[实用新型]一种盾构机带压刀具检测系统

权利要求书

1.一种盾构机带压刀具检测系统，其特征在于，包括：

检测装置、无线接收模块以及控制装置；

所述检测装置一部分安装在泥水仓的内部，另一部分安装在泥水仓的外部；

所述控制装置通过无线接收模块与所述检测装置通信；

所述检测装置包括无线采集模块、光纤解调仪以及安装在刀具上的光纤应力和温度传感器；

所述光纤应力和温度传感器适于采集刀具承受的应力以及温度并将采集的数据传送给光纤解调仪解调后发送至无线采集模块；

无线采集模块适于发送采集的数据给无线接收模块；

所述控制装置适于将无线接收模块接收的数据进行显示。

2.如权利要求1所述的盾构机带压刀具检测系统，其特征在于，所述光纤应力和温度传感器安装在支撑刀具的刀轴的上下两个L型块的内部。

3.如权利要求2所述的盾构机带压刀具检测系统，其特征在于，

所述光纤应力和温度传感器包括三个直光纤以及一个U型光纤；

所述L型块的两侧分别开设有适于第一长方体块以及第二长方体块焊接的安装槽；

三个所述直光纤嵌入所述两个L型块的其中三个安装槽中，且通过所述第一长方体块以及第二长方体块进行密封，所述U型光纤嵌入两个L型块的剩余的一个安装槽中，且通过第一长方体块或第二长方体块进行密封；

所述直光纤适于检测应力；

U型光纤靠近出线的部分检测应力，U型光纤远离出线的部分检测温度。

4.如权利要求3所述的盾构机带压刀具检测系统，其特征在于，所述光纤应力和温度传感器采集刀具承受的应力是根据两个L型块受到的刀轴的压力来进行检测，两个L型块会产生压缩变形，压缩变形量为：，其中为变形量、为应力、E为弹性模量；而光纤光栅的反射光中心波长变化量和光纤光栅长度方向的变形量呈高度正相关性，光纤光栅反射光中心波长计算公式为，其中为中心波长，为光纤芯层的有效折射率，为光栅空间周期，把光纤光栅安装在L型块20的受力方向上，对于刻制好的光纤光栅，其反射光中心波长变化量与压缩变形量会呈现高度正相关性，其中为比例系数，其中一个L型块上的一边承受的应力为，为光纤光栅不受力时候的光纤折射率，为光纤光栅不受力时候的光栅空间周期。

5.如权利要求3所述的盾构机带压刀具检测系统，其特征在于，所述光纤应力和温度传感器采集刀具的温度是根据热传导的原理，通过检测L型块的温度来间接检测刀具的温度，检测原理为：温度的变化量为：，其中为波长变化量，而光纤光栅的反射光波长变化和光纤光栅的温度变化量呈高度正相关性，，为光纤芯层的有效折射率，为光栅空间周期；对于刻制好的光纤光栅，L型块上的承受的温度为，为零摄氏度时光纤光栅的有效折射率，为零摄氏度时的光栅空间周期。

6.如权利要求2所述的盾构机带压刀具检测系统，其特征在于，所述盾构机带压刀具检测系统还包括用于固定刀具的刀箱支撑板；

所述光纤应力和温度传感器的出线通过光纤接插件与刀箱支撑板中的小孔中的光纤进行连接，并通过第一油管接头与第一油管连接。

7.如权利要求1所述的盾构机带压刀具检测系统，其特征在于，所述光纤应力和温度传感器的数量为多个，所述盾构机带压刀具检测系统还包括光纤分线盒；多个光纤应力和温度传感器通过光纤分线盒与光纤解调仪连接。

8.如权利要求1所述的盾构机带压刀具检测系统，其特征在于，所述盾构机带压刀具检测系统还包括旋转传感器；所述旋转传感器适于检测刀具上的强磁磁铁的脉冲信号来计算滚刀转速并通过无线采集模块发送。

9.如权利要求8所述的盾构机带压刀具检测系统，其特征在于，所述盾构机带压检测系统还包括旋转保护罩以及用于固定刀具的刀箱支撑板；

所述旋转保护罩焊接在所述刀箱支撑板上；

所述旋转传感器安装在所述旋转保护罩内，且所述传感器的出线通过第二油管接头与第二油管连接。