CN202710132U - 液位检测装置及盾构机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种液位检测装置及盾构机。其中，液位检测装置用于箱体内液位高度的检测，包括测量单元、转换单元和液位显示单元。其中，测量单元设置于所述箱体的侧面，用于测量所述箱体内砂浆或泥浆所产生的压力；转换单元与所述测量单元相连接，用于将所述测量单元测得的所述压力依据预置的对应规则转换为箱体内液位的高度数据；液位显示单元与所述转换单元相连接，用于将所述高度数据输出并显示。本实用新型在确保液位测量结果准确的前提下，由压力的测量装置替代了激光传感器，因而提高液位检测装置的性价比，增强其可维护性；并且使其不易被污染。

Description

液位检测装置及盾构机

技术领域

本实用新型涉及盾构机领域，特别涉及一种液位检测装置及盾构机。

背景技术

目前，在测量盾构机的砂浆箱、泥浆箱内液位的时候，一般采用液位传导继电器，也就是电极棒液位测量器。液位测量器设置在砂浆箱或泥浆箱内，将电极棒的测量端设定的高度，由于电极棒的电传导特性，砂浆箱或泥浆箱内砂浆或泥浆是否与电极棒的测量端接触会在测量器的电路中产生不同的电流电位，从而可以测量砂浆箱或泥浆箱内砂浆或泥浆是否达到设定的高度。

在实际应用中，为了测量砂浆箱或泥浆箱内液位是否在合理区间内，往往需要多个电极棒分别在不同的液位高度来测量不同液位。为了使多个电极棒之间保持隔离以避免互相缠绕，还需要使用支架将多个电极棒隔开。在工作过程中，支架和多个电极棒可能会均粘涂有砂浆或泥浆，由于支架与多个电极棒连接，所以，此时电极棒会因为粘涂有砂浆或泥浆而形成电导通状态，从而使得电极棒液位测量器在液位没有处于设定高度时产生误报，进而导致测量结果不准确。

为了进一步改进上述技术，现有技术中还有一种如图1所示的液位检测装置，包括安装支架2、激光传感器3、信号采集单元5和输出单元6;安装支架2固定连接在砂浆箱或泥浆箱的箱体1的上部边沿附近；激光传感器3固定连接在安装支架2上，激光传感器3的激光器4处于砂浆箱或泥浆箱的腔体上方并朝向下安装；信号采集单元5与激光传感器3连接，用于采集测量箱体内液位7的高度数据信号；输出单元6与所述信号采集单元5连接，用于输出所述信号采集单元5采集到的信号。

激光传感器的测距原理是，使用激光传感器中的激光器向被测物体发射激光，然后使用感光组件接收反射回来的激光。根据发送时间和接收时间之间的时间段，计算激光在此时间段可以行进的距离来得出激光传感器与被测物之间的距离。根据上述原理可以得知，该方法采用激光传感器测量砂浆箱或泥浆箱的液位，可以使传感器本身与被砂浆或泥浆不必接触，即可得到砂浆液面在砂浆箱或泥浆液面在泥浆箱中的位置。

但是，上述基于激光测距的液位检测装置存在的问题是，性价比不高，并且，在盾构施工环境下可维护性差，易被污染。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种液位检测装置及盾构机，以在确保液位测量结果准确的前提下，进一步提高液位检测装置的性价比，增强其可维护性，使其不易被污染。

第一方面，本实用新型液位检测装置，用于箱体内液位高度的检测，包括测量单元、转换单元和液位显示单元。其中，测量单元设置于所述箱体的侧面，用于测量所述箱体内砂浆或泥浆所产生的压力；转换单元与所述测量单元相连接，用于将所述测量单元测得的所述压力依据预置的对应规则转换为箱体内液位的高度数据；液位显示单元与所述转换单元相连接，用于将所述高度数据输出并显示。

进一步地，所述液位检测装置还包括警示单元；所述警示单元与所述测量单元或所述转换单元相连接，用于在所述高度数据超出液位预先设定的安全区间时，发出报警信号。

进一步地，所述液位检测装置中，所述测量单元为压力传感器。

进一步地，所述液位检测装置中，所述转换单元为可编程控制器，所述压力传感器通过信号线与所述可编程控制器相连接。

进一步地，所述液位检测装置中，所述液位显示单元为本地显示器；和/或远程显示器。

进一步地，所述液位检测装置中，所述警示单元为蜂鸣器。

第二方面，本实用新型还包括一种盾构机，包括砂浆箱或泥浆箱，其所述砂浆箱或泥浆箱还连接有上述的液位检测装置。

本实用新型通过测量单元检测整个箱体中砂浆（或泥浆）的重量对压力传感器产生的压力，并将获取的压力值传输至转换单元，由于不同的压力值对应不同的液位高度，随着砂浆（或泥浆）产生压力值的变化，测量单元的输出值也会有相应变化；转换单元将计算得到的液位高度值传输至显示器，从而对液位进行实时的观察和报警。

由此，可以看出，本实用新型中：

第一、本实用新型通过测量砂浆箱或泥浆箱中的砂浆或泥浆因重量产生的压力来推知液位高度，因此，测量装置本身与砂浆或泥浆接触，所以避免了现有技术中，电极棒传感器会因为粘涂有砂浆或泥浆而形成电导通状态而导致电极棒液位测量器在测量液位时会产生误报的问题。

第二、在确保液位测量结果准确的前提下，由压力的测量装置替代了激光传感器，因而提高液位检测装置的性价比，增强其可维护性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中液位检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型液位检测装置第一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型液位检测装置第二实施例的结构示意图；

图4为本实用新型液位检测装置第三实施例中，箱体的结构示意图；

图5为实用新型液位检测装置第三实施例中，关于压力传感器、可编程控制器和本地显示器的连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

第一实施例

参照图2，图2为本实用新型液位检测装置第一实施例的结构示意图。

本实施例液位检测装置用于箱体内液位高度的检测，包括测量单元100、转换单元200和液位显示单元300。其中，测量单元100设置于箱体700的侧面，用于测量箱体中装有的砂浆或泥浆对压力传感器产生的压力；转换单元200与测量单元100相连接，用于依据预置的对应规则将测量单元100测得的压力值转换为箱体内液位的高度数据；液位显示单元300与转换单元200相连接，用于将高度数据输出并显示。

本实施例通过测量单元检测整个箱体中砂浆或泥浆因重量产生的对压力传感器的压力，并将获取的压力值传输至转换单元，由于不同的压力对应不同的液位高度，随着砂浆或泥浆产生的压力值变化，测量单元的输出值也会有相应变化；转换单元将计算得到的液位高度值传输至显示器，从而对液位进行实时的观察。由此，可以看出，本实施例中：

第一、由于采用测量压力的测量单元测量砂浆箱或泥浆箱中的压力来推知液位高度，因此，测量装置本身与砂浆或泥浆不必接触，所以避免了现有技术中，电极棒传感器会因为粘涂有砂浆或泥浆而形成电导通状态而导致电极棒液位测量器在测量液位时会产生误报的问题。

第二、在确保液位测量结果准确的前提下，由压力的测量装置替代了激光传感器，因而提高液位检测装置的性价比，增强其可维护性。

第二实施例

参照图3，图3为本实用新型液位检测装置第二实施例的结构示意图,。

本实施例液位检测装置用于箱体内液位高度的检测，包括测量单元100、转换单元200、液位显示单元300和报警单元400。其中，测量单元100设置于箱体700的侧面，用于测量箱体中装有的砂浆或泥浆因重量产生的对压力传感器的压力；转换单元200与测量单元100相连接，用于将测量单元100测得的压力依据预置的对应规则转换为箱体内液位的高度数据；液位显示单元300与转换单元200相连接，用于将高度数据输出并显示。报警单元400与转换单元200相连接，用于在高度数据超出液位预先设定的安全区间时，发出报警信号。

本实施例通过测量单元检测整个箱体中砂浆或泥浆因重量产生的对压力传感器的压力，并将获取的压力值传输至转换单元，由于不同的压力值对应不同的液位高度，随着砂浆或泥浆因重量产生的对压力传感器压力的变化，测量单元的输出值也会有相应变化；转换单元将计算得到的液位高度值传输至显示器，从而对液位进行实时的观察和报警。在确保液位测量结果准确的前提下，由压力的测量装置替代了激光传感器，因而提高液位检测装置的性价比，增强其可维护性。

并且，在本实施例中，由于还包括报警单元400，因此，在测得的液面高度数据超出液位预先设定的安全区间时，发出报警信号。需要说明的是，在本实施例中，报警单元400可以与转换单元200相连接，事实上，报警单元400也可以与测量单元100相连接。本实用新型在此不做限定。报警单元400可以为蜂鸣器，也可以为其他能够起警示作用的设备，例如LED指示灯等等。由此可以看出，本实施例在对液位进行实时监测的同时，还实现了报警的功能。

第三实施例

参照图4和图5。

本实施例液位检测装置用于箱体内液位高度的检测，包括压力传感器100A、通过信号线600与该压力传感器100A连接的可编程控制器（Programmable Controller，PLC）200A和本地显示器300A。其中，压力传感器100A设置于箱体700的侧面，用于测量箱体中装有的砂浆或泥浆因重量产生的对压力传感器产生的压力。具体而言，压力传感器100A通过法兰安装的形式，安装于砂浆或泥浆箱体700靠近底部的侧面，根据原理F=PS=ρghS，间接实现压力传感器对液位的检测。法兰安装方式的压力传感器100A固定连接于法兰900A。其中，F为传感器测得的压力，g为重力加速度，h为液面高度，S为压力传感器与砂浆或泥浆的接触面积，ρ为液体密度。

可编程控制器200A与压力传感器100A相连接，用于将压力传感器100A测得的压力值依据预置的对应规则转换为箱体内液位的高度数据；本地显示器300A与可编程控制器200A相连接，用于将高度数据输出并显示。当然，这里也可以采用远程显示器，进而方便的提供遥测和遥控所需的信号。

下面，对可编程控制器200A的作进一步的说明的转换过程做进一步的描述。

压力传感器的0值为初始值，箱体内砂浆或泥浆液位上限为整个***压力的最大值。压力传感器的输出值与整个***液位的变化值成线性比例。通过压力传感器检测液体液位的变化，将传感器的输出值转换为以工程单位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型值。将结果写入IN。功能使用以下等式：

IN=[((FLOAT(IN)-K1)/(K2-K1))*(HI_LIM-LO_LIM)]+LO_LIM

假定输入整型值介于0和27648之间，因此K1=0.0，K2=+27648.0。信号经处理后传至控制器和显示器，控制经过计算、比较，实现对液位高度的判断，进行信号处理后，将工程单位数据标定于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间）的实型输入值(IN)，转换为一个整型值。将结果写入OUT。使用以下等式：

OUT=[((IN-LO_LIM)/(HI_LIM-LO_LIM))*(K2-K1)]+K1

假定输出整型值介于0和27648之间，因此，K1=0.0，K2=+27648.0。信号输出至显示器，从而实现对砂浆或泥浆液位进行实时的观察。

本实施例通过压力传感器检测整个箱体中装有的砂浆或泥浆因重量产生的对压力传感器的压力，并将获取的压力值传输至可编程控制器，由于不同的压力值对应不同的液位高度，随着砂浆或泥浆产生的对压力传感器压力的变化，测量单元的输出值也会有相应变化；转换单元将计算得到的液位高度值传输至显示器，从而对液位进行实时的观察和报警。在确保液位测量结果准确的前提下，由压力的测量装置替代了激光传感器，因而提高液位检测装置的性价比，增强其可维护性。此外，本实施例不仅能够定点和连续测位，而且能方便的提供遥测和遥控所需的信号。

当然，本实施例也可以如第二实施例一样，还包括报警单元，例如蜂鸣器，在测得的液面高度数据超出液位预先设定的安全区间时，发出报警信号。在此不再进一步的说明。

本实用新型实施例还提供了一种盾构机，该盾构机设置有上述任一种实施例所述的液位检测装置，由于上述的液位检测装置具有上述技术效果，因此，该盾构也具有相应的技术效果，其相应部分的具体实施过程与上述类似，兹不赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种液位检测装置，用于箱体（700）内液位高度的检测，其特征在于，包括：

测量单元（100），设置于所述箱体（700）的侧面，用于测量所述箱体（700）内砂浆或泥浆所产生的压力；

转换单元（200），与所述测量单元（100）相连接，用于依据预置的对应规则将所述测量单元（100）测得的所述压力转换为箱体内液位的高度数据；

液位显示单元（300），与所述转换单元（200）相连接，用于将所述高度数据输出并显示。

2.根据权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，

还包括报警单元（400）；

所述警示单元（400）与所述测量单元（100）或所述转换单元（200）相连接，用于在所述高度数据超出液位预先设定的安全区间时，发出报警信号。

3.根据权利要求1或2所述的液位检测装置，其特征在于，

所述测量单元（100）为压力传感器。

4.根据权利要求3所述的液位检测装置，其特征在于，

所述转换单元（200）为可编程控制器，所述压力传感器通过信号线（600）与所述可编程控制器相连接。

5.根据权利要求4所述的液位检测装置，其特征在于，

所述液位显示单元（300）为本地显示器；和/或

远程显示器。

6.根据权利要求5所述的液位检测装置，其特征在于，

所述报警单元（400）为蜂鸣器。

7.一种盾构机，包括砂浆箱或泥浆箱，其特征在于，所述砂浆箱或泥浆箱还连接有如权利要求1至6中任一项所述的液位检测装置。

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