CN109000551A - 嵌入电阻式同步磨耗测距传感器及其应用 - Google Patents

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李润伟
王鹰
刘丰林
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China Railway No 9 Group Co Ltd
Fourth Engineering Co Ltd of China Railway No 9 Group Co Ltd
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China Railway No 9 Group Co Ltd
Fourth Engineering Co Ltd of China Railway No 9 Group Co Ltd
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    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness

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Abstract

一种嵌入电阻式同步磨耗测距传感器及其应用，传感器包括有空心陶瓷管，在空心陶瓷管内部设置有两片平行的导电金属片，两片导电金属片之间通过热缩填充有邻苯二甲酸二烯丙酯层，导电金属片外侧与空心陶瓷管之间填充有树脂绝缘材料层；输出导线一端连接导电金属片，另一端与外部测阻设备连接。通过将传感器嵌入金属结构内部，与金属结构同步磨损产生阻值变化，从而测量金属结构的磨损距离。本发明创造制造成本低，应用简单，适用于各种恶劣环境。

Description

嵌入电阻式同步磨耗测距传感器及其应用
技术领域
本发明创造涉及一种嵌入电阻式同步磨耗测距传感器及其应用，能够通过与被检测物体同步磨耗产生的传感器阻值变化来判断被检测物体的磨损距离，适用于恶劣条件下的非接触测量。
背景技术
在盾构机等非开挖形式的地下掘进施工中刀具和设备其他与土体接触的金属结构经常发生磨损，磨损程度直接影响施工效率和作业安全，由于掘进断面处于不可接触条件，需要一种能够远程判断金属结构磨损的传感器，受工作环境处于水下、高摩擦、高温的影响，普通传感器难以实现这一功能。
发明内容
针对以上问题，本发明创造提出了一种嵌入电阻式同步磨耗测距传感器及其应用，传感器包括有空心陶瓷管，在空心陶瓷管内部设置有两片平行的导电金属片，两片导电金属片之间通过热缩填充有邻苯二甲酸二烯丙酯层，导电金属片外侧与空心陶瓷管之间填充有树脂绝缘材料层；输出导线一端连接导电金属片，另一端与外部测阻设备连接。通过将传感器嵌入金属结构内部，与金属结构同步磨损产生阻值变化，从而测量金属结构的磨损距离。
为了实现上述目的，本发明创造采用的技术方案为：嵌入电阻式同步磨耗测距传感器，其特征在于：包括有空心陶瓷管，在空心陶瓷管内部设置有两片平行的导电金属片，两片导电金属片之间通过热缩填充有邻苯二甲酸二烯丙酯层，导电金属片外侧与空心陶瓷管之间填充有树脂绝缘材料层；输出导线一端连接导电金属片，另一端与外部测阻设备连接。
所述的导电金属片为导电铜金属片。
嵌入电阻式同步磨耗测距传感器在检测金属磨损程度上的应用。
所述的嵌入电阻式同步磨耗测距传感器嵌入到金属结构中，与金属结构同步磨损产生阻值变化，通过检测其阻值变化计算出金属结构的磨损距离。
所述的通过检测其阻值变化计算出金属结构的磨损距离的具体方法为：
1)使用前，通过测量得出导电金属片的长度/阻值比k；
2)使用时，传感器随金属结构磨损，导电金属片从端部逐渐变短，阻值变小；
3)测量导电金属片的阻值变化，对两片导电金属片的阻值取平均值，将平均阻值×k，得到所剩余金属结构的长度，从而得出磨损距离。
本发明创造的有益效果为：通过设计一种同步磨耗电阻测距传感器能够解决在恶劣条件下非接触测量金属结构磨损的难题，该传感器结构简单，耐腐蚀、高温、防水，成本低廉，在地下施工结构设备的监测中有广泛的应用前景和推广价值，具有一定的经济效益和社会效益。
附图说明
图1：为本发明创造结构示意图。
图2：为图1的截面图
具体实施方式
嵌入电阻式同步磨耗测距传感器，包括有空心陶瓷管1，在空心陶瓷管1内部设置有两片平行的导电金属片2，两片导电金属片2之间通过热缩填充有邻苯二甲酸二烯丙酯层3，导电金属片2外侧与空心陶瓷管1之间填充有树脂绝缘材料层4；输出导线5一端连接导电金属片2，另一端与外部测阻设备连接。
所述的导电金属片2为导电铜金属片。
嵌入电阻式同步磨耗测距传感器在检测金属磨损程度上的应用，方法如下：所述的嵌入电阻式同步磨耗测距传感器嵌入到金属结构中，与金属结构同步磨损产生阻值变化，通过检测其阻值变化计算出金属结构的磨损距离。
所述的通过检测其阻值变化计算出金属结构的磨损距离的具体方法为：
1)使用前，通过测量得出导电金属片2的长度/阻值比k；
2)使用时，传感器随金属结构磨损，导电金属片2从端部逐渐变短，阻值变小；
3)测量导电金属片2的阻值变化，对两片导电金属片2的阻值取平均值，将平均阻值×k，得到所剩余金属结构的长度，从而得出磨损距离。
当检测到两根导电金属片2的其中一根阻值为0时，说明一根导电金属片发生故障或者堕落，此时不取平均值，将另一根导电金属片的测量阻值作为最终测量值进行计算。
使用前对不同长度的传感器对应不同阻值进行标定，使用时通过在金属结构中设置预留孔，将该传感器嵌入金属结构中，传感器头部与金属结构表面一平，使用过程中与金属结构同步磨损产生阻值变化，由尾部连接导线连接至外部设备测量阻值变化即可推断金属结构的磨损距离。该传感器可用于盾构机掘进刀具、刀盘面板以及其他地下挖掘设备的金属结构磨损测量，能够耐受水下、高温、高摩擦等恶劣环境。

Claims (5)

1.嵌入电阻式同步磨耗测距传感器，其特征在于：包括有空心陶瓷管(1)，在空心陶瓷管(1)内部设置有两片平行的导电金属片(2)，两片导电金属片(2)之间通过热缩填充有邻苯二甲酸二烯丙酯层(3)，导电金属片(2)外侧与空心陶瓷管(1)之间填充有树脂绝缘材料层(4)；输出导线(5)一端连接导电金属片(2)，另一端与外部测阻设备连接。
2.根据权利要求1所述的嵌入电阻式同步磨耗测距传感器，其特征在于：所述的导电金属片(2)为导电铜金属片。
3.根据权利要求1所述的嵌入电阻式同步磨耗测距传感器在检测金属磨损程度上的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，方法如下：所述的嵌入电阻式同步磨耗测距传感器嵌入到金属结构中，与金属结构同步磨损产生阻值变化，通过检测其阻值变化计算出金属结构的磨损距离。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述的通过检测其阻值变化计算出金属结构的磨损距离的具体方法为：
1)使用前，通过测量得出导电金属片(2)的长度/阻值比k；
2)使用时，传感器随金属结构磨损，导电金属片(2)从端部逐渐变短，阻值变小；
3)测量导电金属片(2)的阻值变化，对两片导电金属片(2)的阻值取平均值，将平均阻值×k，得到所剩余金属结构的长度，从而得出磨损距离。
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