CN217560699U - 一种盾构机用压力温度一体式传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构机用压力温度一体式传感器，包括中空结构的传感器外壳，传感器外壳一端设置感压组件，另一端设置电气插接组件，感压组件通过感压固定环与传感器外壳连接，电气插接组件通过固定圆板与传感器外壳连接；本实用新型在感压组件底部的感压面采用加厚处理，能够提升传感器在工作过程中接触石子、砂浆等坚硬物体的挤压和摩擦，提高产品过载能力和耐磨损性能；在感压组件内腔填充硅油液体，当感压面受到过大压力冲击时，填充液可缓解压力对弹性体的过载冲击，提升产品的抗过载能力；当感压面受到偏向压力的时候，填充液可以降低偏载压力对产品整体性能的影响，确保传感器信号的准确性。

Description

一种盾构机用压力温度一体式传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，具体涉及一种盾构机用压力温度一体式传感器。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，可靠性要求极高；盾构机用压力温度一体式传感器用于检测盾构机土压、泥水等介质的压力和温度，主要安装于盾构机的土仓、泥水仓等位置，检测仓内介质的压力和温度情况，确保各仓内工作环境稳定；压力温度一体式传感器可以减少在盾构机仓壁开孔数量，节约安装空间，同时提高盾构机仓室的密闭和安全性；目前的泥浆压力传感器虽然能测量压力，但是容易发生磨损，影响测量精度及使用寿命。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种盾构机用压力温度一体式传感器，包括中空结构的传感器外壳，所述传感器外壳一端设置感压组件，另一端设置电气插接组件，所述感压组件通过感压固定环与传感器外壳连接，所述电气插接组件通过固定圆板与传感器外壳连接，所述传感器外壳设置固定圆板的一端还向外设置传感器安装圆盘；所述感压组件上设置压力传感器感压元件，所述感压固定环内设置温度传感器感温元件，所述压力传感器感压元件、温度传感器感温元件均通过导线与信号处理器电连接，所述信号处理器通过导线与电气插接组件电连接，所述信号处理器外通过防护罩密封设置。

进一步地，所述固定圆板设置于传感器外壳一端外部，所述固定圆板的外径大于传感器外壳的内径，所述传感器外壳另一端设置安装槽，所述感压固定环卡设于安装槽内，所述固定圆板上间隔设置数个定位孔，所述感压固定环上设置与定位孔对应的螺栓安装槽，所述固定圆板通过锁紧螺栓与感压固定环连接。

进一步地，所述感压固定环中部设置感压组件安装孔，所述感压组件安装孔位于传感器外壳内的一侧设置感压组件限位环，所述感压组件设置于感压组件安装孔内，其靠近感压组件限位环的一侧外沿设置数个压力传感器感压元件。

进一步地，所述感压组件包括设置于感压组件限位环上的弹性体、设置于感压组件安装孔另一侧的感压面以及连接弹性体、感压面的传力杆，使感压组件呈工字型，所述感压面为加厚面。

进一步地，所述感压面外壁与感压固定环内壁之间设置第一密封圈，所述感压固定环底部外壁与感压器外壳内壁之间设置第二密封圈。

进一步地，所述感压固定环位于定位孔、感压组件安装孔之间的部位上设置感温元件安装孔，所述感温元件安装孔内底面设置温度传感器感温元件。

进一步地，所述信号处理器通过处理器固定支架与感压固定环连接。

进一步地，所述防护罩覆盖传感器信号处理器、感压组件、压力传感器感压元件以及温度传感器感温元件，所述防护罩内灌有填充液。

进一步地，所述电气插接组件包括设置于固定圆板外部的插接组件锁紧帽、电气插接件，所述插接组件锁紧帽通过插接件安装座伸入传感器外壳内并与防护罩连接。

进一步地，所述传感器安装圆盘上周向设置数个传感器安装孔，所述传感器安装圆盘底面靠近传感器外壳的一侧设置嵌设传感器密封圈。

采用以上方案后，本实用新型具有如下优点：本实用新型在感压组件底部的感压面采用加厚处理，能够提升传感器在工作过程中接触石子、砂浆等坚硬物体的挤压和摩擦，提高产品过载能力和耐磨损性能；本实用新型在感压组件内腔填充硅油液体，当感压面受到过大压力冲击时，填充液可缓解压力对弹性体的过载冲击，提升产品的抗过载能力；同时，当感压面受到偏向压力的时候，填充液可以降低偏载压力对产品整体性能的影响，确保传感器信号的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型一种盾构机用压力温度一体式传感器的上部结构示意图。

图2是本实用新型一种盾构机用压力温度一体式传感器的下部结构示意图。

图3是本实用新型一种盾构机用压力温度一体式传感器的顶面结构示意图。

图4是本实用新型一种盾构机用压力温度一体式传感器的底面结构示意图。

图5是本实用新型一种盾构机用压力温度一体式传感器的截面结构示意图。

图6是本实用新型一种盾构机用压力温度一体式传感器中传感器外壳的截面结构示意图。

图7是本实用新型一种盾构机用压力温度一体式传感器中固定圆板与感压固定环的连接示意图。

图8是本实用新型一种盾构机用压力温度一体式传感器中感压组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

一种盾构机用压力温度一体式传感器，包括中空结构的传感器外壳1，传感器外壳1一端设置感压组件2，另一端设置电气插接组件3，感压组件2通过感压固定环4与传感器外壳1连接，电气插接组件3通过固定圆板5与传感器外壳1连接，传感器外壳1设置固定圆板5的一端还向外设置传感器安装圆盘6；感压组件2上设置压力传感器感压元件7，感压固定环4内设置温度传感器感温元件8，压力传感器感压元件7、温度传感器感温元件8均通过导线10与信号处理器9电连接，信号处理器9通过导线与电气插接组件3电连接，信号处理器9通过处理器固定支架15与感压固定环4连接，信号处理器9外通过防护罩11密封设置；传感器安装圆盘6上周向设置数个传感器安装孔601，传感器安装圆盘6底面靠近传感器外壳1的一侧设置嵌设传感器密封圈602。

固定圆板5设置于传感器外壳1一端外部，固定圆板5的外径大于传感器外壳1的内径，传感器外壳1另一端设置安装槽101，感压固定环7卡设于安装槽101内，固定圆板5上间隔设置数个定位孔501，感压固定环4上设置与定位孔501对应的螺栓安装槽401，固定圆板5通过锁紧螺栓12与感压固定环4连接；感压固定环4中部设置感压组件安装孔402，感压组件安装孔402位于传感器外壳1内的一侧设置感压组件限位环403，感压组件2设置于感压组件安装孔402内，其靠近感压组件限位环403的一侧外沿设置数个压力传感器感压元件7。

感压组件2包括设置于感压组件限位环403上的弹性体201、设置于感压组件安装孔402另一侧的感压面202以及连接弹性体201、感压面202的传力杆203，使感压组件3呈工字型，感压面202为加厚面；感压面202外壁与感压固定环4内壁之间设置第一密封圈13，感压固定环13底部外壁与感压器外壳1内壁之间设置第二密封圈14；感压固定环4位于定位孔501、感压组件安装孔402之间的部位上设置感温元件安装孔404，感温元件安装孔404内底面设置温度传感器感温元件8。

防护罩11覆盖传感器信号处理器7、感压组件2、压力传感器感压元件7以及温度传感器感温元件8，防护罩11内灌有填充液。

电气插接组件3包括设置于固定圆板5外部的插接组件锁紧帽301、电气插接件302，插接组件锁紧帽301通过插接件安装座16伸入传感器外壳1内并与防护罩11连接。

本实施例中，感压组件底部的感压面采用加厚处理，能够提升传感器在工作过程中接触石子、砂浆等坚硬物体的挤压和摩擦，提高产品过载能力和耐磨损性能；感压组件的传力杆将感压面的压力实时传导至感压组件的弹性体上，弹性体具有形变能力，另外，在弹性体上固定压力传感器感压元件时需要用胶密封感压元件；当感压组件的感压面受力作用时，压力通过传力杆将感压面的压力实时传导至弹性体上，弹性体产生形变，弹性体上的感压元件同时产生变化，感压元件采用惠斯通电桥原理，根据形变产生对应受力的电信号，通过压力传感器导线传输至信号处理器进行变送处理成标准模拟量信号。

安装时，感压组件内嵌固定于感压固定环内，感压组件的感压面与感压固定环外端面在同一平面，并通过感压面外侧的第一密封圈来密封；感压组件内嵌于感压固定环后，在感压组件内腔填充硅油液体，当感压面受到过大压力冲击时，填充液可缓解压力对弹性体的过载冲击，提升产品的抗过载能力；同时，当感压面受到偏向压力的时候，填充液可以降低偏载压力对产品整体性能的影响，确保传感器信号的准确性；感压固定环为一体加工成型，四周加工有螺纹孔，用于安装锁紧螺栓；在感压固定环上设置安装温度传感器感温元件的槽孔，传感器感温元件通过温度传感器导线将感温元件的信号传输至传感器信号器进行变送转换成标准的模拟量信号；温度传感器感温元件安装在感压固定环的槽孔内，然后在槽孔内填装专用的导热介质，提升感温元件的感应和导热性能；传感器信号器通过处理器固定支架安装在感压固定环上方，然后用防护罩包裹传感器信号处理器，同时将温度感温原件和感压元件密封；另外在防护罩上端安装插接件安装座，传感器信号处理器的导线穿过防护罩和插接件安装座与电气接插件相连。

传感器外壳与传感器安装圆盘一体加工成型，传感器安装圆盘上加工有传感器安装孔和传感器密封槽，传感器安装孔位于传感器安装圆盘四周，通过多点安装提升传感器与盾构机的连接强度，密封槽内有传感器密封圈。

组装时，首先将感压固定环放置于桌面上，传感器外壳从感压固定环上部套住感压固定环，外壳底部与感压固定环底部在同一平面，固定圆板为中空结构，感压固定环组件上部电气接插件穿过固定圆板，传感器外壳上端平面与固定圆板上端面在同一平面上；锁紧螺栓的螺杆穿过固定圆板，拧入感压固定环的定位孔，并通过传感器外壳内壁加工的台阶槽，对固定圆板和感压固定环限位。感压固定环、传感器外壳、固定圆板连接固定后，对传感器压力和温度输出信号进行标定，标定完成后传感器放置于平台上，移开电气接插件，在防护罩内部灌胶，整体密封内部信号处理电路、感温元件、感压元件，灌胶后静止防止直至胶凝固，最后用接插件锁紧帽固定电气接插件，完成传感器的成品。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种盾构机用压力温度一体式传感器，其特征在于，包括中空结构的传感器外壳，所述传感器外壳一端设置感压组件，另一端设置电气插接组件，所述感压组件通过感压固定环与传感器外壳连接，所述电气插接组件通过固定圆板与传感器外壳连接，所述传感器外壳设置固定圆板的一端还向外设置传感器安装圆盘；所述感压组件上设置压力传感器感压元件，所述感压固定环内设置温度传感器感温元件，所述压力传感器感压元件、温度传感器感温元件均通过导线与信号处理器电连接，所述信号处理器通过导线与电气插接组件电连接，所述信号处理器外通过防护罩密封设置。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机用压力温度一体式传感器，其特征在于，所述固定圆板设置于传感器外壳一端外部，所述固定圆板的外径大于传感器外壳的内径，所述传感器外壳另一端设置安装槽，所述感压固定环卡设于安装槽内，所述固定圆板上间隔设置数个定位孔，所述感压固定环上设置与定位孔对应的螺栓安装槽，所述固定圆板通过锁紧螺栓与感压固定环连接。

3.根据权利要求2所述的一种盾构机用压力温度一体式传感器，其特征在于，所述感压固定环中部设置感压组件安装孔，所述感压组件安装孔位于传感器外壳内的一侧设置感压组件限位环，所述感压组件设置于感压组件安装孔内，其靠近感压组件限位环的一侧外沿设置数个压力传感器感压元件。

4.根据权利要求3所述的一种盾构机用压力温度一体式传感器，其特征在于，所述感压组件包括设置于感压组件限位环上的弹性体、设置于感压组件安装孔另一侧的感压面以及连接弹性体、感压面的传力杆，使感压组件呈工字型，所述感压面为加厚面。

5.根据权利要求4所述的一种盾构机用压力温度一体式传感器，其特征在于，所述感压面外壁与感压固定环内壁之间设置第一密封圈，所述感压固定环底部外壁与感压器外壳内壁之间设置第二密封圈。

6.根据权利要求5所述的一种盾构机用压力温度一体式传感器，其特征在于，所述感压固定环位于定位孔、感压组件安装孔之间的部位上设置感温元件安装孔，所述感温元件安装孔内底面设置温度传感器感温元件。

7.根据权利要求1所述的一种盾构机用压力温度一体式传感器，其特征在于，所述信号处理器通过处理器固定支架与感压固定环连接。

8.根据权利要求1所述的一种盾构机用压力温度一体式传感器，其特征在于，所述防护罩覆盖传感器信号处理器、感压组件、压力传感器感压元件以及温度传感器感温元件，所述防护罩内灌有填充液。

9.根据权利要求1所述的一种盾构机用压力温度一体式传感器，其特征在于，所述电气插接组件包括设置于固定圆板外部的插接组件锁紧帽、电气插接件，所述插接组件锁紧帽通过插接件安装座伸入传感器外壳内并与防护罩连接。

10.根据权利要求1所述的一种盾构机用压力温度一体式传感器，其特征在于，所述传感器安装圆盘上周向设置数个传感器安装孔，所述传感器安装圆盘底面靠近传感器外壳的一侧设置嵌设传感器密封圈。

Images