海瑞克盾構(gòu)機(jī)傳感器應(yīng)用分析4400字

1、海瑞克盾構(gòu)機(jī)傳感器應(yīng)用分析4400字 摘要：文章詳細(xì)介紹了盾構(gòu)機(jī)傳感器工作原理、功能組成，并結(jié)合在盾構(gòu)機(jī)上傳感器的應(yīng)用情況進(jìn)展分析。 關(guān)鍵詞：傳感器；信號(hào)中圖分類號(hào)：U455.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937202220-0030-031盾構(gòu)機(jī)上使用傳感器類型為保證盾構(gòu)機(jī)的正常工作，盾構(gòu)機(jī)上使用了多種類型的傳感器，傳感器的類型分別如下：根據(jù)盾構(gòu)機(jī)上傳感器輸出的信號(hào)分類，可分為四類：420 mA電流信號(hào)、PNP輸出信號(hào)、開關(guān)量輸出信號(hào)、BCD碼輸出信號(hào)。根據(jù)盾構(gòu)機(jī)上傳感器類型分類，盾構(gòu)機(jī)使用了如下類型傳感器：音叉式物位傳感器、平面膜壓力傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器、磁致伸縮傳感器、電感接

2、近傳感器、霍爾接近傳感器、差壓傳感器；PT100鉑電阻溫度傳感器、溫度開關(guān)傳感器、半導(dǎo)體壓力開關(guān)傳感器、電磁流量傳感器、渦街流量傳感器、直線位移傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、傾斜角傳感器。2盾構(gòu)機(jī)上使用傳感器工作原理及應(yīng)用2.1音叉式物位傳感器在盾構(gòu)機(jī)上主要用于工作原理根據(jù)物料對(duì)振動(dòng)中的音叉有無(wú)阻力，探知料位是否到達(dá)或超過(guò)某高度，并發(fā)出通斷信號(hào)，這種原理不需要大幅度的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小，不必校準(zhǔn)，可快速低本錢啟動(dòng)。機(jī)械構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，無(wú)維修、無(wú)磨損，運(yùn)行壽命長(zhǎng)，靈敏而可靠。傳感器上的音叉以固有的頻率振動(dòng)，當(dāng)音叉觸及液體或其他物料時(shí)，其固有的振動(dòng)頻率降低，能量消耗在物料顆粒間的摩擦上，迫使振幅

3、急劇衰減而停振，頻率的變化激活液位開關(guān)，產(chǎn)生通斷信號(hào)。2.2離散傳感器在各類開關(guān)中，有一種對(duì)接近它物件有“感知才能的元件位移傳感器。利用位移傳感器對(duì)接近物體的敏感特性到達(dá)控制開關(guān)通或斷的目的，這就是接近開關(guān)。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)，并接近到一定間隔 時(shí)，位移傳感器才有“感知，開關(guān)才會(huì)動(dòng)作。通常把這個(gè)間隔 叫“檢出間隔 。不同的接近開關(guān)檢出間隔 也不同。有時(shí)被檢測(cè)驗(yàn)物體是按一定的時(shí)間間隔，一個(gè)接一個(gè)地移向接近開關(guān)，又一個(gè)一個(gè)地分開，這樣不斷地重復(fù)。不同的接近開關(guān)，對(duì)檢測(cè)對(duì)象的響應(yīng)才能是不同的。這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率。因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對(duì)物體的

4、“感知方法也不同，所以盾構(gòu)機(jī)上常見的接近開關(guān)有以下幾種：渦流式接近開關(guān)。這種開關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)接近開關(guān)時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用到接近開關(guān)，使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無(wú)導(dǎo)電物體移近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。如盾構(gòu)機(jī)上齒輪油系統(tǒng)檢測(cè)接近開關(guān)?；魻柦咏_關(guān)?；魻栐且环N磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān)，叫做霍爾開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時(shí)，開關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁

5、性物體。如盾構(gòu)機(jī)上刀盤轉(zhuǎn)速接近開關(guān)和螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速接近開關(guān)。接近開關(guān)的信號(hào)輸出分為PNP和NPN類型，海瑞克一般采用PNP信號(hào)輸出。2.3溫度傳感器熱電阻及其測(cè)溫原理：在工業(yè)應(yīng)用中，熱電偶一般適用于測(cè)量500以上的較高溫度。對(duì)于500以下的中、低溫度，熱電偶的輸出的熱電勢(shì)很小，這對(duì)二次儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很高，否那么難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量；而且，在較低溫區(qū)域，冷端溫度的變化所引起的相對(duì)誤差也非常突出。所以測(cè)量中、低溫度一般使用熱電阻溫度測(cè)量?jī)x表較為適宜。熱電阻的測(cè)溫原理與熱電偶的測(cè)溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)展溫度測(cè)量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。金屬熱電阻一般

6、適用于-200500范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，其特點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在過(guò)程控制中的應(yīng)用極其廣泛。目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越??；盾構(gòu)機(jī)常用的是PT100熱電阻，主要用于測(cè)量油溫和水溫，信號(hào)輸出為420 mA電流信號(hào)。2.4流量傳感器測(cè)量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)或流量表流量計(jì)是工業(yè)測(cè)量中重要的儀表之一，隨著工業(yè)消費(fèi)的開展，對(duì)流量測(cè)量的準(zhǔn)確度和范圍的要求越來(lái)越高，流量測(cè)量技術(shù)日新月異為了適應(yīng)各種用處，各種類型的流量計(jì)相繼問(wèn)世。目前已投入使用的流量計(jì)已超過(guò)100種。從不同的角度出發(fā)，流量計(jì)有不同的

7、分類方法。常用的分類方法有兩種，一是按流量計(jì)采用的測(cè)量原理進(jìn)展歸納分類：二是按流量計(jì)的構(gòu)造原理進(jìn)展分類。2.4.1按測(cè)量原理分類電學(xué)原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動(dòng)電容式、電感式、應(yīng)變電阻式等。聲學(xué)原理：利用聲學(xué)原理進(jìn)展流量測(cè)量的有超聲波式聲學(xué)式(沖擊波式)等。熱學(xué)原理：利用熱學(xué)原理測(cè)量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。光學(xué)原理：激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是屬于此類原理的儀表。其它原理：有標(biāo)記原理、相關(guān)原理等。2.4.2按流量計(jì)構(gòu)造原理分類按當(dāng)前流量計(jì)產(chǎn)品的實(shí)際情況，根據(jù)流量計(jì)的構(gòu)造原理，盾構(gòu)機(jī)上所用的流量計(jì)可歸納為以下幾種類型：電

8、磁流量計(jì)。電磁流量計(jì)是應(yīng)用導(dǎo)電體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又和流量大小成正比，通過(guò)測(cè)電動(dòng)勢(shì)來(lái)反映管道流量的原理而制成的。其測(cè)量精度和靈敏度都較高。工業(yè)上多用以測(cè)量水、礦漿等介質(zhì)的流量。可測(cè)最大管徑達(dá)2 m，而且壓損極小。但導(dǎo)電率低的介質(zhì)，如氣體、蒸汽等那么不能應(yīng)用。電磁流量計(jì)造價(jià)較高，且信號(hào)易受外磁場(chǎng)干擾，影響了在工業(yè)管流測(cè)量中的廣泛應(yīng)用。為此，產(chǎn)品在不斷改良更新，向微機(jī)化開展。盾構(gòu)機(jī)上測(cè)量液體用電磁流量計(jì)。超聲波流量計(jì)。超聲波流量計(jì)是基于超聲波在流動(dòng)介質(zhì)中傳播的速度等于被測(cè)介質(zhì)的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設(shè)計(jì)的。它也是由測(cè)流速來(lái)反映流量大小的。超聲波流量計(jì)雖然在20

9、世紀(jì)70年代才出現(xiàn)，但由于它可以制成非接觸型式，并可與超聲波水位計(jì)聯(lián)動(dòng)進(jìn)展開口流量測(cè)量，對(duì)流體又不產(chǎn)生擾動(dòng)和阻力，所以很受歡送，是一種很有開展前途的流量計(jì)。盾構(gòu)機(jī)上測(cè)量氣體用超聲波流量計(jì)。2.5壓力傳感器壓力傳感器是盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和發(fā)泡劑系統(tǒng)、注脂系統(tǒng)中使用最為常用的一種傳感器，壓力傳感器有如下類型，應(yīng)變片壓力傳感器、陶瓷壓力傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器、藍(lán)寶石壓力傳感器。下面就簡(jiǎn)單介紹盾構(gòu)機(jī)上常用傳感器原理及其應(yīng)用。力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用

10、最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。下面主要介紹這類傳感器。在理解壓阻式力傳感器時(shí)，首先認(rèn)識(shí)一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成局部之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑嚴(yán)密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組

11、成應(yīng)變電橋，并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)展放大，再傳輸給處理電路通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，如圖1所示，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假設(shè)金屬絲受外力作用而伸長(zhǎng)時(shí)，其長(zhǎng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小而截面增加，電阻值那么會(huì)減小。只要測(cè)出加在電阻的變化通常是測(cè)量電阻兩端的電壓，即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情。傳感器的電路可以保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的失衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號(hào)輸出05，420 mA或05 V。盾構(gòu)機(jī)上使用的注漿壓力傳感器和油壓傳感

12、器采用上述原理制造。 2.6磁致伸縮料位傳感器磁致伸縮料位傳感器見圖2包含了一個(gè)或多個(gè)浮標(biāo)，每一個(gè)中都有一個(gè)永久磁體，通常是環(huán)形的。其它元件分別是波導(dǎo)管、應(yīng)力波采擷器、接口節(jié)氣閥和電子模塊。單個(gè)磁致伸縮料位傳感器就可測(cè)量產(chǎn)品料位、接口料位和溫度。磁致伸縮料位傳感器具有某些鐵磁材料的特性，放置在磁場(chǎng)中時(shí)可膨脹或縮短見圖2。在磁致伸縮料位傳感器中，通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)的瞬間交感作用，脈沖在波導(dǎo)管中產(chǎn)生。其中一個(gè)磁場(chǎng)來(lái)自參照磁體而另一個(gè)來(lái)自與波導(dǎo)一起產(chǎn)生的脈沖電流。交互作用產(chǎn)生的應(yīng)力脈沖沿波導(dǎo)運(yùn)行并且在傳感器頭部被測(cè)量，磁體的位置是通過(guò)測(cè)量電子脈沖的產(chǎn)生和應(yīng)力脈沖的時(shí)間而確定的。盾構(gòu)機(jī)的行程測(cè)量采用的是磁致

13、伸縮料位傳感器，信號(hào)輸送給MK292模塊轉(zhuǎn)換成BCD碼信號(hào)傳送給PLC數(shù)字量模塊。BCD碼的工作原理如下。BCD碼，稱BCD碼或二-十進(jìn)制代碼，亦稱二進(jìn)碼十進(jìn)數(shù)。是一種二進(jìn)制的數(shù)字編碼形式，用二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制代碼。這種編碼形式利用了四個(gè)位元來(lái)儲(chǔ)存一個(gè)十進(jìn)制的數(shù)碼，使二進(jìn)制和十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換得以快捷的進(jìn)展。此外，對(duì)于其他需要高準(zhǔn)確度的計(jì)算，BCD編碼亦很常用。2.7旋轉(zhuǎn)編碼器編碼器如以信號(hào)原理來(lái)分，有增量型編碼器,絕對(duì)型編碼器。旋轉(zhuǎn)編碼器用于盾構(gòu)機(jī)管片安裝器的旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量，信號(hào)采集使用了PROFIBUS總線技術(shù)，直接和PLC相連。海瑞克盾構(gòu)機(jī)采用了德國(guó)TWK公司的CRD系列CRD65-4096R4096C2Z01編碼器和通訊模塊ZD-P3L4-01。3結(jié)語(yǔ)盾構(gòu)機(jī)上傳感器根據(jù)要求應(yīng)用于各種環(huán)境。在盾構(gòu)機(jī)的維修中，作為維修人員，理解盾構(gòu)機(jī)上使用的各種傳感器的工作原理，功能特點(diǎn)非常重要。盾構(gòu)機(jī)上的傳感器由于工作環(huán)