&。这 些第一电容Ci串联形成第一电容网络101，其中，第一电容网络101的第一端A形成整个梯形 电容网络的第一外接端口。同时，第一电容网络101的两端(包括第一端A和第二端B)以及第 一电容网络中相邻第一电容&的交点均与一第二电容(： 2的第一端连接，各个第二电容(：2的 第二端通过导线连接并形成整个梯形电容网络的第二外接端口。
[0051] 从上述描述可以看出，图1所示的梯形电容网络可以根据所包含的第二电容(：2的 数量而视为具有对应的阶数。例如，假设梯形电容网络包含有i个第二电容C 2,那么该梯形 电容网络的阶数则为i。
[0052] 需要指出的是，在本发明的不同实施例中，梯形电容网络的总阶数可以根据实际 需要进行配置，本发明不限于此。例如，在保证检测结果具有相同准确性和精确性时，如果 所要检测的盾构机刀具的厚度较厚，那么所选择的梯形电容网络的总阶数则需要较高，这 样梯形电容网络的总长度也就较长;而如果所需要检测的盾构机刀具的厚度较薄时，那么 所选择的梯形电容网络的总阶数则可以较低，这样梯形电容网络的总长度也就较短。
[0053]为了保证检测结果的准确性，本实施例中，梯形电容网络中第一电容网络101呈直 线状，同时，第一电容网络101中相邻第一电容Cl之间的间距相等。具体地，本实施例中，第 一电容网络101中相邻第一电容心之间的间距优选地设置为2mm。需要指出的是，在本发明 的其他实施例中，根据检测需要，梯形电容网络中第一电容网络的形状还可以为其他合理 形状(例如波浪状等），本发明不限于此。
[0054]同时，在本发明的其他实施例中，第一网络101中相邻第一电容&之间的间距也可 以不相等，并且第一网络101中相邻第一电容心之间的间距还可以为其他合理值（例如 [1mm，3mm]中的其他合理值等），本发明同样不限于此。
[0055]对于现有的采用电阻来进行盾构机刀具磨损量在线检测的装置来说，由于随着电 阻磨损量的增加，装置的阻值变化并未是线性增长的，而这也就导致了检测到的磨损量存 在较大误差。
[0056]为了保证传感器所检测到的刀具磨损量更加准确，本实施例中将梯形电容网络配 置为容值随刀具磨损量的增加而近似线性减小。为此，本实施例将梯形电容网络中的第一 电容Ci的容值与第二电容&容值之比配置为大于预设比值，具体地，该预设比值优选地设置 为1000。这样，梯形电容网络的容值将会随电容网络阶数的增加而近似呈线性增长，当梯形 电容网络的阶数随盾构机刀具磨损量的增大而减小时，梯形电容网络的容值将随其阶数的 减小而近似线性减小，从而有助于提高最终检测结果的准确性。
[0057]需要指出的是，为了保证梯形电容网络的总容值将随电容网络阶数的增加近似呈 线性增长，在本发明的其他实施例中，上述预设比值还可以配置为其他合理值(例如预设比 值的取值还可以为[800，1200 ]中的其他合理值），本发明不限于此。
[0058]当梯形电容网络中的第一电容心的容值与第二电容C2容值之比大于预设比值时， 整个梯形电容网络的容值可以根据如下表达式求得：
[0059]
[0060]其中，C(i)表示阶数为i的梯形电容网络的当前电容，Cl·表示第一电容的电容值，η 表不第二电容与第一电容的电容值之比，A(i，k)和B(i，k)分别表不分子系数矩阵Α和分母 系数矩阵B中第i行第k列的元素。
[0061] 本实施例中，A(i，k)和B(i，k)可以分别分别根据如下表达式确定得到：
[0062]
[0063]
[0064] 这样，通过计算整个梯形电容网络的当前容值便可以得到该梯形电容网络所对应 的当前阶数，而根据梯形电容网络所对应的当前阶数则可以确定出该梯形电容网络的当前 长度，通过合理配置梯形电容网络在盾构机刀具中的位置，可以由该梯形电容网络的当前 长度确定出盾构机刀具的当前厚度。而盾构机刀具的原始厚度是已知的，因此由盾构机刀 具的当前厚度也就可以确定出盾构机刀具的磨损量，从而实现对盾构机刀具的磨损检测。
[0065] 当然，当确定出梯形电容网络的当前长度后，结合梯形电容网络的原始长度便可 以确定出梯形电容网络的长度变化值，通过合理配置梯形电容网络在盾构机刀具中的位 置，根据该长度变化值便可以确定出盾构机刀具的磨损量。例如，通过合理配置梯形电容网 络在盾构机刀具中的位置，盾构机刀具的磨损量的长度变化值也即盾构机刀具的磨损量。
[0066] 图2示出了本实施例所提供的用于盾构机刀具磨损检测的传感器的结构示意图。
[0067] 如图2所示，除梯形电容网络之外，本实施例所提供的传感器还包括：电容网络套 201、螺纹套202、第一外接线203和第二外接线204。其中，梯形电容网络设置在电容网络套 201内，螺纹套202与电容网络套201连接。本实施例中，螺纹套202的外壁形成有螺纹，这样 梯形梯形电容网络便可以通过螺纹套202可靠地固定在盾构机刀具内部。第一外接线203和 第二外接线204分别与梯形电容网络的第一外接端口和第二外接端口连接，用以将梯形电 容网络的输出的信号传输到外部。为了保证梯形电容网络的安装效果，本实施例中，螺纹套 203的外径优选地大于或等于电容网络套的外径。
[0068] 需要指出的是，在本发明的其他实施例中，梯形电容网络还可以通过其他合理的 方式来固定在盾构机刀具内部，本发明不限于此。例如在发明的一个实施例中，还可以通过 灌注胶体的方式来将梯形电容网络固定在盾构机刀具内部。
[0069] 本实施例还提供了一种盾构机刀具磨损检测装置，该装置采用了如上所述的传感 器。此外，为了确定出盾构单据的磨损量，该装置还包括了相关的外围电路。具体地，如图3 所示，本实施例所提供的盾构机刀具磨损检测装置包括:传感器301、信号调理电路302以及 数据处理单路303。
[0070] 如图4所示盾构机刀具系统，本实施例中，传感器301通过形成在盾构机刀具401中 的导孔402安装在盾构机刀具内部。该导孔的端口处（即尾部)形成有与传感器的螺纹套配 合的螺纹孔403,这样传感器便可以可靠地安装固定在盾构机内部。传感器产生的信号便可 以通过信号线404(包括第一外接线和第二外接线)传导出盾构机刀具401。为了准确确定出 盾构机刀具的磨损量，本实施例中，传感器中梯形电容网络远离螺纹套的一段优选地延伸 至靠近盾构机刀具的刀面405位置处。
[0071] 需要指出的是，在本发明的不同实施例中，传感器与盾构机刀具本体所呈的角度 根据实际需要还可以配置为不同的角度值，本发明不限于此。例如，对于同一传感器，在满 足刀具配置要求的情况下，其与盾构机刀具的刀面所呈的角度越小，其对于盾构机刀具磨 损量的检测也就越精确。
[0072]再次如图3所示，本实施例中，信号调理电路302与传感器301连接，其用于对传感 器301输出的表征该传感器中梯形电容网络的当前电容值的第一电信号进行调理，得到第 二电信号。本实施例中，信号调理电路302优选地包括运算放大电路和滤波整形电路。当然， 在本发明的其他实施例中，信号调理电路302也可以包含其他合理的电路结构，用以实现其 他合理的功能，本发明不限于此。
[0073]数据处理电路303与信号调理电路302连接，其用于根据信号调理电路302输出的 第二电信号确定出盾构机刀具的磨损量。具体地，本实施例中，数据处理电路303优选地包 括模数转换电路和处理器。该处理器为微处理器，其中，模数转换电路连接在信号调理电路 302与微处理器之间，其用于对第二电信号进行模数转换，并将得到的数字信号传输给微处 理器。
[0074]本实施例中，处理器首先根据模数转换电路传来的数字信号计算得传感器301中 梯形电容网络的当前电容值C(i)，随后根据计算得到的当前电容值C(i)利用表达式（1)计 算得到梯形电容网络当前阶数i。由于对于某一传感器来说，其梯形电容网络的结构是固定 的，因此梯形电容网络的阶数与梯形网络的长度（即传感器的长度)之间的对应关系也是固 定的，这样处理器也就可以根据梯形电容网络的当前阶数i确定出梯形电容网络的当前长 度。而根据梯形电容网络当前的长度以及梯形电容网络的原始长度也就可以确定出梯形电 容网络的长度变化量，进而根据梯形电容网络的长度变化量确定出盾构机刀具的磨损量。
[0075] 本实施例中，传感器采用了电容构成的梯形网络结构形式，其中第一电容心的容 值优选地设置为10nF，第二电容&的容值优选地设置为10pF，这样第一电容&与第二电容C 2 的比值为则1000,即第二电容C2与第一电容&的比值η为0.001。相邻的第一电容&的间距优 选地设置为2mm。