盾构机主液压监测系统的制作方法

本实用新型涉及盾构机运行监测装置，具体为一种盾构机主液压在线监测系统。

背景技术：

近年来，西方发达国家利用电子技术和信号处理技术，研制了多种新型嵌入式油液分析传感器，克服了实验室离线分析方法，成本高，操作复杂，测量结果滞后的不足。目前，机械设备润滑油的维护方案主要是参考厂家推荐，实行按使用时间或是运行时间。基于油液分析的设备状态监测已成为多数现代工业维修活动中的不可缺少的手段之一，并在设备状态的监测及故障诊断、磨擦磨损机理的研究、判定润滑系统的污染状况、制定正确的换油周期等几个方面获得广泛的应用。

随着社会的不断发展，尤其是城镇化进程的不断加快，一些优质资源的相对集中，导致国内涌现出了大量的人口大城市和特大城市，人口相对集中带来积极推动社会进步的同时，巨大的衣食住行也给社会带来了巨大压力，尤其是在有限的地表土地资源建设交通设施，更是难上难。

为了缓解地表用地压力，以及道路交通的拥堵，许多城市纷纷上线地铁项目。盾构机作为隧道掘进设备，处于良好的安全运行与备用状态，才能更好有效地发挥设备效率。

盾构机是集机械、液压、电气与自动化控制等于一体的综合性大型施工机械。其工作的地底环境未知，有硬岩，软沙，地下水等复杂施工条件。再有工作环境差：粉尘较大，高度潮湿。而且在地下施工中后退的机会很小，同时要求一定的掘进速度。

盾构机故障率的高低直接影响到隧道施工的质量、安全和进度，而液压系统污染是造成盾构故障停机一个非常重要的原因。以往设备油液检测需要到现场采集油样，送到实验室完成检测分析，然后将数据再返给现场维修人员。由于花大量时间传递油样和数据，完成一个油样分析往往少则几个小时，多则长达数天。然而过程中受到取样的限制，很难取到具有代表性的油样。

盾构机作为隧道掘进，岩石开凿的主要设备，首先地底环境未知，有硬岩，软沙，地下水等复杂施工条件。其次工作环境差：粉尘较大，高度潮湿。还有就是在地下施工中后退的机会很小，同时要求一定的掘进速度。盾构机主要的设备如刀盘，推力装置大多为进口部件，保证其良好的运行状态是设备运行状态在线检测的首要使命，盾构机必须保持良好的安全运行与备用状态，才能更好有效地发挥设备效率。为保证这种良好的状态必须对盾构机进行标准化、科学化、系统化的维护。由于盾构机工作的环境及运行过程中复杂的工况条件，因此TBM(盾构）状态监测与故障诊断技术等与设备维护相关的新技术不断的被引入TBM(盾构）的维护及维修改造、技术升级的过程中。

据统计，盾构机液压系统故障中80%以上故障是由于油液被污染造成。液压油系统如果出现非正常状态工作，会导致压缩比发生变化引起液压系统工作性能变坏及液压系统相关元器件的磨损加剧。

因此对盾构机液压系统状态监测与诊断技术的运用显得十分有必要。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种针对TBM液压油粘度、水分含量和清洁度进行监测和分析，并为盾构机的运行及维护提供及时的在线检测分析，保障盾构保养维护及时的盾构机主液压监测系统。

本实用新型的目的是这样实现的：

盾构机主液压监测系统，包括设置在盾构机主液压系统回油管路9上的与控制器3连接的嵌入式采集监测模块装置1，控制器3同时连接采集监测供电及控制装置和液晶显示屏2；控制器3连接位于控制室内的工控机4，工控机4连接打印输出设备7和诊断专家中心6；所述的盾构机主液压系统回油管路9上设置有冷却器10，冷却器10后方设置有第一过滤器d，第一过滤器后发设置有现在检测装置进油管接口g，检测装置进油管接口g与进由管11的一端连接，进油管11的另一端连接采集监测供电及控制装置，采集监测供电及控制装置同时通过电动三通阀15连接嵌入式采集监测模块装置1，所述的嵌入式采集监测模块装置1连接出油管17，出油管17连接设置在检测装置进油管接口g后方回油管路9上的检测装置出油管接口h；

所述的工控机4通过Internet5与诊断专家中心6连接；所述的工控机4上同时设置有集成嵌入式其他变电器接口模块8；

所述的嵌入式采集监测模块装置1及采集监测供电及控制装置所有部件采用固定安装，配置专门的模块箱体，模块箱体底部设计减震缓冲装置；

所述的出油管17上依次设置有单向阀16和第三过滤器f；

所述的采集监测供电及控制装置包括依次串联连接的电动阀12、第二Y过滤器e、预处理装置13、油泵14和电动三通阀15；

所述的嵌入式采集监测模块装置1包括与电动三通阀15连接的水分检测采集模块a，与水分检测采集模块a连接的粘度检测采集模块b，粘度检测采集模块b连接单向阀16；同时包括连接在电动三通阀15与单向阀16中间的污染度检测采集模块c；

所水分检测采集模块a与粘度检测采集模块b串联，同时与污染度检测采集模块c并联。

积极有益效果：本实用新型提供了一种针对TBM液压油粘度、水分含量和清洁度进行监测和分析，并为盾构机的运行及维护提供及时的在线检测分析，保障盾构保养维护及时的盾构机主液压系统在线监测装置；掌握和了解设备运转过程中润滑油各项指标的变化状况，具备预警功能，在此基础上进行数据的收集和分析处理，完成设备润滑特征库的建立及远程诊断的模型的初步建立；实现对TBM(盾构）的润滑情况进行详细的解析，并为TBM(盾构）的状态维护和故障诊断提供可靠的数据支持，为盾构机的有序持续的运行提供了及时的养护保养保障，降低了设备运行故障率和维修成本，保障了施工进度，提供了企业市场竞争力。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图一；

图2为本实用新型的结构框图二；

图中为：嵌入式采集监测模块装置1、液晶显示屏2、控制器3、工控机4 、Internet5、诊断专家中心6、打印输出设备7、其他变电器接口模块8、盾构机主液压系统回油管路9、冷却器10、进口管11、电动阀12、预处理装置13、油泵14、电动三通阀15、单向阀16、出油管17、水分检测采集模块a、粘度检测采集模块b、污染度检测采集模块c、第一过滤器d、第二Y过滤器e、第三过滤器f、检测装置进油管接口g、检测装置出油管接口h。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步的说明：

如图1、图2所示，盾构机主液压监测系统，包括设置在盾构机主液压系统回油管路9上的与控制器3连接的嵌入式采集监测模块装置1，控制器3同时连接采集监测供电及控制装置和液晶显示屏2；控制器3连接位于控制室内的工控机4，工控机4连接打印输出设备7和诊断专家中心6；所述的盾构机主液压系统回油管路9上设置有冷却器10，冷却器10后方设置有第一过滤器d，第一过滤器后发设置有现在检测装置进油管接口g，检测装置进油管接口g与进有管11的一端连接，进油管11的另一端连接采集监测供电及控制装置，采集监测供电及控制装置同时通过电动三通阀15连接嵌入式采集监测模块装置1，所述的嵌入式采集监测模块装置1连接出油管17，出油管17连接设置在检测装置进油管接口g后方回油管路9上的检测装置出油管接口h；

所述的工控机4通过Internet5与诊断专家中心6连接；所述的工控机4上同时设置有集成嵌入式其他变电器接口模块8；

所述的嵌入式采集监测模块装置1及采集监测供电及控制装置所有部件采用固定安装，配置专门的模块箱体，模块箱体底部设计减震缓冲装置；

所述的出油管17上依次设置有单向阀14和第三过滤器f；

所述的采集监测供电及控制装置包括依次串联连接的电动阀12、第二Y过滤器e、预处理装置13、油泵14和电动三通阀15；

所述的嵌入式采集监测模块装置1包括与电动三通阀15连接的水分检测采集模块a，与水分检测采集模块a连接的粘度检测采集模块b，粘度检测采集模块b连接单向阀16；同时包括连接在电动三通阀15与单向阀16中间的污染度检测采集模块c；

所水分检测采集模块a与粘度检测采集模块b串联，同时与污染度检测采集模块c并联。

使用时：1）数据采集：①在现场油路管线选取适当的油样采集点，将油样进行处理后从旁路引入本实用新型的监测检测采集集成模块；②现场采集的数据首先存入缓存部位（大容量SD），然后对数据进行解读，进行现场显示或者根据需求进行相关信号的远传，以便于一个报警信息传递给操作人员；2)数据处理：①采集控制部分由ADC数据采集卡、齿轮泵、硬盘（或SD卡）和采集处理板卡构成：通过ADC数据采集卡采集到RAM芯片组，RAM芯片组根据获取传感器信号的分析结果做出相应的反应，主要是根据测量的需求调整，以及根据监测的油指标是否超过设定的阈值来决定声光报警装置是否执行报警动作；②数据传输和管理部分主要是保证模块和终端的数据交换和远程命令的执行；③数据经由集成模块打包后经由LAN口进行传输或RS485传输通道，可根据现场情况选取传输方式；所有数据传输接口采用P5航空插头，以保证数据传输的可靠性。

1）在液压系统回油管路上引出需要监测油品，通过系统自带动力源或微型动力油泵将油品在微水模块内进行自循环后，再输送回主管路或者油箱；2）所有部件采用固定安装，配置专门的模块壳体，壳体底部设计减震缓冲设施。压力设计（0-1.0mpa 建议管路压力在0.5mpa以避免回油口压力过大，如果直接回到油箱将会产生大量气泡)；3）微水采集模块的外壳采用耐温高压软管进行连接，以避免震动对外部接口密封产生的影响。

本实用新型、1）对润滑油液状况实时监测：从油液回路系统的回油管路上将油引出，在本实用新型的检测采集装置流经并取得数据；2）对设备的润滑油的换油周期做出预测：通过对数据的收集，找出指标变化的周期变量关系，通过数据的分析计算得出换油的预测周期：3)油液产生变化的影响因素及变化过程的描述：根据油品指标变化对润滑性能产生的影响，得出相互间的关系变量式：

4)异常磨损的自动判别及预警：异常磨损时的数据收集来建立相应的声音图片模板库，建立异常数据对比机制，以此来实施异常磨损判别及预警；

在线油品工况监测、报警、实时处理以及油品剩余寿命预测等，能够预防突发性油品进水事故等异常情况，还能为设备维护制度的编制提供必要的数据参考；有助于提高盾构机安全运行水平，减少意外停机时间；降低盾构机维修成本；3）延长盾构机使用寿命；4）传统盾构机润滑管理的突破，通过数据的分析可以从定期维护（BM PM）向基于状态维护（TMP）推进；5）实现盾构机现代化科学管理；6）润滑问题查找的根源化，磨损早期的预警分析及油液乳化及污染早期的分析诊断。

本实用新型涉及的嵌入式采集监测模块装置、液晶显示屏、控制器、工控机、诊断专家中心、打印输出设备、其他变电器接口模块、盾构机主液压系统回油管路、冷却器、进口管、电动阀、预处理装置、油泵、电动三通阀、单向阀、出油管、水分检测采集模块、粘度检测采集模块、污染度检测采集模块、第一过滤器、第二Y过滤器和第三过滤器均为现有技术中常见的设备，本实用新型是将诸多国内和国外的现有设备根据盾构机主液压系统的问题，进行了有机结合，最终很好的实现本实用新型的技术目的，克服了现有技术中的不足；如在线油品粘度检测采用北京赛斯维FPOS3000设备；水分分析仪采用MAS-Z-MW型号。

本实用新型提供了一种针对TBM液压油粘度、水分含量和清洁度进行监测和分析，并为盾构机的运行及维护提供及时的在线检测分析，保障盾构保养维护及时的盾构机主液压系统在线监测装置；掌握和了解设备运转过程中润滑油各项指标的变化状况，具备预警功能，在此基础上进行数据的收集和分析处理，完成设备润滑特征库的建立及远程诊断的模型的初步建立；实现对TBM(盾构）的润滑情况进行详细的解析，并为TBM(盾构）的状态维护和故障诊断提供可靠的数据支持，为盾构机的有序持续的运行提供了及时的养护保养保障，降低了设备运行故障率和维修成本，保障了施工进度，提供了企业市场竞争力。

以上实施案例仅用于说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。