CN211855507U - 一种盾构用激光液位监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构用激光液位监测系统，有效解决了现有盾构用液位监测系统长期应用可靠性差，必须更换时投入大且存在一定风险等问题，本实用新型包括气垫仓，所述气垫仓的仓壁上设有用于测量气垫仓液位的激光测距装置，所述激光测距装置通过数据处理装置与上位机电连接。本实用新型测量误差低，在盾构气垫仓长期应用中可靠性高，降低了传统液位监测系统更换维修的频率，降低了因更换维修液位监测系统投入成本；更换维修便捷，相对传统液位监测系统维修时间更短，极大地降低了投入成本，降低了工人的劳动强度。

Description

一种盾构用激光液位监测系统

技术领域

本实用新型属于盾构法施工技术领域，具体涉及一种盾构用激光液位监测系统。

背景技术

随着经济的发展、科学技术的进步以及互联互通的需求，隧道工程和轨道交通得到了爆发式增长，盾构工法在越来越多的工程中推广应用。泥水盾构机及配置有气垫仓的多模式盾构，由于开挖掌子面压力波动小、沉降控制准确、施工环境整洁，其应用越来越广泛并受到施工单位的认可。

在施工过程中，由于泥水盾构机及配置气垫仓的多模式盾构的气垫仓为半仓压缩空气半仓泥浆，故需要精确控制沉降并防止掌子面出现较大的压力波动，这种功能实现需要知晓气垫仓液位的具体高度。目前，测试气垫仓液位的方式方法比较多，但是目前应用的拉绳液位计、雷达液位计和点式液位计故障率高，可更换性差，且必须更换时投入大并存在一定的风险。

实用新型内容

针对现有的气垫仓液位测试装置故障率高、可更换性差、投入大、风险高的问题，本实用新型提出了一种盾构用激光液位监测系统，有效解决了现有盾构用液位监测系统长期应用可靠性差，必须更换时投入大且存在一定风险等问题。

为解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种盾构用激光液位监测系统，包括气垫仓，所述气垫仓的仓壁上设有用于测量气垫仓液位的激光测距装置，所述激光测距装置通过数据处理装置与上位机电连接，数据处理装置对激光测距装置检测到的数据进行处理并将处理结果传输给到设置在控制室的上位机，工作人员即可在上位机上实时观察气垫仓的液位高度。

所述激光测距装置包括相互连接的激光器和液位管，且液位管设置在激光器的下方；所述激光器与数据处理装置电连接；所述液位管上设有用于气垫仓内气体流通的通气孔和用于气垫仓内液体流通的过流孔，且液位管中活动设有与激光器相配合的浮子。当气垫仓液位变化时，液位管的液位也随着变化，浮子浮动，激光器即可通过测量浮子的浮动并通过数据处理装置和上位机获知气垫仓液位的变化。

所述液位管通过支架与前隔板或者后隔板相连接，支架用于对液位管进行固定确保数据测量准确性。

所述支架包括套设在液位管上的套环和与套环相连接的连接杆，且连接杆与前隔板或者后隔板相连接。

所述激光测距装置的电缆通过后隔板上的航空接头与数据处理装置相连接，且数据处理装置设置在盾体内的常压环境内，以避免气垫仓的潮湿环境对数据处理装置产生影响。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过激光器测量浮子的变动进而检测液位的变化，测量误差低，在盾构气垫仓长期应用中可靠性高，降低了传统液位监测系统更换维修的频率，降低了因更换维修液位监测系统投入成本；另外，在必需要更换激光测距装置或者数据处理装置时，只需拧开航空接头进行相应的更换或维修即可，更换维修便捷，相对传统液位监测系统维修时间更短，极大地降低了投入成本，降低了工人的劳动强度，间接地降低了因更换维修液位监测系统引发的风险，提高了盾构施工的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A的放大图。

图3为激光测距装置的结构示意图。

图4为图3中B的放大图。

图中，1为盾体，2为控制室，3为气垫仓，4为前隔板，5为后隔板，6为支架，7为液位管，8为浮子，9为激光器，10为数据处理装置，11为上位机，12为航空插头，13为通气孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种盾构用激光液位监测系统，如图1所示，包括气垫仓3，所述气垫仓3由前隔板4、后隔板5以及盾体1所组成，所述前隔板4或者后隔板5上设有用于测量气垫仓3液位的激光测距装置，所述激光测距装置设置在气垫仓3内，且激光测距装置通过数据处理装置10与上位机11电连接，数据处理装置10对激光测距装置检测到的数据进行处理并将处理结果传输给设置在控制室2的上位机11，工作人员即可在上位机11上实时观察气垫仓3的液位高度，以对盾构机的施工过程进行指导。

如图3所示，所述激光测距装置包括相互连接的激光器9和液位管7，且液位管7设置在激光器9的下方；所述激光器9与数据处理装置10电连接，以便于激光器9测量信号的传递；所述液位管7上设有用于气垫仓3内气体流通的通气孔13和用于气垫仓3内液体流通的过流孔，通过通气孔13使液位管7与气垫仓3相连通可以保证气垫仓3空间与液位管7内的气压保持一致，过流孔的设置可以保证气垫仓3内的液体顺畅地流入液位管7内，如图4所示，液位管7中活动设有与激光器9相配合的浮子8。当气垫仓3内的液位变动时，液位管7内的液位也随之变化，进而导致浮子8在液位管7内的浮动，激光器9即可通过测量浮子8的浮动并通过数据处理装置10和上位机11获知气垫仓3液位的变化。

所述液位管7通过支架6与前隔板4或者后隔板5相连接，支架6用于对液位管7进行固定，提高数据测量精准度；所述支架6包括套环和连接杆，所述套环套设在液位管7的外部，且套环通过紧固件与连接杆的一端固定连接，连接杆的另一端与前隔板4或者后隔板5固定连接。

如图2所示，所述激光器9的电缆通过后隔板5上的航空接头12与数据处理装置10相连接，以对气垫仓3和盾体1内侧两边的环境进行隔离；所述航空接头12成对设置在后隔板5的前后两侧，且两个航空接头12通过电缆相连接；数据处理装置10设置在盾体内的常压环境内，以避免气垫仓3的潮湿环境影响数据处理装置10；盾构施工中，激光液位监测系统出现故障时，更换激光器9或者数据处理装置10只需将有故障部分在航空插头12拧开，安装新的激光器9或者数据处理装置10即可，维修方便，且避免了带压穿线泄气等问题，更换便捷，投入少，施工风险低。

本实施例中，所述电缆为单芯电缆；所述数据处理装置10包括处理器、模数转换模块和电源管理模块，所述模数转换模块和电源管理模块均与处理器相连接，且模数转换模块与激光器9相连接，电源管理模块与外部电源相连接；所述处理器与上位机11电连接；模数转换模块对激光器9测量的信号进行转换，以便于处理器对数据进行处理；电源管理模块对外部电源电压进行转换，以对整个装置进行供电；处理器将处理过的测量信号经电缆传输给到上位机11，上位机11再对信号进行最后处理；所述数据处理装置10还可以直接使用电子表头。

在盾构施工中，液位管7通过支架6固定在气垫仓3内，液位管7的顶部安装激光器9。施工中，气垫仓3是半仓泥浆半仓压缩空气，液位管7通过通气孔13和过流孔与气垫仓3的液位连通，液位管7液位高度的变化与气垫仓3的液位变化一样。当气垫仓3液位变化时，液位管7的浮子8也随着变化，浮子8变化，激光器9可以测出液位变化，通过数据处理装置和上位机对信号进行处理后，盾构操作人员就可以在上位机11发显示器直接读取液位的高度。

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

Claims (4)

1.一种盾构用激光液位监测系统，包括气垫仓（3），其特征在于，所述气垫仓（3）的仓壁上设有用于测量气垫仓（3）液位的激光测距装置，所述激光测距装置通过数据处理装置（10）与上位机（11）电连接；所述激光测距装置包括相互连接的激光器（9）和液位管（7），且液位管（7）设置在激光器（9）的下方；所述激光器（9）与数据处理装置（10）电连接；所述液位管（7）上设有用于气垫仓（3）内气体流通的通气孔（13）和用于气垫仓（3）内液体流通的过流孔，且液位管（7）中活动设有与激光器（9）相配合的浮子（8）。

2.根据权利要求1所述的盾构用激光液位监测系统，其特征在于，所述液位管（7）通过支架（6）与前隔板（4）或者后隔板（5）相连接。

3.根据权利要求2所述的盾构用激光液位监测系统，其特征在于，所述支架（6）包括套设在液位管（7）上的套环和与套环相连接的连接杆，且连接杆与前隔板（4）或者后隔板（5）相连接。

4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的盾构用激光液位监测系统，其特征在于，所述激光测距装置的电缆通过后隔板（5）上的航空接头（12）与数据处理装置（10）相连接，且数据处理装置（10）设置在盾体内。

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