盾构机压力传感器标定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种盾构机压力传感器标定装置及方法，包括压力罐，压力罐通过压力盘与盾构机压力传感器连接；盾构机压力传感器密封位于压力罐内；压力罐内的腔体通过气管与空压机连接，压力罐内的腔体还与压力表连接，气管上设有进气阀；盾构机压力传感器通过信号线与工控机电连接。标定的方法是，启动空压机，开启进气阀，向压力罐内注入气体，读取压力表的读数y1，并记录此时盾构机压力传感器所显示的应力值x1；完成盾构机压力传感器的标定。本发明专利技术采用气压对盾构机压力传感器进行标定，气压标定精度高，便于现场操作。

Calibration Device and Method for Pressure Sensor of Shield Machine

【技术实现步骤摘要】
盾构机压力传感器标定装置及方法
本专利技术涉及地下工程施工中的设备检测领域，特别是一种盾构机压力传感器标定装置及方法。
技术介绍
随着我国城市化进程的不断加快，城市地铁隧道、公路隧道正处于如火如荼的建设之中，盾构机以其施工速度快、安全性高和环境影响小等优点而被广泛应用在隧道建设中。土舱压力是盾构机掘进过程中的一项重要施工参数，设置合理的施工土舱压力，对于控制地表沉降、提高掘进速度和保证施工过程中的稳定性具有重要意义。人们在盾构机土舱隔板上安装若干个压力传感器来对土舱压力进行实时监测，根据盾构机操作界面上压力传感器的示数而知晓土舱内的应力情况，并进行相应掘进措施的调整。所以压力传感器示数的正确与否关系到盾构机操作人员对土舱应力情况的判断，直接关系到施工的安全性。传感器在使用前都需要进行标定以保证示数的准确性，但是盾构机运到项目上组装完毕后，几乎很少人会对压力传感器进行标定，这会影响施工安全。而且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。另外，现在市面上流行的压力传感器标定装置往往都是根据传统的土压力盒设计的，这些土压力盒渐渐地已经退出历史的舞台，取而代之的是新型压力传感器，如盾构机上常用到的薄膜式土压力传感器，该新型传感器具有体型小、精度高和灵敏度高等特点。薄膜式土压力传感器与土压力盒从外形上、材质上和测量原理上都有着较大区别，所以传统的土压力盒标定装置也不再适用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种盾构机压力传感器标定装置及方法，能够方便地对盾构机压力传感器的整个量程的精度进行标定，从而确保盾构机压力传感器示数的准确性。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种盾构机压力传感器标定装置，包括压力罐，压力罐通过压力盘与盾构机压力传感器连接；盾构机压力传感器密封位于压力罐内；压力罐内的腔体通过气管与空压机连接，压力罐内的腔体还与压力表连接，气管上设有进气阀；盾构机压力传感器通过信号线与工控机电连接。优选的方案中，压力罐内的腔体还与压力排气阀连接。优选的方案中，压力罐一端和侧壁封闭，压力罐另一端开放；压力盘为环状结构，压力盘的外缘和内孔边缘设有法兰结构；压力罐的开放端通过法兰结构与压力盘的外缘密封连接，盾构机压力传感器通过法兰结构与压力盘内孔边缘的法兰结构密封连接；盾构机压力传感器位于压力盘靠近压力罐内腔的一面；进气孔和压力阀孔位于压力罐的封闭端；进气孔用于与气管连接，压力阀孔与压力排气阀连接。优选的方案中，压力罐一端和侧壁封闭，压力罐另一端开放；压力盘为环状结构，压力盘的外缘和内孔边缘设有法兰结构；压力罐的开放端通过法兰结构与压力盘的外缘密封连接，盾构机压力传感器通过法兰结构与压力盘内孔边缘的法兰结构密封连接；盾构机压力传感器位于压力盘靠近压力罐内腔的一面；在压力盘上还设有排气阀孔、进气孔和压力阀孔；排气阀孔与排气阀连接，进气孔用于与气管连接，压力阀孔与压力排气阀连接。优选的方案中，压力罐与压力盘之间设有密封垫，压力盘与盾构机压力传感器之间设有密封垫。优选的方案中，所述的进气阀为电磁阀；所述的压力表为数字压力表；在空压机上还设有空压机压力表；还设有PLC，空压机压力表、数字压力表和盾构机压力传感器与PLC的输入端电连接，PLC的输出端与电磁阀电连接；PLC与工控机电连接。一种采用上述盾构机压力传感器标定装置的方法，包括以下步骤：S1、将盾构机压力传感器与压力盘通过螺栓连接，盾构机压力传感器与压力盘之间设有密封垫；S2、将气管、排气阀和压力排气阀与压力盘或压力罐连接；S3、将压力盘通过螺栓与压力罐通过螺栓连接，盾构机压力传感器位于压力罐的腔体内，压力盘与压力罐之间设有密封垫；S4、将盾构机压力传感器通过信号线与工控机电连接；S5、启动空压机，待空压机的空压机压力表显示的压力超过盾构机压力传感器拟标定的压力值；S6、开启进气阀，向压力罐内注入气体，当压力表显示达到某压强值后，关闭进气阀保持3~5min，到压力表读数稳定后，读取压力表的读数y1，并记录此时盾构机压力传感器所显示的应力值x1；S7、重复步骤S6，向压力罐内注入不同量气体，使得压力表每次显示不同的示数，分别记录压力表示数yi和盾构机压力传感器所显示的应力值xi，i≥4；S8、通过（x1，y1）~（xi，yi）得出盾构机压力传感器示数与真实值的相关性，完成盾构机压力传感器的标定。优选的方案中，在步骤S3中，向压力罐内加一定量水，以测试是否密封可靠。优选的方案中，所述的压力表为标定过的压力表。优选的方案中，在PLC中设定空压机压力表的压力值，当空压机达到预设压力值时，停止空压机；设定电磁阀的启动次数和每次压力表对应的压力值，设定电磁阀每次的保持时间，通过以上步骤，自动标定盾构机压力传感器示数与真实值的相关性。本专利技术提供的一种盾构机压力传感器标定装置及方法，通过采用以上的方案，具有以下的有益效果：1、本专利技术采用气压对盾构机压力传感器进行标定，气压对盾构机压力传感器施加的应力通过气压表可以直接读出，施加应力的过程也更加稳定，并且气压标定精度高。2、在盾构机内对压力传感器标定时可以利用盾构加压系统进行加压，并且可以在盾构机操作界面实时显示压力传感器所受应力。便于现场操作3、该专利技术装置结构简洁，标定方法简便，可以高效便捷地完成盾构机压力传感器的标定。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术装置的整体结构示意图。图2为本专利技术中压力盘的主视图。图3为本专利技术装置的优选整体结构示意图。图4为本专利技术中优选的压力盘的主视图。图中：盾构机压力传感器1，压力罐2，压力排气阀3，压力表4，进气阀5，压力盘6，工控机7，信号线8，空压机9，空压机压力表10，气管11，螺栓12，数字压力表13，电磁阀14，排气阀15，排气阀孔16，进气孔17，压力阀孔18，PLC19。具体实施方式实施例1：如图1、3中，一种盾构机压力传感器标定装置，包括压力罐2，压力罐2通过压力盘6与盾构机压力传感器1连接；盾构机压力传感器1密封位于压力罐2内；压力罐2内的腔体通过气管11与空压机9连接，压力罐2内的腔体还与压力表4连接，气管11上设有进气阀5；盾构机压力传感器1通过信号线8与工控机7电连接。由此结构，通过向压力罐2内注入高压气体，即可通过标定过的压力表4的读数对盾构机压力传感器1的示数进行精确标定，提高盾构机施工的安全性，减少盾构机压力传感器1的标定时间。优选的方案如图1、3中，压力罐2内的腔体还与压力排气阀3连接。由此结构，起到安全限压的作用，避免压力过大损坏设备或者造成安全事故。当压力超过压力排气阀3的限定值，压力排气阀3即开启排气，以确保安全。优选的方案如图1、2中，压力罐2一端和侧壁封闭，压力罐2另一端开放；压力盘6为环状结构，压力盘6的外缘和内孔边缘设有法兰结构；压力罐2的开放端通过法兰结构与压力盘6的外缘密封连接，盾构机压力传感器1通过法兰结构与压力盘6内孔边缘的法兰结构密封连接；盾构机压力传感器1位于压力盘6靠近压力罐2内腔的一面；进气孔17和压力阀孔18位于压力罐2的封闭端；进气孔17用于与气管11连接，压力阀孔18与压力排气阀3连接。由此结构，便于测试压力罐2的密封是否可靠。另一可选的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构机压力传感器标定装置，其特征是：包括压力罐（2），压力罐（2）通过压力盘（6）与盾构机压力传感器（1）连接；盾构机压力传感器（1）密封位于压力罐（2）内；压力罐（2）内的腔体通过气管（11）与空压机（9）连接，压力罐（2）内的腔体还与压力表（4）连接，气管（11）上设有进气阀（5）；盾构机压力传感器（1）通过信号线（8）与工控机（7）电连接。

【技术特征摘要】
1.一种盾构机压力传感器标定装置，其特征是：包括压力罐（2），压力罐（2）通过压力盘（6）与盾构机压力传感器（1）连接；盾构机压力传感器（1）密封位于压力罐（2）内；压力罐（2）内的腔体通过气管（11）与空压机（9）连接，压力罐（2）内的腔体还与压力表（4）连接，气管（11）上设有进气阀（5）；盾构机压力传感器（1）通过信号线（8）与工控机（7）电连接。2.根据权利要求1所述的一种盾构机压力传感器标定装置，其特征是：压力罐（2）内的腔体还与压力排气阀（3）连接。3.根据权利要求2所述的一种盾构机压力传感器标定装置，其特征是：压力罐（2）一端和侧壁封闭，压力罐（2）另一端开放；压力盘（6）为环状结构，压力盘（6）的外缘和内孔边缘设有法兰结构；压力罐（2）的开放端通过法兰结构与压力盘（6）的外缘密封连接，盾构机压力传感器（1）通过法兰结构与压力盘（6）内孔边缘的法兰结构密封连接；盾构机压力传感器（1）位于压力盘（6）靠近压力罐（2）内腔的一面；进气孔（17）和压力阀孔（18）位于压力罐（2）的封闭端；进气孔（17）用于与气管（11）连接，压力阀孔（18）与压力排气阀（3）连接。4.根据权利要求2所述的一种盾构机压力传感器标定装置，其特征是：压力罐（2）一端和侧壁封闭，压力罐（2）另一端开放；压力盘（6）为环状结构，压力盘（6）的外缘和内孔边缘设有法兰结构；压力罐（2）的开放端通过法兰结构与压力盘（6）的外缘密封连接，盾构机压力传感器（1）通过法兰结构与压力盘（6）内孔边缘的法兰结构密封连接；盾构机压力传感器（1）位于压力盘（6）靠近压力罐（2）内腔的一面；在压力盘（6）上还设有排气阀孔（16）、进气孔（17）和压力阀孔（18）；排气阀孔（16）与排气阀（15）连接，进气孔（17）用于与气管（11）连接，压力阀孔（18）与压力排气阀（3）连接。5.根据权利要求3或4所述的一种盾构机压力传感器标定装置，其特征是：压力罐（2）与压力盘（6）之间设有密封垫，压力盘（6）与盾构机压力传感器（1）之间设有密封垫。6.根据权利要求5所述的一种盾构机压力传感器标定装置，其特征是：所述的进气阀（5）为电磁阀（14）；所述的压力表（4）为数字压力表（13）；在空压机（9）上还设有空压机压力表（10）；还设有P...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡凤琪，张瀚华，刘杰，崔洪谱，孙国华，张云龙，陶义怀，杨志勇，张阳，余昌文，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42