CN107725092A - Tbm施工一次通风质量检测及处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TBM施工一次通风质量检测及处理装置，包括信号处理主机，信号处理主机通过传输线束和采集线束连接信号采集单元；信号处理主机上设置有外接口单元；外接口单元包括预期驱动模块和伺服电机驱动模块；所述的伺服电机驱动模块驱动控制设置在空气过滤装置上的伺服电机。本发明能够有效地对TBM施工过程中一次通风系统的温湿度、风速及工作状态信息进行采集处理，剔除杂波信号，真实反映出一次通风系统的状态，从而能够对这些信号进行分析评定，利用多组数据求平均值方法调节、阈值控制等算法进行处理和状态警示，根据TBM施工一次通风系统的工作载荷实时调整伺服驱动模块转速，进而达到逐步更换或清理过滤网的控制装置。
Description
技术领域
本发明涉及TBM信号检测及智能控制领域，具体为一种用于TBM掘进过程这种特定工况下一次通风过程中信号采集和质量状态监控系统。
背景技术
随着现代社会的不断发展与进步，特别是现代交通运输业的快速发展，给人们的出行带来了很大的便利。
谈到现代交通运输业的快速发展，就不得不提到在地下山岭隧道施工建设过程中起着关键作用的TBM，极大地提高了施工安全性和施工效率，尤其对于一些地质比较复杂的地区，TBM在施工过程中发挥着巨大的作用。
由于现有TBM施工过程中粉尘及空中漂浮物较多，现有现场除尘及空气净化系统的主要工作模式是采用传统的主控室和现场两种控制模式，主控室和现场主要是控制启动、停止及人为工作模式调节等。但，在现场实际掘进过程中存在TBM施工一次通风空气质量不稳定、过滤效果不彻底及二次污染等，且有较严重的能耗损失，在全球节能减排的大背景下尤其不合时宜。
因此，提供一种能够在地下复杂工况环境下，提高TBM施工一次通风质量检测控制能力，能够根据通风质量自动更换或清理过滤网的控制装置，增强洞内施工操作人员工作环境，同时达到节能降耗的目的控制系统，已经是一个值得研究的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种能够有效地对TBM掘进过程中一次通风系统的温湿度、风速、工作状态信息进行采集处理，真实反映出一次通风系统的状态，从而能够对这些信号进行分析评定，利用多组数据求平均值方法调节、阈值控制等算法进行处理和状态警示，根据TBM施工一次通风系统的工作载荷实时调整伺服驱动模块转速，进而达到逐步更换或清理过滤网的控制装置。
本发明的目的是这样实现的：
TBM施工一次通风质量检测及处理装置，包括信号处理主机4，信号处理主机4通过传输线束3和采集线束2连接信号采集单元；所述的信号处理主机4上设置有外接口单元；所述的外接口单元包括预期驱动模块j和伺服电机驱动模块g；所述的伺服电机驱动模块g驱动控制设置在空气过滤装置上的伺服电机8；
所述的信号处理主机4包括电源模块f，与电源模块f连接的CPU模块单元e，与CPU模块连接的A/D转换模块d；所述的A/D转换模块d连接信号采集单元；
所述的信号采集单元包括传感器1，传感器1通过接口模块c与A/D转换模块d连接；
所述的传感器1包括并联连接接口模块c的温湿度传感器a和风速传感器b；
所述的接口模块为可扩展接口类型；
所述的外部接口单元包括与CPU模块单元e分别相连的按键操作模块h、伺服电机驱动模块g、存储数据模块i、通讯接口模块k和预警驱动模块j；
所述的空气过滤装置包括过滤装置框架6，设置在过滤装置框架6上的空气过滤棉网7；所述的过滤装置框架6上设置有受信号处理主机4中CPU模块单元e控制的伺服电机8；所述的伺服电机8的输出轴通过联轴器连接设置在过滤装置框架6上的滚动轴5；
所述的滚滚动轴滚动轴5设置在空气过滤棉网7后方，可以实现对空气过滤棉网7的位置控制；
所述的信号采集单元输出的信号通过信号处理单元的A/D转换模块输入到CPU模块单元进行多组初始数据加权平均处理，并通过多组数据求平均值方法调节、阈值控制等算法处理，实时结合按键操作模块的信号状态，达到实时显示按键信号状态的目的，操作方法包括如下步骤：
步骤1：温湿度传感器、风速传感器采集信号，通过采集线束2和传输线束3传输到信号处理主机4；
步骤2：信号采集单元输出信号到信号处理单元的A/D转换模块；
步骤3：信号处理单元的A/D转换模块输出信号到CPU模块单元；
步骤4：CPU模块单元对信号处理单元的A/D转换模块输出信号和按键操作模块输出信号进行处理，将处理结果推送伺服电机驱动模块或与通讯接口模块相连的扩展模块进行二次数据处理。
积极有益效果：本发明提供了一种能够有效地对TBM施工过程中一次通风系统的温湿度、风速及工作状态信息进行采集处理，剔除杂波信号，真实反映出一次通风系统的状态，从而能够对这些信号进行分析评定，利用多组数据求平均值方法调节、阈值控制等算法进行处理和状态警示，根据TBM施工一次通风系统的工作载荷实时调整伺服驱动模块转速，进而达到逐步更换或清理过滤网的控制装置，本发明系统响应快、便于调试、成本低，能够提高TBM施工作业环境空气质量，从而降低能耗，达到节能减排和提高施工效率的双重目的，经济效益和社会效益巨大。
附图说明
图1为本发明的系统框图一；
图2为本发明的系统框图二；
图3为本发明的空气过滤装置结构示意图；
图4为本发明的控制运算流程图；
图中为：传感器1、采集线束2、传输线束3、信号处理主机4、滚动轴5、过滤装置框架6、空气过滤棉网7、伺服电机8。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的说明：
如图1-4所述，TBM施工一次通风质量检测及处理装置，包括信号处理主机4，信号处理主机4通过传输线束3和采集线束2连接信号采集单元；所述的信号处理主机4上设置有外接口单元；所述的外接口单元包括预期驱动模块j和伺服电机驱动模块g；所述的伺服电机驱动模块g驱动控制设置在空气过滤装置上的伺服电机8；
所述的信号处理主机4包括电源模块f，与电源模块f连接的CPU模块单元e，与CPU模块连接的A/D转换模块d；所述的A/D转换模块d连接信号采集单元；
所述的信号采集单元包括传感器1，传感器1通过接口模块c与A/D转换模块d连接；
所述的传感器1包括并联连接接口模块c的温湿度传感器a和风速传感器b；
所述的接口模块为可扩展接口类型；
所述的外部接口单元包括与CPU模块单元e分别相连的按键操作模块h、伺服电机驱动模块g、存储数据模块i、通讯接口模块k和预警驱动模块j；
如图3所示，所述的空气过滤装置包括过滤装置框架6，设置在过滤装置框架6上的空气过滤棉网7；所述的过滤装置框架6上设置有受信号处理主机4中CPU模块单元e控制的伺服电机8；所述的伺服电机8的输出轴通过联轴器连接设置在过滤装置框架6上的滚动轴5；
所述的滚滚动轴滚动轴5设置在空气过滤棉网7后方，可以实现对空气过滤棉网7的位置控制；
所述的信号采集单元输出的信号通过信号处理单元的A/D转换模块输入到CPU模块单元进行多组初始数据加权平均处理，并通过多组数据求平均值方法调节、阈值控制等算法处理，实时结合按键操作模块的信号状态，达到实时显示按键信号状态的目的，操作方法包括如下步骤：
步骤1：温湿度传感器、风速传感器采集信号，通过采集线束2和传输线束3传输到信号处理主机4；
步骤2：信号采集单元输出信号到信号处理单元的A/D转换模块；
步骤3：信号处理单元的A/D转换模块输出信号到CPU模块单元；
步骤4：CPU模块单元对信号处理单元的A/D转换模块输出信号和按键操作模块输出信号进行处理，将处理结果推送伺服电机驱动模块或与通讯接口模块相连的扩展模块进行二次数据处理。
使用时：检查控制装置电源状态指示灯是否正常，选择温湿度和风速传感器输出信号对应的参数类型，将传感器固定到TBM施工一次通风质量检测及处理装置的进气口位置，通过采集线束2和传输线束3传输到信号处理主机4，然后信号采集单元输出信号到信号处理单元的A/D转换模块，信号处理单元的A/D转换模块输出信号到CPU模块单元，CPU模块单元进行多组初始数据加权平均处理，并通过多组数据求平均值方法调节、阈值控制等算法处理，实时结合按键操作模块的信号状态，达到实时显示按键信号状态的目的，根据TBM施工一次通风系统的工作载荷实时调整伺服驱动模块转速，进而达到逐步更换或清理过滤网的控制装置。
本发明提供了一种能够有效地对TBM施工过程中一次通风系统的温湿度、风速及工作状态信息进行采集处理，剔除杂波信号，真实反映出一次通风系统的状态，从而能够对这些信号进行分析评定，利用多组数据求平均值方法调节、阈值控制等算法进行处理和状态警示，根据TBM施工一次通风系统的工作载荷实时调整伺服驱动模块转速，进而达到逐步更换或清理过滤网的控制装置，本发明系统响应快、便于调试、成本低，能够提高TBM施工作业环境空气质量，从而降低能耗，达到节能减排和提高施工效率的双重目的，经济效益和社会效益巨大。
以上实施案例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明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，本发明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。
Claims (9)
1.TBM施工一次通风质量检测及处理装置，其特征在于：包括信号处理主机，信号处理主机通过传输线束和采集线束连接信号采集单元；所述的信号处理主机上设置有外接口单元；所述的外接口单元包括预期驱动模块和伺服电机驱动模块；所述的伺服电机驱动模块驱动控制设置在空气过滤装置上的伺服电机。
2.根据权利要求1所述的TBM施工一次通风质量检测及处理装置，其特征在于：所述的信号处理主机包括电源模块，与电源模块f连接的CPU模块单元，与CPU模块连接的A/D转换模块；所述的A/D转换模块连接信号采集单元。
3.根据权利要求1所述的TBM施工一次通风质量检测及处理装置，其特征在于：所述的信号采集单元包括传感器，传感器通过接口模块与A/D转换模块连接。
4.根据权利要求3所述的TBM施工一次通风质量检测及处理装置，其特征在于：所述的传感器包括并联连接接口模块的温湿度传感器和风速传感器。
5.根据权利要求4所述的TBM施工一次通风质量检测及处理装置，其特征在于：所述的接口模块为可扩展接口类型。
6.根据权利要求1所述的TBM施工一次通风质量检测及处理装置，其特征在于：所述的外部接口单元包括与CPU模块单元分别相连的按键操作模块、伺服电机驱动模块、存储数据模块、通讯接口模块和预警驱动模块。
7.根据权利要求1所述的TBM施工一次通风质量检测及处理装置，其特征在于：所述的空气过滤装置包括过滤装置框架，设置在过滤装置框架上的空气过滤棉网；所述的过滤装置框架上设置有受信号处理主机中CPU模块单元控制的伺服电机；所述的伺服电机的输出轴通过联轴器连接设置在过滤装置框架上的滚动轴。
8.根据权利要求7所述的TBM施工一次通风质量检测及处理装置，其特征在于：所述的滚滚动轴滚动轴设置在空气过滤棉网后方，可以实现对空气过滤棉网的位置控制。
9.如权利要求1所述的TBM施工一次通风质量检测及处理装置的控制方法，其特征在于：所述的信号采集单元输出的信号通过信号处理单元的A/D转换模块输入到CPU模块单元进行多组初始数据加权平均处理，并通过多组数据求平均值方法调节、阈值控制等算法处理，实时结合按键操作模块的信号状态，达到实时显示按键信号状态的目的，操作方法包括如下步骤：
步骤1：温湿度传感器、风速传感器采集信号，通过采集线束和传输线束传输到信号处理主机；
步骤2：信号采集单元输出信号到信号处理单元的A/D转换模块；
步骤3：信号处理单元的A/D转换模块输出信号到CPU模块单元；
步骤4：CPU模块单元对信号处理单元的A/D转换模块输出信号和按键操作模块输出信号进行处理，将处理结果推送伺服电机驱动模块或与通讯接口模块相连的扩展模块进行二次数据处理。
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