盾构土压传感器的检测装置及检测方法与流程

本发明涉及盾构施工工程领域，特指一种盾构土压传感器的检测装置及检测方法。

背景技术：

从市场上来看，我国正在成为世界上掘进机需求量最大的国家，从技术上来看，盾构掘进机代表了隧道掘进装备的发展方向，巨大的市场需求与我国相对滞后的盾构掘进机测试技术之间的矛盾已经凸显。同时，由于盾构机施工是一个高风险的行业，必须保证产品质量稳定性、高可靠性，才能保证工程的顺利完成。

盾构机前方土压是盾构机施工中重要的控制参数，其数据影响到设备的后续施工计划安排以及隧道的施工质量。现有的土压传感器的标定都是在土压传感器拆卸状态下进行的，而在其安装于盾构机上之后就不对其进行检测了。现有土压传感器是通过焊接固定在盾构机上，然而焊接操作可能会对土压传感器的内部电路产生影响，使其不能准确的实现压力检测，这对于盾构施工是十分危险的，因土压传感器的安装带来的故障，只有在施工时才能发现，而此时已经对施工造成了影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种土压传感器的检测装置及检测方法，解决现有技术中没有有效的测量手段对安装好的土压传感器进行检测而使得土压传感器安装带来的故障会对盾构施工造成影响的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种盾构土压传感器的检测装置，用于对安装在盾构机上的土压传感器进行检测，所述检测装置包括：

安装于所述盾构机上并罩设于所述土压传感器的壳体，所述壳体内部形成有检测空间；

置于所述检测空间内的气囊，所述气囊内填充有气体，通过填充的气体使得所述气囊膨胀以挤压所述土压传感器；以及

连接于所述气囊且供测量所述气囊膨胀产生的压力的压力传感器。

本发明的检测装置利用壳体将气囊限位在土压传感器上，该气囊经充气而膨胀会对土压传感器产生压力，该土压传感器可检测得到该气囊膨胀产生的压力，同时压力传感器也会对气囊膨胀产生的压力进行测量，通过比较两个测量值就可判断出土压传感器是否正常。如此实现了盾构机在投入使用之前即可检测其上安装的土压传感器是否正常，从而降低了设备故障率，减小对盾构施工的影响，确保盾构施工安全，且本发明的检测操作极为便利。

本发明盾构土压传感器的检测装置的进一步改进在于，还包括粘接于所述盾构机上的安装板，所述安装板设于所述土压传感器的四周；

所述壳体与所述安装板紧固连接。

本发明盾构土压传感器的检测装置的进一步改进在于，所述壳体的底部对应所述安装板向外弯折形成有连接端板，所述连接端板贴设于所述安装板上并通过连接螺栓实现紧固连接。

本发明盾构土压传感器的检测装置的进一步改进在于，所述安装板为法兰盘。

本发明盾构土压传感器的检测装置的进一步改进在于，所述壳体的顶部开设有通孔；

所述气囊上连接有一充气管，所述充气管从所述通孔处穿出所述壳体且于端部处形成充气口；

所述压力传感器连接于所述充气管上并置于所述壳体的外部。

本发明盾构土压传感器的检测装置的进一步改进在于，还包括与所述充气管的充气口连接的充气筒。

本发明还提供了一种盾构土压传感器的检测方法，包括如下步骤：

在土压传感器安装于盾构机上后，提供上述的检测装置，并将所述检测装置安装于所述盾构机上；

向所述气囊内填充气体以使得所述气囊膨胀并与所述壳体的内壁相紧贴；

读取所述土压传感器的测量值和所述压力传感器的测量值，并比较所述土压传感器的测量值与所述压力传感器的测量值的大小，以实现检测所述土压传感器是否正常。

本发明的检测方法的进一步改进在于，还包括：

设定一误差范围；

若所述土压力传感器的测量值与所述压力传感器的测量值间的差值在所述误差范围内，则判断所述土压传感器为正常；

若所述土压力传感器的测量值与所述压力传感器的测量值间的差值超出所述误差范围，则判断所述土压传感器为异常。

附图说明

图1为本发明盾构土压传感器的检测装置的使用状态的结构示意图。

图2为本发明盾构土压传感器的检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种盾构土压传感器的检测装置及检测方法，用于实现对安装在盾构机上的土压传感器进行检测，以及时发现土压传感器的异常，避免对盾构施工造成影响。本发明的检测装置利用壳体将气囊限位在土压传感器处，向气囊内充气使得气囊对安装在盾构机上的土压传感器产生压力，进而可读取土压传感器的测量值，再通过压力传感器检测气囊的压力而得到另一测量值，比较两个测量值来判断土压传感器是否正常。如此可在盾构机投入使用之前，检测得出其上安装的土压传感器是否发生故障，有效降低了设备故障率，有助于提升盾构机的施工质量，满足盾构机的市场需求，实现了土压传感器在安装后的检测，且操作便利，填补了现有技术的空白。下面结合附图对本发明盾构土压传感器的检测装置及检测方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明盾构土压传感器的检测装置的使用状态的结构示意图。下面结合图1，对本发明盾构土压传感器的检测装置的结构进行说明。

如图1所示，本发明的盾构土压传感器的检测装置用于对安装在盾构机10上的土压传感器20进行检测，该检测装置包括壳体31、气囊32以及压力传感器34；壳体31安装于盾构机10上并罩设于土压传感器20，该壳体31内部形成有检测空间311；气囊32置于检测空间311内，该气囊32对应土压传感器20设置，该气囊32内填充有气体，通过填充的气体使得气囊32膨胀以挤压土压传感器20，实现了对土压传感器20施加压力；压力传感器34连接于气囊32用于对气囊32膨胀产生的压力进行测量。进而读取压力传感器34的测量值和土压传感器20的测量值，比较两个测量值的大小即可知道土压传感器20是否正常，实现了土压传感器20的检测。

气囊32通过壳体31限位在土压传感器20的一侧，该气囊32的内部充气时，膨胀的气囊32与壳体31的内壁面相紧贴，进而也与土压传感器20的表面相紧贴，实现了对土压传感器20施加压力，利用气囊32产生的气压来模拟土压力以对土压传感器20进行检测，能够及时发现土压传感器20因安装带来的故障问题，避免对盾构施工造成影响。本发明的检测装置结构简单，操作便利。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的检测装置还包括粘接于盾构机10上的安装板35，该安装板35设于土压传感器20的四周；利用安装板35将壳体31安装在盾构机10上。壳体31与安装板35紧固连接。安装板35采用工业胶水粘接在盾构机10上，使得在检测完成后，能够方便拆除，且不会影响盾构机10的结构。

土压传感器20用于在盾构机施工时检测正面土压，故而该土压传感器20安装在盾构机10的前端面上，相应地，安装板35也粘接在盾构机10的前端面上。较佳地，该安装板35为环形板，内部形成有通孔，该通孔用于露出土压传感器20。

进一步地，安装板35为一法兰盘。法兰盘通过工业胶水粘接在盾构机10上。

壳体31的底部对应安装板35向外弯折形成有连接端板，该连接端板贴设于安装板35上并通过连接螺栓与安装板35紧固连接。较佳地，在安装板35上设有连接螺栓，该连接螺栓穿过连接端板并与连接螺母螺合连接，进而实现了将连接端板与安装板35紧固连接。

在本发明的一种具体实施方式中，壳体31的顶部开设有通孔312；气囊32上连接有一充气管33，该充气管33从通孔312处穿出壳体31而于端部处形成充气口，利用该充气口及充气管33向气囊32内部充气。压力传感器34连接于充气管33上并置于壳体31的外部。压力传感器34连接在充气管33上，用以实现对气囊32内的压力进行测量，得到气囊32内的压力读数。

较佳地，在充气管33的充气口处连接一充气筒，利用充气筒对气囊进行充气。该充气筒可以是手动的，也可以是电动的。

下面对本发明的盾构土压传感器的检测装置的安装过程以及使用过程进行说明。

先使用工业胶水将安装板粘贴固定在土压传感器的外周，然后用连接螺栓及连接螺母将内部放有气囊的壳体与安装板连接，就完成了检测装置的安装。测试时，通过充气管向气囊内充气，气囊通过壳体的限位而对土压传感器施加压力，读取该土压传感器的测量值，通过压力传感器测量气囊中的压力得到测量值，对比土压传感器的测量值和压力传感器的测量值的大小，若两个测量值的差值在一定的误差范围内，则表示土压传感器正常，若两个测量值的差值超出误差范围，则表示土压传感器异常，需要进行更换。最佳的情况是两个测量值的差值为零，但由于传感器的检测精度可能会有差异，故而设定一个误差范围，比如-1至1，若差值的绝对值超过了1就判断土压传感器为异常。在检测完成后，将该检测装置从盾构机长拆除即可，操作便利。

本发明还提供了一种盾构土压传感器的检测方法，下面对该检测方法进行说明。

如图2所示，本发明的一种盾构土压传感器的检测方法，包括如下步骤：

执行步骤s11，在土压传感器安装于盾构机上后，提供上述的检测装置，并将检测装置安装于盾构机上；接着执行步骤s12；

执行步骤s12，向气囊内填充气体以使得气囊膨胀并与壳体的内壁相紧贴；接着执行步骤s13；

执行步骤s13，读取土压传感器的测量值和压力传感器的测量值，并比较土压传感器的测量值与压力传感器的测量值的大小，以实现检测土压传感器是否正常。

在本发明的一种具体实施方式中，该检测方法还包括：

设定一误差范围；

若土压力传感器的测量值与压力传感器的测量值间的差值在误差范围内，则判断土压传感器为正常；

若土压力传感器的测量值与压力传感器的测量值间的差值超出误差范围，则判断土压传感器为异常。

较佳地，误差范围为-1到1。

本发明的检测方法具有安拆方便，利用气压模拟土压力对土压传感器进行检测，同时利用胶水粘接固定，操作便利。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。