一种土压平衡盾构机土压传感器现场标定装置的制作方法

本实用新型属于盾构机施工技术领域，具体涉及一种土压平衡盾构机土压传感器现场标定装置。

背景技术：

盾构机作为地铁隧道施工的关键设备在市政隧道施工项目中，得到了极大的推广应用。在市政隧道施工项目中，又以土压平衡盾构机的数量为最多，从土压平衡盾构机的施工原理中不难看出，维持掌子面开挖水土的压力平衡是施工的关键理论依据，这就更加突显了土仓压力传感器的准确与否就极大的决定了施工的成败，传统的标定方法是定期返回压力传感器厂家进行标定，所以存在以下问题：

1）传感器精度受现场温度等硬性较大：由于压力传感器很容易受到环境温度的影响，不同季节的温度变化也会影响到压力传感器的精确度，返厂标定再在现场使用，传感器的精度往往达不到要求；

2）不能每次用每次进行标定；

3）返厂标定周期太长，影响施工周期;

4）返厂标定好后的传感器需与现场设备匹配安装，费时费力。

技术实现要素：

本实用新型为了在盾构机现场掘进施工前装机调试过程中，确保盾构机使用的土压传感器的精度是在合理范围内，确保施工土压依据真实可靠，提供了一种土压平衡盾构机土压传感器现场标定装置。

本实用新型采用如下的技术方案实现：一种土压平衡盾构机土压传感器现场标定装置，包括待测土压传感器，所述待测土压传感器包括传感器；传感器的一端固定连接有固定法兰和数据线，传感器通过数据线与操作室plc连通；固定法兰上沿其周向均布多个螺纹孔；还包括实时显示压力表、测压筒体、两个球阀、橡胶密封圈、气动三联件和空气压缩机；

测压筒体为一端开口的筒状结构，测压筒体的开口端固定有用于与固定法兰连接的连接法兰，连接法兰上沿其周向均布多个螺纹孔，连接法兰的螺纹孔与固定法兰的螺纹孔位置一一对应并且数量一致，传感器位于测压筒体内，并且连接法兰的螺纹孔与固定法兰的螺纹孔通过螺栓连接；测压筒体开口端的内壁上设有方槽，方槽内安装有橡胶密封圈；

测压筒体的筒壁上沿其走向设有两个第一螺纹孔，第一螺纹孔沿测压筒体的径向设置，两个第一螺纹孔内均连接有球阀，球阀位于测压筒体外，其中一个球阀通过气管与气动三联件连通，气动三联件通过气管与空气压缩机连通；

测压筒体的筒壁上还设有沿其径向设置的第二螺纹孔，第二螺纹孔内连接有实时显示压力表，实时显示压力表位于测压筒体外；

所述实时显示压力表的轴线位于两个球阀轴线的连线上。

进一步的，所述测压筒体的内径比传感器的直径大4mm。

进一步的，所述测压筒体的长度比传感器的长度大至少一倍。

进一步的，所述测压筒体的壁厚为10mm。

进一步的，所述测压筒体内壁的粗糙度为3.2μm。

进一步的，所述螺栓为10.9级高强度外六角螺栓。

进一步的，所述气动三联件的量程为16bar、精度为0.02bar。

进一步的，所述实时显示压力表的量程为16bar、精度为0.5bar。

进一步的，所述测压筒体采用q235b制成。

进一步的，所述球阀为1/2寸球阀。

本实用新型相比现有技术的有益效果：

（1）结构简单，操作方便，方便维护，方便安装，制作成本低，可重复利用；

（2）本申请是在现场施工环境下采用本装置来标定传感器进行标定，有效鉴定传感器的性能、精度及是否损坏，以实现土压的最佳控制，由此可见其的精度更高、更准确；

（3）本申请直接在现场进行标定，快速、便捷，大大提高施工效率；

（4）本申请是在盾构机调试过程通电与盾构机plc连接调控过程中进行检测标定的，一次成型鉴定，二次工地适配，所以其适应性强、无需二次现场设备匹配：

（5）本申请携带便利，极大适用于盾构机盾体内有限作业空间的测压工作的开展，使用前景广阔。

附图说明

图1为本实用新型的正面投影示意图；

图2为本实用新型的侧面投影示意图；

图3为本实用新型的测压筒体的结构示意图；

图4为本实用新型的待测土压传感器的结构示意图；

图5为本实用新型的标定工作原理图；

图中：1-传感器，2-连接法兰，3-实时显示压力表，4-测压筒体，4.1-第一螺纹孔，4.2-第二螺纹孔，4.3-方槽，5-固定法兰，6-球阀，7-气动三联件，8-螺栓，9-橡胶密封圈，10-空气压缩机，11-数据线，12-操作室plc。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

参照图1至图4，本实用新型提供一种技术方案：一种土压平衡盾构机土压传感器现场标定装置，包括待测土压传感器，所述待测土压传感器包括传感器1；传感器1的一端固定连接有固定法兰5和数据线，传感器1通过数据线与操作室plc连通；固定法兰5上沿其周向均布多个螺纹孔；还包括实时显示压力表3、测压筒体4、两个球阀6、橡胶密封圈9、气动三联件7和空气压缩机10；

测压筒体4为一端开口的筒状结构，测压筒体4的开口端固定有用于与固定法兰5连接的连接法兰2，连接法兰2上沿其周向均布多个螺纹孔，连接法兰2的螺纹孔与固定法兰5的螺纹孔位置一一对应并且数量一致，传感器1位于测压筒体4内，并且连接法兰2的螺纹孔与固定法兰5的螺纹孔通过螺栓8连接；测压筒体4开口端的内壁上设有方槽4.3，方槽4.3内安装有橡胶密封圈9，方槽4.3的粗糙度为6.3μm。

将待测土压传感器与测压筒体4密封安装；

测压筒体4的筒壁上沿其走向设有两个第一螺纹孔4.1，第一螺纹孔4.1沿测压筒体4的径向设置，两个第一螺纹孔4.1内均连接有球阀6，球阀6位于测压筒体4外，其中一个球阀6（即第一球阀）通过气管与气动三联件7连通，另外一个球阀6（即第二球阀）一方面用于排气，另一方面备用（即如果第一球阀坏了时可以将第二球阀与气动三联件7连通），气动三联件7通过气管与空气压缩机10连通；

测压筒体4的筒壁上还设有沿其径向设置的第二螺纹孔4.2，第二螺纹孔4.2内连接有实时显示压力表3，实时显示压力表3位于测压筒体4外；

所述实时显示压力表3的轴线位于两个球阀6轴线的连线上。

所述测压筒体4的内径比传感器1的直径大4mm。

所述测压筒体4的长度比传感器1的长度大至少一倍。

所述测压筒体4的壁厚为10mm。

所述测压筒体4内壁的粗糙度为3.2μm。

所述螺栓8为10.9级高强度外六角螺栓。

所述气动三联件7的量程为16bar、精度为0.02bar。

所述实时显示压力表3的量程为16bar、精度为0.5bar。

所述测压筒体4采用q235b制成。

所述球阀6为1/2寸球阀，大小便于现场携带。

所述气管为聚氨酯pu工业气管。

所述球阀6与气管通过气体补芯和气管快速接头连接，气管与空气压缩机10通过气管快速接头连接。

实时显示压力表3与气动三联件7均已标定。

气动三联件7经过调压可调至多个压力值（3bar、2.5bar、2bar、1.5bar、1bar、0.5bar），气压压力的精准输入依靠气动三联件7的调压输入。

本装置的精度为±0.02bar（由气动三联件7的精度保证），完全满足施工现场要求的±0.1bar精度的使用要求。

本实用新型是在现场装机施工过程中，在现场施工环境下采用本装置来标定传感器1进行标定，有效鉴定传感器1的性能、精度及是否损坏，以实现土压的最佳控制，由此可见其的精度更高、更准确。

在盾构机装机调试现场施工时间紧张、在缺少电气、无尘、密闭的实验室环境下，仅依靠施工现场的嘈杂恶劣环境及简陋的空压机设备的情况下，利用该标定装置实现对现场前盾土仓压力传感器及螺旋机土压传感器的压力校核作业，有效鉴定土压传感器的性能、精度及是否损坏。

本实用新型原理，如图5所示：

在测压前关闭第二球阀，开启空气压缩机10，空气压缩机10输出的气体通过气动三联件7调压后自第一球阀进入测压筒体4内，通过气动三联件7调压实现测压筒体4内的压力保持作业，通过实时显示压力表3的精准读数，来校核操作室plc上土传感器1的压力显示值，如果实验压力在0.5~3bar加压过程中两者偏差大于15%，则需要更换新的土压传感器或返回制造厂家进行重新标定（由于土压平衡盾构机多数工作压力在0.5~3bar范围，每米高程落差水土压力大致为0.1bar，故标定与操作室plc上位机操作显示界面的误差值选定在15%）。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。