TWI691642B - 一種刀盤溫度檢測裝置及潛盾機 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種刀盤溫度檢測裝置及潛盾機。刀盤溫度檢測裝置包括依次連接的溫度採集模組、控制模組、發送模組、接收模組及顯示模組,溫度採集模組採集刀盤切削端面的即時溫度值,並將即時溫度值發送給所述控制模組;控制模組根據即時溫度值獲得泥餅結成狀態,並將泥餅結成狀態藉由發送模組發送給接收模組;接收模組將接收到的泥餅結成狀態發送給顯示模組;溫度採集模組包括用於採集刀盤切削端面溫度信號的傳感器單元,傳感器單元設於刀盤的切削端面上。潛盾機包括刀盤及上述所述的刀盤溫度檢測裝置,刀盤溫度檢測裝置的傳感器單元設於刀盤的切削端面上。本發明具有刀盤使用壽命高、開挖效率高,且測量精確率高等優點。
Description
本發明涉及隧道及地下工程領域,尤其涉及一種刀盤溫度檢測裝置及潛盾機。
掘進機和潛盾機作為隧道、地鐵建設中的大型掘進設備,刀盤是其重要的核心部件,直接影響到掘進效率。 潛盾刀盤在正常工作時的最高溫度只有40°~60°,但在潛盾的掘進過程中,特別在複合地層情況下,由於土壓平衡潛盾中渣土改良不到位,泥水平衡潛盾中泥漿性能參數不合理,導致刀盤在推進中逐漸結成泥餅。隨著泥餅的形成與增大,刀盤的扭矩及總推力大幅增加,推進速度減慢,從而導致刀盤溫度升高(甚至有時高達400°~500°),其遠遠超出了刀盤承受的最高溫度。此時,刀盤溫度的升高容易產生局部燒傷、刀盤材料屬性變化等現象,刀盤磨損嚴重,其使用壽命及開挖效率低。
本發明要解決的技術問題是克服習知技術的不足,提供一種刀盤使用壽命高、開挖效率高,且測量精確率高的刀盤溫度檢測裝置及潛盾機。
為解決上述技術問題,本發明提出的技術方案為:
一種刀盤溫度檢測裝置,包括依次連接的溫度採集模組、控制模組、發送模組、接收模組及顯示模組,所述溫度採集模組採集刀盤切削端面的即時溫度值,並將即時溫度值發送給所述控制模組;所述控制模組根據即時溫度值獲得泥餅結成狀態,並將泥餅結成狀態藉由發送模組發送給接收模組;所述接收模組將接收到的泥餅結成狀態發送給顯示模組;所述溫度採集模組包括用於採集刀盤切削端面溫度信號的傳感器單元,所述傳感器單元設於所述刀盤的切削端面上。
作為上述技術方案的進一步改進:
所述傳感器單元包括用於檢測刀盤切削端面中心區域溫度的第一檢測元件及用於檢測刀盤切削端面外周區域溫度的第二檢測元件。
所述第一檢測元件及所述第二檢測元件包括傳感器基座及多個溫度傳感器,所述傳感器基座沿刀盤的徑向設置,多個所述溫度傳感器間隔設置於所述傳感器基座上。
所述第一檢測元件為多組,多組所述第一檢測元件沿刀盤的周向佈置;所述第二檢測元件為多組,多組所述第二檢測元件沿刀盤的周向佈置;沿所述刀盤的周向,所述第一檢測元件與第二檢測元件錯開佈置。
所述傳感器基座為耐磨基座,所述溫度傳感器的上表面低於所述耐磨基座的上表面。
所述溫度採集模組還包括相互連接的信號調理單元及模數轉換單元,所述信號調理單元接收所述傳感器單元採集的溫度信號,並將溫度信號調整至預設閾值以獲得類比信號,然後將類比信號發送給模數轉換單元;所述模數轉換單元對類比信號進行處理以獲得數位信號,並將數位信號傳送給控制模組。
所述控制模組包括微處理器,所述微處理器根據模數轉換單元傳送的數位信號獲得泥餅結成狀態,所述數位信號包括即時溫度值。
當即時溫度值t≤60°時,微處理器判定為正常溫度;當即時溫度值為60°<t≤80°時,微處理器判定為泥餅初步形成;當即時溫度值為80°<t≤100°時,微處理器判定為泥餅小面積結成;當即時溫度值t >100°時,微處理器判定為泥餅大面積結成。
所述發送模組包括無線發送單元,所述接收模組包括無線接收單元,所述無線發送單元接收所述控制模組的泥餅結成狀態,併發送給無線接收單元;所述無線接收單元接收所述無線發送單元的泥餅結成狀態,併發送給顯示模組;所述顯示模組顯示泥餅結成狀態。
還包括與接收模組連接的報警模組,所述報警模組根據接收模組接收的泥餅結成狀態作出判斷,當接收模組接收的為泥餅初步形成狀態時,所述報警模組判斷出刀盤溫度高於正常溫度,發出警報。
一種潛盾機,包括刀盤及上述所述的刀盤溫度檢測裝置,所述刀盤溫度檢測裝置的傳感器單元設於所述刀盤的切削端面上。
與習知技術相比,本發明的優點在於:
本發明的刀盤溫度檢測裝置,藉由溫度採集模組採集刀盤切削端面的即時溫度值,控制模組根據即時溫度值獲得泥餅結成狀態,藉由發送模組、接收模組將泥餅結成狀態發送給顯示模組顯示,藉由對刀盤溫度的線上檢測可實現泥餅結成狀態的即時監測,在刀盤溫度升高時可及時開倉處理,其有效防止了刀盤大面積結泥餅現象的發生,避免了刀盤的局部燒傷及刀盤材料屬性的變化,刀盤使用壽命及開挖效率高;且溫度採集模組包括採集刀盤切削端面溫度信號的傳感器單元,傳感器單元設於刀盤的切削端面上,使得刀盤測量效率及精度高,能夠滿足當前數位化、資訊化的需求。本發明的潛盾機同樣具有上述優點。
下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明,但並不因此而限制本發明的保護範圍。
如圖1和圖2所示,本實施例的刀盤溫度檢測裝置,包括依次連接的溫度採集模組1、控制模組2、發送模組3、接收模組4及顯示模組5。其中,溫度採集模組1採集刀盤6切削端面的即時溫度值,並將即時溫度值發送給控制模組2;控制模組2根據即時溫度值獲得泥餅結成狀態,並將泥餅結成狀態藉由發送模組3發送給接收模組4;接收模組4將接收到的泥餅結成狀態發送給顯示模組5;顯示模組5顯示泥餅結成狀態。溫度採集模組1包括傳感器單元11,傳感器單元11設於刀盤6的切削端面上,用於採集刀盤6切削端面的溫度信號。
本發明藉由溫度採集模組1採集刀盤6切削端面的即時溫度值,控制模組2根據即時溫度值獲得泥餅結成狀態,藉由發送模組3、接收模組4將泥餅結成狀態發送給顯示模組5顯示,藉由對刀盤6溫度的線上檢測可實現泥餅結成狀態的即時監測,在刀盤6溫度升高時可及時開倉處理,其有效防止了刀盤6大面積結泥餅現象的發生,避免了刀盤6的局部燒傷及刀盤6材料屬性的變化,刀盤6使用壽命及開挖效率高;且溫度採集模組1包括採集刀盤6切削端面溫度信號的傳感器單元11,傳感器單元11設於刀盤6的切削端面上,使得刀盤6測量效率及精度高,能夠滿足當前數位化、資訊化的需求。
如圖3、圖4所示,本實施例中,傳感器單元11包括用於檢測刀盤6切削端面中心區域溫度的第一檢測元件111及用於檢測刀盤6切削端面外周區域溫度的第二檢測元件112,第一檢測元件111及第二檢測元件112的設置可實現刀盤6切削端面各區域的溫度檢測,保證檢測精度。第一檢測元件111及第二檢測元件112包括傳感器基座113及多個溫度傳感器114,傳感器基座113沿刀盤6的徑向設置,多個溫度傳感器114間隔設置於傳感器基座113上。本實施例中,各溫度傳感器114的間隔間距相同,且間隔間距為50mm,在其他實施例中,溫度傳感器114的間隔間距可根據刀盤6的大小調整。
本實施例中,第一檢測元件111為三組,三組第一檢測元件111沿刀盤6的周向均勻佈置;第二檢測元件112為三組,三組第二檢測元件112沿刀盤6的周向均勻佈置。在其他實施例中,第一檢測元件111及第二檢測元件112的數量可根據檢測實際需求進行設置,如設置為四組、五組等。本實施例中,沿刀盤6的周向,第一檢測元件111與第二檢測元件112錯開佈置,使得傳感器單元11的檢測區域覆蓋刀盤6的切削端面,進一步保證檢測精度。
本實施例中,傳感器基座113為耐磨基座,溫度傳感器114的上表面低於耐磨基座的上表面,使得溫度傳感器114不易受到泥土摩擦產生損壞。本實施例中,傳感器基座113上設有供溫度傳感器114的輸出線通過的通孔,溫度傳感器114的輸出線穿過通孔連接信號調理單元12。
如圖2所示,本實施例中,溫度採集模組1還包括相互連接的信號調理單元12及模數轉換單元13,信號調理單元12接收傳感器單元11採集的溫度信號,並將溫度信號調整至預設閾值以獲得類比信號,然後將類比信號發送給模數轉換單元13;模數轉換單元13對類比信號進行處理以獲得數位信號,並將數位信號傳送給控制模組2。本實施例中,預設閾值為滿足模數轉換單元13量程和轉換精度要求的預設閾值。
本實施例中,控制模組2具體採用微處理器,微處理器根據模數轉換單元13傳送的數位信號獲得泥餅結成狀態,數位信號包括即時溫度值。具體的,當即時溫度值t≤60°時,微處理器判定為正常溫度;當即時溫度值為60°<t≤80°時,微處理器判定為泥餅初步形成;當即時溫度值為80°<t≤100°時,微處理器判定為泥餅小面積結成;當即時溫度值t >100°時,微處理器判定為泥餅大面積結成。其有效方便了操作人員直觀瞭解泥餅結成狀態。
本實施例中,發送模組3包括無線發送單元,無線發送單元設於刀盤6的背面;接收模組4包括無線接收單元,無線接收單元設於刀盤6後方的盾體上。本實施例中,無線發送單元接收控制模組2的泥餅結成狀態,併發送給無線接收單元;無線接收單元接收無線發送單元的泥餅結成狀態,併發送給顯示模組5;顯示模組5顯示泥餅結成狀態。在優選實施例中,無線發送單元和無線接收單元各為四組,其有效避免了信號干擾導致泥餅結成狀態無法有效發送的現象,使得泥餅結成狀態可即時顯示,並對刀盤6進行及時處理。
本實施例中,刀盤溫度檢測裝置還包括報警模組,報警模組與接收模組4連接,報警模組根據接收模組4接收的泥餅結成狀態作出判斷,當接收模組4接收的為泥餅初步形成狀態時,報警模組判斷出刀盤6溫度高於正常溫度,發出警報,以實現對刀盤6的及時開倉處理。本實施例中,掘進機和潛盾機還包括主機艙,顯示模組5和報警模組設於主機艙內。
本實施例中,當潛盾刀盤6旋轉時,溫度傳感器114感應到所處位置的刀盤6溫度,並輸出溫度信號;信號調理單元12接收傳感器單元11採集的溫度信號,並將溫度信號調整為滿足模數轉換單元13量程和轉換精度要求的類比信號,然後將類比信號發送給模數轉換單元13;模數轉換單元13將類比信號進行處理以獲得數位信號,並將數位信號傳送給控制模組2;控制模組2根據模數轉換單元13傳送的數位信號獲得泥餅結成狀態,將泥餅結成狀態藉由發送模組3發送給接收模組4;接收模組4將接收到的泥餅結成狀態送入主機艙內的顯示模組5及報警模組,顯示模組5顯示泥餅結成狀態,報警模組判斷出刀盤6溫度高於正常溫度時發出警報。
本發明的潛盾機包括刀盤和上述實施例所述的刀盤溫度檢測裝置,所述刀盤溫度檢測裝置的傳感器單元設於所述刀盤的切削端面上。本發明的潛盾機同樣具有上述實施例所述刀盤溫度檢測裝置的優點。
雖然已經參考優選實施例對本發明進行了描述,但在不脫離本發明的範圍的情況下,可以對其進行各種改進並且可以用均等物替換其中的部件。尤其是,只要不存在結構衝突,各個實施例中所提到的各項技術特徵均可以任意方式組合起來。本發明並不局限於文中公開的特定實施例,而是包括落入請求項的範圍內的所有技術方案。
1‧‧‧溫度採集模組11‧‧‧傳感器單元111‧‧‧第一檢測元件112‧‧‧第二檢測元件113‧‧‧傳感器基座114‧‧‧溫度傳感器12‧‧‧信號調理單元 13‧‧‧模數轉換單元2‧‧‧控制模組3‧‧‧發送模組4‧‧‧接收模組5‧‧‧顯示模組6‧‧‧刀盤
在下文中將基於實施例並參考附圖來對本發明進行更詳細的描述。其中:
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是本發明的另一結構示意圖。
圖3是本發明傳感器基座與刀盤的位置關係示意圖。
圖4是本發明溫度傳感器與刀盤的位置關係示意圖。
圖中各標號表示:
1、溫度採集模組;11、傳感器單元;111、第一檢測元件;112、第二檢測元件;113、傳感器基座;114、溫度傳感器;12、信號調理單元; 13、模數轉換單元;2、控制模組;3、發送模組;4、接收模組;5、顯示模組;6、刀盤。
1‧‧‧溫度採集模組
2‧‧‧控制模組
3‧‧‧發送模組
4‧‧‧接收模組
5‧‧‧顯示模組
11‧‧‧傳感器單元
12‧‧‧信號調理單元
13‧‧‧模數轉換單元
Claims (7)
- 一種刀盤溫度檢測裝置,其包括依次連接的溫度採集模組、控制模組、發送模組、接收模組及顯示模組,所述溫度採集模組採集刀盤切削端面的即時溫度值,並將即時溫度值發送給所述控制模組;所述控制模組根據即時溫度值獲得泥餅結成狀態,並將所述泥餅結成狀態藉由所述發送模組發送給所述接收模組;所述接收模組將接收到的泥餅結成狀態發送給所述顯示模組;所述溫度採集模組包括用於採集所述刀盤切削端面溫度信號的傳感器單元,所述傳感器單元設於所述刀盤的切削端面上;所述傳感器單元包括用於檢測所述刀盤切削端面中心區域溫度的第一檢測元件及用於檢測所述刀盤切削端面外周區域溫度的第二檢測元件,所述第一檢測元件及所述第二檢測元件包括傳感器基座及多個溫度傳感器,所述傳感器基座沿所述刀盤的徑向設置,多個所述溫度傳感器間隔設置於所述傳感器基座上,所述第一檢測元件為多組,多組所述第一檢測元件沿所述刀盤的周向佈置;所述第二檢測元件為多組,多組所述第二檢測元件沿所述刀盤的周向佈置;沿所述刀盤的周向,所述第一檢測元件與第二檢測元件錯開佈置。
- 如請求項1所述的刀盤溫度檢測裝置,其中所述傳感器基座為耐磨基座,所述溫度傳感器的上表面低於所述耐磨基座的上表面。
- 如請求項1或2所述的刀盤溫度檢測裝置,其中所述溫度採集模組還包括相互連接的信號調理單元及模數轉換單元,所述信號調理單元接收所述傳感器單元採集的溫度信號,並將所述溫度信號調整至預設閾值以獲得類比信號,然後將所述類比信號發送給所述模數轉換單元;所述模數轉換單元對所述類比信號進行處理以獲得數位信號,並將所述數位信號傳送給所述控制模組。
- 如請求項3所述的刀盤溫度檢測裝置,其中所述控制模組包括微處理器,所述微處理器根據所述模數轉換單元傳送的所述數位信號獲得泥餅結成狀態,所述數位信號包括即時溫度值。
- 如請求項1或2所述的刀盤溫度檢測裝置,其還包括與所述接收模組連接的報警模組,所述報警模組根據所述接收模組接收的泥餅結成狀態作出判斷,當所述接收模組接收的為泥餅初步形成狀態時,所述報警模組判斷出刀盤溫度高於正常溫度,發出警報。
- 一種潛盾機,包括刀盤,其還包括如請求項1至6任意一項所述的刀盤溫度檢測裝置,所述刀盤溫度檢測裝置的所述傳感器單元設於所述刀盤的切削端面上。
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- 2018-06-11 WO PCT/CN2018/090556 patent/WO2019029254A1/zh active Application Filing
- 2018-07-23 TW TW107125392A patent/TWI691642B/zh active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106885642A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-23 | 中南大学 | 一种刀盘结泥饼检测装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO2019029254A1 (zh) | 2019-02-14 |
CN107355227A (zh) | 2017-11-17 |
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