现使用传感器是更换或是校正。对于校正后仍可继续使用的传感器，可通过本系统对传感器进行方便、快捷、标准的数据校正。当待测试传感器10是电流型传感器时，传感器信号输出线缆连接至Q68ADI模块进行电流信号的采集，测试过程同电压型传感器的测试过程。

实例一：待测试传感器10是土压传感器，盾构机中土压传感器是最为重要的传感器之一，它的工作状态与精度将直接影响盾构施工的质量与安全，通常盾构机中土压传感器在使用一段区间结束后再施工时，必须进行检查标定，某一盾构机采用日本共和WGA-100B型土压传感器，该型传感器即可输出电压信号也可输出电流信号，以电流输出做介绍，将该土压传感器连接至Q68ADI模块。以该类型传感器量程为0-0.50MPa作介绍，通过空压机和减压阀以及高精度数显表输出可控线性压力，信号由CPU单元处理完成后通过上位机4显示，对比上位机4显示值与高精度数显表值，可直观判断传感器是否工作正常，如发现检测值与实际值有偏差，则需要对传感器进行重新标定，可通过传感器变送器上的S、ZM、ZF旋钮进行调整，以达到标准性能，同时上位机4将保存调整之前和调整完成的数值，方便日后查询与比较。

实例二：待测试传感器10是温度检测传感器，采用PT100热电阻式传感器，可通过BM-TR/IS模块将电阻信号转换为电流信号连接至Q68ADI模块，通过比对测试值与理论值，即可直观的判断传感器的好坏。

实例三：待测试传感器10是接近开关，盾构机中常使用在注浆动作计数、拼装机马达计数(如图2所示)、伸缩平台限位等，此类传感器为开关量信号，可连接至QX40模块，通过测试，即可直观的判断传感器工作状态是否正常。