海瑞克盾构机传感应用分析.doc

　　　 　　　 　 　 　 海瑞克盾构机传感器应用分析　　 刁郁文　 　　 摘要：盾构机是目前国内隧道施工广泛应用新设备，它的高效率、高可靠性、高安全性的特点正逐步取代靠人力施工为主的矿山法施工。但盾构机的高度自动化也对维修人员带来技术挑战。如果将盾构机的电气控制线路比喻成盾构机的神经，则盾构机上的传感器是神经末梢，它将盾构机的机器状态感应出来，将信息提供给维修人员，保证盾构机的正常工作状态，本文详细的介绍了盾构机传感器工作原理，功能组成，并结合在盾构机上传感器的应用情况进行分析。　 关键词：传感器、信号。　 一、盾构机上使用传感器类型　 为保证盾构机的正常工作，盾构机上使用了多种类型的传感器，传感器的类型分别如下：　 根据盾构机上传感器输出的信号分类，可分为四类：　 1、4-20mA电流信号；　 2、PNP输出信号；　 3、开关量输出信号；　　　 4、BCD码输出信号　　　 根据盾构机上传感器类型分类，盾构机使用了如下类型传感器：　　　 1、音叉式物位传感器；　　 2、平面膜压力传感器；　 3、扩散硅压力传感器；　　 4、磁致伸缩传感器；　　　 5、电感接近传感器；　 6、霍尔接近传感器；　　 7、差压传感器；　 8、PT100铂电阻温度传感器；　　　 9、温度开关传感器；　　 10、半导体压力开关传感器；　　 11、电磁流量传感器；　 12、涡街流量传感器　 13、直线位移传感器　 14、旋转编码器　 15、倾斜角传感器　　　 二、盾构机上使用传感器工作原理及应用　　 （一）、音叉式物位传感器；　　 在盾构机上主要用于工作原理根据物料对振动中的音叉有无阻力，探知料位是否到达或超过某高度，并发出通断信号，这种原理不需要大幅度的机械运动，驱动功率小，不必校准，可快速低成本启动。机械结构简单，无机械运动部件，无维修、无磨损，运行寿命长，灵敏而可靠。　　　 传感器上的音叉以固有的频率振动，当音叉触及液体或其他物料时，其固有的振动频率降低，能量消耗在物料颗粒间的摩擦上，迫使振幅急剧衰减而停振，频率的变化激活液位开关，产生通断信号。　 （二）、离散传感器　 在各类开关中，有一种对接近它物件有“感知”能力的元件——位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，这就是接近开关。 当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有“感知”，开关才会动作。通常把这个距离叫“检出距离”。不同的接近开关检出距离也不同。有时被检测验物体是按一定的时间间隔，一个接一个地移向接近开关，又一个一个地离开，这样不断地重复。不同的接近开关，对检测对象的响应能力是不同的。这种响应特性被称为“响应频率”。 因为位移传感器可以根据不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移传感器对物体的“感知”方法也不同，所以盾构机上常见的接近开关有以下几种：1．?涡流式接近开关 这种开关有时也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。如盾构机上齿轮油系统检测接近开关。2．?霍尔接近开关 霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。如盾构机上刀盘转速接近开关和螺旋机转速接近开关。　　　 接近开关的信号输出分为PNP和NPN类型，海瑞克一般采用PNP信号输出。（三）、温度传感器　　　 热电阻及其测温原理??? ?在工业应用中，热电偶一般适用于测量500℃以上的较高温度。对于500℃以下的中、低温度，热电偶的输出的热电势很小，这对二次仪表的放大器、抗干扰措施等的要求就很高，否则难以实现精确测量；而且，在较低温区域，冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出。所以测量中、低温度一般使用热电阻温度测量仪表较为合适。 热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在过程控制中的应用极其广泛。???? 目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；盾构机常用的是PT100热电阻，主要用于测量油温和水温，信号输出为4-20MA电流信号。（四）、流量传感器　 测量流体流量的仪表统称