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海瑞克盾构机传感器应用分析

摘要：文章详细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

1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：

①根据盾构机上传感器输出的信号分类，可分为四类：4～20mA电流信号、

PNP输出信号、开关量输出信号、BCD码输出信号。

②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：音叉式物

位传感器、平面膜压力传感器、扩散硅压力传感器、磁致伸缩传感器、电感接近

传感器、霍尔接近传感器、差压传感器；PT100铂电阻温度传感器、温度开关传

感器、半导体压力开关传感器、电磁流量传感器、涡街流量传感器、直线位移传

感器、旋转编码器、倾斜角传感器。

2盾构机上使用传感器工作原理及应用

2.1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。

2.2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。

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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。

2.3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