[发明专利]一种智能预警式顶管区域管节补浆系统及方法

权利要求书

1.一种智能预警式顶管区域管节补浆方法，其特征在于：基于智能预警式顶管区域管节补浆系统进行，智能预警式顶管区域管节补浆系统包括预警系统和补浆系统；

所述预警系统包括多个薄膜压力传感器、电阻转电压模块、电压数据采集卡、网络IO控制器和上位机，多个薄膜压力传感器分别安装在不同监测管节的承口端之中，且在不同监测管节的承口端之中，薄膜压力传感器安装在木垫板之前，且其前后两面均设有与其等面积的橡胶垫片，每一薄膜压力传感器均通过导线与电阻转电压模块相连，电阻转电压模块、电压数据采集卡、网络IO控制器通过导线依次连接，网络IO控制器与上位机为无线连接，上位机中配制设有组态软件；

所述补浆系统包括泥浆池、注浆主管以及注浆支管、电磁阀和继电器，注浆主管与泥浆池连通，每一管节中均设有注浆支管、电磁阀和继电器，注浆支管与注浆主管连通且电池阀设置在两者之间的管路上，电磁阀均通过导线与继电器相连，继电器通过导线与预警系统中的网络IO控制器相连；

智能预警式顶管区域管节补浆方法包括如下步骤：S1、对多个薄膜压力传感器进行标定试验，获得每一薄膜压力传感器的电压-压力标定函数文件；

S2、选取监测管节，每一监测管节下放至工作始发井之前，将其一标定后的薄膜压力传感器贴附设置在该管节的承口端的木垫板上，使薄膜压力传感器覆盖整个承口端端面；

S3、在顶管施工过程中，将电阻转电压模块、电压数据采集卡、网络IO控制器通过导线依次连接，将网络IO控制器与上位机无线连接；每一监测管节下放并完全顶进后，将该监测管节的承口端之中的薄膜传感器与电阻转电压模块通过导线相连，并通电工作，薄膜压力传感器输出的电阻信号经过电阻转电压模块输出为电压模拟信号并由电压数据采集卡整合处理，最后由网络IO控制器将电压模拟信号传输至地面的上位机；每一管节下放并完全顶进后，将注浆主管的总阀关闭，在每一管节中安装注浆支管，并将其与注浆主管连通，同时，在注浆主管与注浆支管之间安装电磁阀，并将电池阀、继电器、网络IO控制器通过导线依次连接；

S4、在上位机中，调用每一薄膜压力传感器的标定函数文件，将电压模拟信号换算为压力值，两监测管节中薄膜压力传感器所测压力之差即为两监测管节之间区域管节的摩阻力，实时显示在上位机的界面上；

S5、在上位机的组态软件中设定管周摩阻力预警值作为网络IO控制器DO输出的触发条件，当出现实测摩阻力大于该数值时，组态软件自动发送控制信号给网络IO控制器，触发继电器通电打开该区域管节中所有注浆支管的电磁阀，实现区域管节自动补浆，直至实测摩阻力小于预警值，继电器断电关闭电磁阀，停止注浆。

2.根据权利要求1所述的一种智能预警式顶管区域管节补浆方法，其特征在于：智能预警式顶管区域管节补浆系统还包括云平台服务器，云平台服务器与网络IO控制器为无线连接，通过云平台服务器实现PC端和手机端的远程观测。

3.根据权利要求1所述的一种智能预警式顶管区域管节补浆系统，其特征在于：所述薄膜压力传感器为阵列多点式。

4.根据权利要求3所述的一种智能预警式顶管区域管节补浆系统，其特征在于：所述薄膜压力传感器的量程大于始发工作井内液压油缸所提供的最大应力。

5.根据权利要求1所述的一种智能预警式顶管区域管节补浆系统，其特征在于：所述橡胶垫片的厚度为1-2mm，橡胶垫片采用胶接贴附固定在薄膜压力传感器上。