CN113390335B - 盾尾刷磨损实时监测系统、盾构机及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了盾尾刷磨损实时监测系统、盾构机及制造方法，实时监测系统包括光纤磨损传感器、光纤解调仪和控制端，所述光纤磨损传感器上设置多个光栅部、与所述光栅部一一对应的磨损部，当所述的磨损部被磨损至损坏时，对应的光栅部与所述光纤的其它部分断开连接，所述光纤解调仪与所述光纤磨损传感器连接，所述控制端与所述光纤解调仪电连接。本发明提供的盾尾刷磨损实时监测系统、盾构机及制造方法能够实时监测盾尾刷的密封状态，数据即时、判断准确。

Description

盾尾刷磨损实时监测系统、盾构机及制造方法

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，特别涉及盾尾刷磨损实时监测系统、盾构机及制造方法。

背景技术

随着越江海隧道逐渐呈现“大直径、高水压、长距离”等特点，针对盾构机在隧道工程的安全问题提出了很大的考验。“高水压、长距离”都对盾构机的盾尾密封提出了更高的要求，而盾尾刷的磨损和是否具备回弹力都是影响盾尾密封性能好坏的因素。在施工中经常出现盾尾刷磨损和脱落导致盾尾密封失效的现象，严重情况可能出现人员伤亡等重大事故。目前还没有一种有效的方法实时检测盾尾刷磨损的系统。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了盾尾刷磨损实时监测系统、盾构机及制造方法，能够实时监测盾尾刷的密封状态，所述技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种盾尾刷磨损实时监测系统，所述实时监测系统包括：

光纤磨损传感器，所述光纤磨损传感器由一根光纤制成，光纤上设置有一个或多个光栅部、与所述光栅部一一对应的磨损部，当所述的磨损部被磨损至损坏时，对应的光栅部与所述光纤的其它部分断开连接，各个光栅部的反射波长不同；

光纤解调仪，所述光纤解调仪与所述光纤磨损传感器连接，所述光纤解调仪向所述光纤磨损传感器发送调制光信号、接收所述光纤磨损传感器的反射信号并对所述反射信号进行解调得到解调结果；

控制端，所述控制端与所述光纤解调仪电连接，所述控制端接收所述解调结果、对所述解调结果进行分析并输出分析结果。

进一步地，所述分析结果为盾尾刷磨损量；所述光纤磨损传感器具有第一光栅部、与第一光栅部对应的第一磨损部和第一反射波长，当所述第一磨损部被磨损至损坏，在所述解调结果中所述的第一反射波长的反馈信号消失，所述控制端判定达到第一磨损量；所述光纤磨损传感器还具有第二光栅部、与第二光栅部对应的第二磨损部和第二反射波长，当所述第二磨损部被磨损至损坏，在所述解调结果中所述的第二反射波长的反馈信号消失，所述控制端判定达到第二磨损量；以此类推。

进一步地，所述实时监测系统还包括光纤压力传感器，所述光纤压力传感器设置在盾尾刷弯曲部、用于检测盾尾刷弯曲部的回弹能力，所述光纤压力传感器与所述光纤解调仪连接，所述光纤压力传感器的检测数据由所述光纤解调仪发送至所述控制端，所述控制端根据所述检测数据分析得到所述盾尾刷弯曲部的回弹能力并输出回弹能力数据。

进一步地，若控制器分析得到盾尾刷弯曲部的回弹能力小于预设的临界值，则控制器判定盾尾刷失效并输出判定结果；否则，控制器对所述解调结果进行分析、判断盾尾刷是否失效并输出判断结果。

进一步地，所述控制端具有显示器，所述控制端根据所述光纤磨损传感器的检测数据和所述光纤压力传感器的检测数据建立盾尾刷动画模型；所述显示器展示所述盾尾刷动画模型、盾尾刷回弹部的回弹能力数据和盾尾刷磨损量中的一个或多个。

另一方面，本发明还提供了一种具有盾尾刷的盾构机，所述盾构机包括如上所述的实时监测系统；

所述盾尾刷具有基座、设置在所述基座上的第一护板和第二护板、设置在所述第一护板和所述第二护板之间的刷丝层，所述光栅部和所述磨损部设置在所述盾尾刷的第二护板上；

若所述磨损部为多个，则所述的多个磨损部到所述基座的距离不同，且若磨损部越靠近所述光纤的末端，则所述磨损部到所述基座的距离越远。

进一步地，所述光栅部比对应的磨损部更靠近所述基座。

进一步地，若所述光栅部为多个，则所述的多个光栅部到所述基座的距离相等，多个磨损部等距排列。

进一步地，所述第二护板由第一钢板和第二钢板叠合构成，所述第二钢板的靠近所述第一钢板的侧面上蚀刻有光纤槽，所述光纤磨损传感器和所述光纤压力传感器设置在所述光纤槽中并经过灌胶封装；所述第一钢板和所述第二钢板之间经过灌胶处理。

另一方面，本发明提供了一种盾构机制造方法，用于制造如上所述的盾构机。

本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：

a.通过对盾尾刷的磨损情况和盾尾刷弯曲部回弹能力的实时监测，从而实时监测盾尾刷的密封状态，数据即时、判断准确；

b.光纤传感器稳定性好、体积小、精度高，能准确反映盾尾刷的情况，集成在盾尾刷中，寿命长、不易损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的盾尾刷磨损实时监测系统的连接结构示意图；

图2是本发明实施例提供的盾尾刷中光纤磨损传感器的第一种排布方式的第一示意图；

图3是本发明实施例提供的盾尾刷中光纤磨损传感器的第一种排布方式的第二示意图；

图4是本发明实施例提供的盾尾刷中光纤磨损传感器的第二种排布方式的示意图；

图5是本发明实施例提供的盾尾刷中光纤磨损传感器的第三种排布方式的示意图；

图6是本发明实施例提供的盾尾刷中光纤压力传感器的设置示意图；

图7是本发明实施例提供的盾尾刷的侧视示意图。

其中，附图标记分别为：10-第二钢板，11-第一光纤槽，12-盾尾刷弯曲部，13-基座，14-细钢管，15-第一孔，16-第二孔，17-第一钢板，20-光纤磨损传感器，21-第一光栅部，22-第二光栅部，23-第三光栅部，24-第四光栅部，25-第一磨损部，26-第二磨损部，27-第三磨损部，28-第四磨损部，29-第五光栅部，210-第五磨损部，3-连接光纤线，4-光纤解调仪，5-两芯通讯电缆，6-电脑，70-第二光纤槽，71-光纤压力传感器，81-螺纹钢管，82-保护油管，91-第一护板，92-第二护板，93-刷丝层。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

如图1～图7所示，在本发明的一个实施例中，提供了一种盾尾刷磨损实时监测系统，所述实时监测系统包括：

光纤磨损传感器20，所述光纤磨损传感器20由一根光纤制成，光纤上设置有一个或多个光栅部、与所述光栅部一一对应的磨损部，当所述的磨损部被磨损至损坏时，对应的光栅部与所述光纤的其它部分断开连接，各个光栅部的反射波长不同；

光纤解调仪4，所述光纤解调仪4与所述光纤磨损传感器20连接，所述光纤解调仪4向所述光纤磨损传感器20发送调制光信号、接收所述光纤磨损传感器20的反射信号并对所述反射信号进行解调得到解调结果；

控制端，所述控制端与所述光纤解调仪20电连接，所述控制端接收所述解调结果、对所述解调结果进行分析并输出分析结果。控制端可以为装载了分析软件的电脑6。

在本发明的一个实施例中，所述光纤磨损传感器20具有第一光栅部21、与第一光栅部21对应的第一磨损部25和第一反射波长，当所述第一磨损部25被磨损至损坏，在所述解调结果中所述的第一反射波长的反馈信号消失，所述控制端判定达到第一磨损量；所述光纤磨损传感器20还具有第二光栅部22、与第二光栅部22对应的第二磨损部26和第二反射波长，当所述第二磨损部26被磨损至损坏，在所述解调结果中所述的第二反射波长的反馈信号消失，所述控制端判定达到第二磨损量；以此类推。

在本发明的一个实施例中，所述实时监测系统还包括光纤压力传感器71，所述光纤压力传感器71设置在盾尾刷弯曲部12、用于检测盾尾刷弯曲部12的回弹能力，所述光纤压力传感器71与所述光纤解调仪4连接，所述光纤压力传感器71的检测数据由所述光纤解调仪4发送至所述控制端，所述控制端根据所述检测数据分析得到所述盾尾刷弯曲部12的回弹能力并输出回弹能力数据。

在本发明的一个实施例中，若控制器分析得到盾尾刷弯曲部12的回弹能力小于预设的临界值，则控制器判定盾尾刷失效并输出判定结果；否则，控制器对所述解调结果进行分析、判断盾尾刷是否失效并输出判断结果。

在本发明的一个实施例中，所述控制端具有显示器，所述控制端根据所述光纤磨损传感器20的检测数据和所述光纤压力传感器71的检测数据建立盾尾刷动画模型；所述显示器展示所述盾尾刷动画模型、盾尾刷回弹部12的回弹能力和盾尾刷磨损量中的一个或多个。

在本发明的一个实施例中，还提供了一种具有盾尾刷的盾构机，所述盾构机包括如上所述的实时监测系统；

所述盾尾刷具有基座13、设置在所述基座13上的第一护板91和第二护板92、设置在所述第一护板91和所述第二护板92之间的刷丝层93，所述光栅部和所述磨损部设置在所述盾尾刷的第二护板92上；

若所述磨损部为多个，则所述的多个磨损部到所述基座13的距离不同，且若多个磨损部中的某个磨损部越靠近所述光纤的末端(或者说第一磨损部)，则所述磨损部到所述基座13的距离越远。

在本发明的一个实施例中，所述光栅部比对应的磨损部更靠近所述基座13。

在本发明的一个实施例中，若所述光栅部为多个，则所述的多个光栅部到所述基座13的距离相等，多个磨损部等距排列。

在本发明的一个实施例中，所述第二护板92由第一钢板17和第二钢板10叠合构成，第二钢板10更靠近刷丝层93。所述第二钢板10的靠近所述第一钢板的侧面上蚀刻有第一光纤槽11和第二光纤槽70，所述光纤磨损传感器20和所述光纤压力传感器71设置在第一光纤槽11和第二光纤槽70中并经过灌胶封装；所述第一钢板91和所述第二钢板92之间经过灌胶处理。灌胶封装能够保护光纤传感器。

为了更进一步的说明本发明的结构和工作流程，下面结合附图，对本发明的实施例作具体的介绍。

参见图1，一种盾尾刷磨损实时检测系统，它包括了盾尾刷传感器检测模块，盾体内的光纤解调仪4，司机室内的控制系统(即控制端)。

所述的盾尾刷传感器检测模块包括盾尾刷光纤磨损传感器20、盾尾刷光纤压力传感器71、连接光纤线3以及保护油管15。

所述的盾尾刷光纤磨损传感器20可以实时检测出盾尾刷磨损量；所述的盾尾刷光纤压力传感器71可以实时检测出盾尾刷弯曲部12是否具备回弹力；两个传感器配合检测盾尾刷磨损和盾尾刷内侧弹簧板(即第二护板92)是否具备回弹力等情况，从来判断盾尾刷目前的磨损量和是否能贴紧管片起到密封作用。

所述的司机内的控制系统为电脑6。

所述的盾尾刷光纤磨损传感器20和盾尾刷光纤压力传感器70光纤出线都连接至盾体内的光纤解调仪4，光纤解调仪4通过两芯通讯电缆5的RS485接口MODBUS通讯协议和司机室内的电脑6进行连接，并把解调出来的数据实时发送给电脑6，电脑6根据接收的数据进行实时的数据展示和指导现场施工。

所述的盾尾刷光纤磨损传感器20是在盾尾刷内侧弹簧板内部的第二钢板10上面刻蚀第一光纤槽11，将刻制完成的光纤光栅埋入槽中，并进行灌胶封装；所述的盾尾刷光纤压力传感器71是在第二钢板10的盾尾刷弯曲部12进行刻蚀第二光纤槽70，将刻制完成的光纤光栅埋入槽中，并进行灌胶封装；所述的光纤磨损传感器200和盾尾刷光纤压力传感器71都是将盾尾刷内侧弹簧板外部的第一钢板17和盾尾刷内侧弹簧板内部的第二钢板10胶装在一起，可以保护两个光纤传感器不被破坏。

参见图2、图3，光纤磨损传感器20的一种设置方式为：

所述的盾尾刷光纤磨损传感器20在盾尾刷内侧弹簧板内部的第一钢板10上面刻蚀第一光纤槽11，若第二钢板10上下长度为L，整个钢板的上下长度均分5等份，每一等份为L/5；左右的高度为M，整个钢板的左右长度均分7等份，每一等份为M/7；具体实施为：

1)从距离第二钢板10左侧M/7、下部L/5的位置X1向第二钢板10的正上方进行刻制第一光纤槽11，到距离钢板最上方的L/5+L/10位置后以半径为L/10半圆型弯曲刻制；第一光纤槽11的此处距离钢板左侧为2*M/7，距离最上方L/5+L/10；圆弧中心点距离钢板最上方为L/5；

2)进一步，此时第一光纤槽11向正下方继续进行刻制，在距离钢板下部L/5+L/10的距离后以半径为L/10半圆型弯曲刻制；第一光纤槽11的此处距离钢板左侧为3*M/7，距离最下方为L/5+L/10，圆弧中心点距离钢板最下方为L/5；

3)进一步，此时第一光纤槽11向正上方继续进行刻制，在距离钢板最上方2*L/5+L/10的距离后以半径为L/10半圆型弯曲刻制；第一光纤槽11的此处距离钢板左侧为4*M/7，距离最上方为2*L/5+L/10，圆弧中心点距离钢板最上方为2*L/5；

4)进一步，此时第一光纤槽11向正下方继续进行刻制，在距离钢板下部L/5+L/10的距离后以半径为L/10半圆型弯曲刻制；第一光纤槽11的此处距离钢板左侧为5*M/7，距离最下方为L/5+L/10，圆弧中心点距离钢板最下方为L/5；

5)进一步，此时第一光纤槽11向正上方继续进行刻制，在距离钢板最上方3*L/5+L/10的距离后以半径为L/10半圆型弯曲刻制；第一光纤槽11的此处距离钢板左侧为6*M/7，距离最上方为3*L/5+L/10，圆弧中心点距离钢板最上方为3*L/5；

6)进一步，第一光纤槽11向正下方刻制，一直到盾尾刷弯曲部12。

所述的盾尾刷光纤磨损传感器20由一根光纤组成，在第二钢板10的第一光纤槽11中布设光纤；一根光纤从第一光纤槽11的末端开始沿着预先刻制好的第一光纤槽11进行布设，经过多个圆弧部后从盾尾刷弯曲部12穿出；在光纤的起始位置刻制第一光栅部21,在各个圆弧中心点位置分别刻制第二光栅部22、第三光栅部23、第四光栅部24。

所述的光纤压力传感器71在第二钢板10上面刻蚀第二光纤槽70，若第二钢板10上下长度为L，均分5等份；具体实施为：在距离第二钢板10最下方盾尾刷弯曲部12偏上一点位置和距离钢板右侧大于M/7向正下方向刻制第二光纤槽70，一直到盾尾刷弯曲部12；

所述的光纤压力传感器71也由一根光纤组成，沿着第二光纤槽70进行布设，后从盾尾刷弯曲部12穿出；所述的光纤压力传感器71在光纤头部刻制光栅。

所述的光纤磨损传感器20和光纤压力传感器71光纤出线在盾尾刷弯曲部12上距离很近，在盾尾刷内侧弹簧板的钢板4盾尾刷弯曲部12开设第一孔15，可以同时让两个传感器光纤出线；所述的两个传感器光纤出线具体方式为：在盾尾刷基座13内部嵌入很细的细钢管14和第一孔15连接；细钢管14和第一孔15焊接一起，另一端从盾尾刷基座13前部的第二孔16穿出，后再焊接一个较粗的带螺纹钢管81进行对接；带螺纹的钢管81和保护油管82进行连接，保护油管82贴着盾壳进行布设安装，连接到光纤解调仪4上的光纤油管接口；光纤磨损传感器20和光纤压力传感器71光纤出线从第一孔15、细钢管14和第二孔16中穿出，再从螺纹钢管81和保护油管82穿过，连接至光纤解调仪4，参见图7。

所述的光纤磨损传感器20是通过检测光纤光栅标志位来实时检测盾尾刷磨损量，具体检测原理为：当盾尾刷磨损到光纤的第一点位(即第一磨损部25)时，第一光栅部21对应的光纤光栅标志位反馈信号消失，则判断盾尾刷已经磨损到该位置；进一步，当盾尾刷磨损到光纤的第二点位(第二磨损部26)、第三点位(第三磨损部27)和第四点位(第四磨损部28)时，对应的光纤光栅标志位反馈信号依次消失，电脑检测不到光纤光栅的信号，则判断盾尾刷已经磨损对应位置。

参见图6，所述的光纤压力传感器71用来检测盾尾刷弯曲部是否具有回弹力，具体检测原理为：

1)在电脑6的软件中设置报警数据的临界值；当管片第一次拼装完成后管片压住盾尾刷，电脑6采集到盾尾刷受到的压力数据并把该数据记录到数据库中；

2)进一步的，当盾构机在前进过程中，结合盾构机的盾尾间隙数据，电脑6软件实时记录光纤压力传感器71的压力数据，并分析出盾尾间隙范围内的盾尾刷压力数据范围数据；盾构机不断前进，该数据范围不断进行更新；在此期间，当检测的压力数据小于设置的临界值，无论盾尾刷有没有完全磨损，电脑6软件判断盾尾刷基本失效，并输出结果，优选在显示器上可视化显示。

所述的电脑6软件根据传感器数据对盾尾刷是否具有密封作用进行综合判断；当尾刷光纤压力传感器71检测的压力数据小于设置的临界值，软件判断盾尾刷基本失效；当光纤压力传感器71检测的压力数据大于设置的临界值，电脑6软件根据盾尾刷光纤磨损传感器磨损数据来进行判断盾尾刷是否已经磨损或判断盾尾刷密封作用失效；所述的电脑6软件界面展示将进行动画展示，界面根据实际盾尾刷模型展示光纤磨损传感器20磨损数据和光纤压力传感器71的压力数据；动画中展示并标出磨损、损坏的部分。

图4和图5提供了光纤磨损传感器20的另外两种排布方式。参见图4，光纤磨损传感器20具有三个光栅部和对应的磨损部，且光栅部与磨损部的位置基本重合；参见图5，光纤磨损传感器具有五个光栅部和对应的磨损部，包括第五光栅部29和对应的第五磨损部210。在本发明实施例中的几种排布方式上作的组合、调整等，均落入本发明的保护范围之内。

需要注意的是，光纤转弯处均为圆角设置，以保障光纤能够正常工作。图3是一个优选的实施例，该实施例中，光纤共经过5次180°的弯折，合适的弯折次数既能够产生足够的用来作为磨损部的位置，又可以保证光纤中光信号的强度，避免弯折次数过多导致的光信号过度衰减。

在本发明的一个实施例中，还提供了一种盾构机制造方法，用于制造如上所述的盾构机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种盾尾刷磨损实时监测系统，其特征在于，所述实时监测系统包括：

光纤磨损传感器(20)，所述光纤磨损传感器(20)由一根光纤制成，光纤上设置有多个光栅部、与所述光栅部一一对应的磨损部，当所述的磨损部被磨损至损坏时，对应的光栅部与所述光纤的其它部分断开连接，各个光栅部的反射波长不同；

光纤解调仪(4)，所述光纤解调仪(4)与所述光纤磨损传感器(20)连接，所述光纤解调仪(4)向所述光纤磨损传感器(20)发送调制光信号、接收所述光纤磨损传感器(20)的反射信号并对所述反射信号进行解调得到解调结果；

所述光纤磨损传感器(20)通过检测光栅部的标志位来实时检测盾尾刷的磨损量；盾尾刷内侧弹簧板内部设有叠合的第一钢板(17)和第二钢板(10)，所述第二钢板(10)的靠近所述第一钢板(17)的侧面上蚀刻有第一光纤槽（11）和第二光纤槽（70），所述光纤磨损传感器(20)在所述第一光纤槽（11）内，若第二钢板(10)上下长度为L，整个钢板的上下长度均分5等份，每一等份为L/5；左右的高度为M，整个钢板的左右长度均分7等份，每一等份为M/7；所述第一光纤槽（11）的布置方式包括：

1)从距离第二钢板左侧M/7、下部L/5的位置向第二钢板10的正上方刻蚀第一光纤槽，到距离第二钢板最上方的L/5+L/10位置后以半径为L/10半圆型弯曲刻蚀；第一光纤槽11的此处距离第二钢板左侧为2*M/7，距离最上方L/5+L/10；圆弧中心点距离第二钢板最上方为L/5；

2)第一光纤槽向正下方继续进行刻蚀，在距离第二钢板下部L/5+L/10的距离后以半径为L/10半圆型弯曲刻蚀；第一光纤槽11的此处距离第二钢板左侧为3*M/7，距离最下方为L/5+L/10，圆弧中心点距离第二钢板最下方为L/5；

3)第一光纤槽向正上方继续进行刻蚀，在距离第二钢板最上方2*L/5+L/10的距离后以半径为L/10半圆型弯曲刻蚀；第一光纤槽11的此处距离第二钢板左侧为4*M/7，距离最上方为2*L/5+L/10，圆弧中心点距离第二钢板最上方为2*L/5；

4)第一光纤槽11向正下方继续进行刻蚀，在距离第二钢板下部L/5+L/10的距离后以半径为L/10半圆型弯曲刻蚀；第一光纤槽11的此处距离第二钢板左侧为5*M/7，距离最下方为L/5+L/10，圆弧中心点距离第二钢板最下方为L/5；

5)第一光纤槽11向正上方继续进行刻蚀，在距离第二钢板最上方3*L/5+L/10的距离后以半径为L/10半圆型弯曲刻蚀；第一光纤槽11的此处距离第二钢板左侧为6*M/7，距离最上方为3*L/5+L/10，圆弧中心点距离第二钢板最上方为3*L/5；

6)第一光纤槽11向正下方刻蚀，一直到盾尾刷弯曲部(12)；

控制端，所述控制端与所述光纤解调仪(4)电连接，所述控制端接收所述解调结果、对所述解调结果进行分析并输出分析结果，包括：当磨损部被磨损至损坏时，其对应的光栅部的反射波长消失，则所述控制端判定对应的磨损量；

所述实时监测系统还包括光纤压力传感器(71)，所述光纤压力传感器(71)用于检测盾尾刷弯曲部(12)的回弹能力，所述光纤压力传感器(71)与所述光纤解调仪(4)连接，所述光纤压力传感器（71）为光纤，其沿着第二光纤槽（70）布设，后从盾尾刷弯曲部(12)穿出，所述光纤压力传感器（71）在光纤头部刻制光栅；所述光纤压力传感器(71)的检测数据由所述光纤解调仪(4)发送至所述控制端，所述控制端根据所述检测数据分析得到所述盾尾刷弯曲部(12)的回弹能力，若控制端分析得到盾尾刷弯曲部(12)的回弹能力小于预设的临界值，则无论盾尾刷是否被磨损，控制端直接判定盾尾刷失效。

2.如权利要求1所述的实时监测系统，其特征在于，所述分析结果为盾尾刷磨损量；所述光纤磨损传感器(20)具有第一光栅部(21)、与所述第一光栅部(21)对应的第一磨损部(25)和第一反射波长，当所述第一磨损部(25)被磨损至损坏，在所述解调结果中所述的第一反射波长的反馈信号消失，所述控制端判定达到第一磨损量；所述光纤磨损传感器还具有第二光栅部(22)、与所述第二光栅部(21)对应的第二磨损部(26)和第二反射波长，当所述第二磨损部(26)被磨损至损坏，在所述解调结果中所述的第二反射波长的反馈信号消失，所述控制端判定达到第二磨损量；以此类推。

3.如权利要求1所述的实时监测系统，其特征在于，若控制端分析得到盾尾刷弯曲部(12)的回弹能力大于或等于预设的临界值，则控制端对所述解调结果进行分析、判断盾尾刷是否失效并输出判断结果。

4.如权利要求1所述的实时监测系统，其特征在于，所述控制端具有显示器，所述控制端根据所述光纤磨损传感器(20)的检测数据和所述光纤压力传感器(71)的检测数据建立盾尾刷动画模型；所述显示器展示所述盾尾刷动画模型、盾尾刷回弹部(12)的回弹能力数据和所述盾尾刷磨损量中的一个或多个。

5.一种具有盾尾刷的盾构机，其特征在于：所述盾构机包括如权利要求1至4中任一项所述的实时监测系统；

所述盾尾刷具有基座(13)、设置在所述基座(13)上的第一护板(91)和第二护板(92)、设置在所述第一护板(91)和所述第二护板(92)之间的刷丝层(93)，所述光栅部和所述磨损部设置在所述盾尾刷的第二护板(92)上；

若所述磨损部为多个，则所述的多个磨损部到所述基座(13)的距离不同，且若磨损部越靠近所述光纤的末端，则所述磨损部到所述基座的距离越远。

6.如权利要求5所述的盾构机，其特征在于，所述光栅部比对应的磨损部更靠近所述基座(13)。

7.如权利要求6所述的盾构机，其特征在于，若所述光栅部为多个，则所述的多个光栅部到所述基座(13)的距离相等，多个磨损部等距排列。

8.如权利要求5所述的盾构机，其特征在于，所述第二护板(92)由第一钢板(17)和第二钢板(10)叠合构成，所述第二钢板(10)的靠近所述第一钢板(17)的侧面上蚀刻有光纤槽，所述光纤磨损传感器(20)和所述光纤压力传感器(71)设置在所述光纤槽中并经过灌胶封装；所述第一钢板(17)和所述第二钢板(10)之间经过灌胶处理。

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