本發明屬于設備狀態監測技術領域，具體涉及一種盾構/tbm在線狀態監測系統。

背景技術：

由于盾構/tbm的工作環境及場合為封閉空間，設備運轉出現故障無法直觀判斷，設備出現故障時維修困難，影響工期，成本巨大，所以對盾構/tbm進行在線狀態，實時掌握盾構/tbm狀態，對隧道及地下領域施工很有必要。盾構/tbm現有設備檢測技術主要有油液檢測、狀態監測兩部分，且兩種檢測方式都是在離線狀態在進行的，即通過手持式監測設備，定期對正在運行的設備進行狀態信息采集，根據采集的數據（或采集的樣品進行分析而得到的數據）進行分析，從而判定盾構/tbm的狀態。離線檢測不能實時地發映出設備的真實狀態和性能，采集數據不連續，不能反映設備的完整狀況，且采集和分析人為干預因素較大，采集樣品易受到二次污染，不能實現遠程控制，占用大量檢測人員及設備，成本高，效率低，還有部分盾構/tbm自帶有針對某個子系統的監測系統，但監測的信息量有限，不夠全面，且無法進行數據采集。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明的目的是提出一種盾構/tbm在線狀態監測系統。

本發明為完成上述目的采用如下技術方案：

一種盾構/tbm在線狀態監測系統，所述的盾構/tbm在線狀態監測系統具有機械信號采集儀和油液參數信號采集儀；所述的機械信號采集儀為粘貼在盾構/tbm上的多個；多個所述的機械信號采集儀分別對應液壓泵站、主推進油缸、盾體設置；對應液壓泵站設置的機械信號采集儀位于電機和液壓泵連接處以及液壓泵殼體表面；對應主推進油缸的設置的機械信號采集儀位于主推進油缸缸筒端部；對應盾體設置的機械信號采集儀位于盾體頂部、底部和左右端部；多個所述的機械信號采集儀所采集的信號通過數據收集轉換模塊送入數據集中中心進行處理；油液參數信號采集儀具有對應液壓油設置的液壓油參數信號采集儀和對應潤滑油設置的潤滑油參數信號采集儀；液壓油參數信號采集儀設在油箱回油位置；潤滑油參數信號采集儀設在主驅動腔體底部；液壓油參數信號采集儀、潤滑油參數信號采集儀所采集的信號直接送入數據集中中心進行處理；所述的盾構/tbm在線狀態監測系統還具有用以對盾構/tbm上自帶的plc所采集的數據進行調取的數據調取模塊，以獲得推進油缸壓力、推進油缸速度、推進油缸行程、刀盤轉速、刀盤扭矩、盾構/tbm姿態的參數；所述的數據調取模塊與數據集中中心連通；所述的數據集中中心是將數據收集轉換模塊、液壓油參數信號采集儀、潤滑油參數信號采集儀和數據調取模塊所傳輸過來的數據進行分析、整理、分類、臨時存儲和傳送至監控系統；所述的監控系統是將數據集中中心傳輸過來的數據進行對比分析、判斷、顯示、存儲，并將相應的結果傳輸至遠程監控中心；所述的監控系統將數據集中中心傳輸來的數據進行分析歸類，每項參數數值與相應的標準值進行對比判斷，是否出現故障，若出現故障，及時進行報警顯示，所有傳輸過來的數據和對比分析結果均進行存儲，以便調用分析；監控系統將分析結果傳送至遠程監控中心，以便監控中心做出相應響應；所述的遠程監控中心用以接收各個監控系統傳輸來的盾構/tbm狀態參數，根據狀態參數作出相應的指令，指導現場作業人員做出相應的動作，以保證盾構/tbm保持良好的工作狀態；

所述的機械信號采集儀具有信號采集裝置和信號收集存儲裝置；所述的信號采集裝置為集成為一體的兩層結構；所述信號采集裝置的下層由左向右依次為溫度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、加速度傳感器和聲波裂紋傳感器，且所述的溫度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、加速度傳感器和聲波裂紋傳感器相互獨立，各自采集對應信號；所述信號采集裝置的上層由左向右依次為信號收集器、信號轉換器和信號發射器；位于信號采集裝置上層的信號收集器、信號轉換器和信號發射器與位于信號采集裝置下層的溫度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、加速度傳感器和聲波裂紋傳感器集成為一體結構的信號采集裝置；位于信號采集裝置上層的信號收集器與位于信號采集裝置下層的溫度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、加速度傳感器、聲波裂紋傳感器相連，將溫度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、加速度傳感器、聲波裂紋傳感器采集的溫度信號、速度信號、位移信號、加速度信號、裂紋信號收集到一起，傳輸至信號轉換器；所述的信號轉換器用來接收信號收集器傳輸來的信號參數，并將這些信號參數進行整理歸類，然后將其轉換為信號發射器傳輸信號，并將信號傳輸至信號發射器；所述的信號發射器接收信號轉換器傳輸來的信號，將其發射至信號收集存儲裝置；所述的信號收集存儲裝置由集成為一體的信號接收器和信號收集存儲儀構成；所述的信號接收器對應所述的信號發射器設置，接收信號發射器發射來了設備機械信號，并將信號傳輸至信號收集存儲儀；所述的信號收集存儲儀將接收的信號進行存儲并傳輸至數據收集轉換模塊；

所述的液壓油參數信號采集儀具有與盾構/tbm主油箱回油油管相連的抽油泵；對應所述的抽油泵設置有用以帶動其運轉的液壓馬達；所述抽油泵的出油口連通油管，并在所述油管的端頭設置有油管堵頭；對應所述的油管設置有四個與其相連通的支路：油液粘度檢測支路、油液內水分檢測支路、油液內元素含量檢測支路和油液污染度檢測支路；所述的油液粘度檢測支路、油液內水分檢測支路、油液內元素含量檢測支路上均設置有用以對流經該支路的油液進行存儲的油樣儲油腔；所述油液儲油腔的一端與油管相連通，另一端連通主油箱；油液粘度檢測支路的所述油樣儲油腔上設置有用以檢測液壓油粘度的粘度計，并在所述的粘度計上設置有與粘度參數發射器；油液內水分檢測支路的所述油樣儲油腔上設置有用以檢測液壓油含水率的水分測試計，并在所述的水分測試計上設置有與水分參數發射器；油液內元素含量檢測支路的所述油樣儲油腔上設置有元素傳感器，并在所述的元素傳感器上設置有與元素含量參數發射器；所述的油液污染度檢測支路上設置有待檢測液壓油進行真空處理的真空泵；所述真空泵的進口端與油管相連通，真空泵的雜質出口連接有污染度分析儀；污染度分析儀用以對雜質進行分析，得到污染度參數；污染度分析儀上設有污染度參數發射器；對應所述的粘度參數發射器、水分參數發射器、元素含量參數發射器、污染度參數發射器在液壓油參數采集儀上分別設置有與其對應的粘度參數接收器、水分參數接收器、元素含量參數接收器、污染度參數接收器；液壓油參數采集儀通過粘度參數接收器、水分參數接收器、元素含量參數接收器和污染度參數接收器分別接收粘度參數發射器、水分參數發射器、元素含量參數發射器和污染度參數發射器傳輸過來的對應參數，并將液壓油檢測的參數進行整理、存儲，并通過液壓油檢測參數輸出端口傳送至數據集中中心；

所述的潤滑油參數信號采集儀與所述的液壓油參數檢測及信號采集儀的結構相同。

本發明提出的一種盾構/tbm在線狀態監測系統，實現了對盾構/tbm關鍵部件及主要掘進參數的實時監測，可以實時掌握盾構/tbm的工作狀態，防止因設備自身問題造成的事故；對盾構/tbm進行實時監測，可以及時做出準確判斷，保證設備性能良好，保證施工周期，節約施工成本；對盾構/tbm進行在線監測，可以有效減少檢測人員的數量和勞動強度，節約檢測成本；對盾構/tbm進行在線監測，可以避免因人為因素產生的檢測結果失真，可以有效地做出準確判斷，為施工提供有力支持；對盾構/tbm進行實時監控，可以收集盾構/tbm在掘進過程當中的數據，對多個數據進行分析，可以得到盾構/tbm部分零部件失效損壞的原因，反饋制造單位進行改進，有利于盾構/tbm行業發展；通過在設備上安裝傳感器，連續采集狀態信息，從而時時刻刻監控設備的運行狀態，反應出設備的狀態趨勢，及時發現設備存在異常，避免較大工程風險發生。

本發明的盾構/tbm在線狀態監測系統，利用互聯網技術、計算機技術等技術，對盾構/tbm進行全方位在線監測的系統，以保證實現對設備工作狀態的實時監測、為更加安全、可靠地施工提供技術保證，并提高工程管理的信息化水平。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中機械信號采集儀的結構原理圖；

圖3為本發明中液壓油/潤滑油參數采集儀的結構原理圖;

圖4為液壓油/潤滑油參數信號采集儀的局部結構示意圖。

圖中：1、盾構/tbm，2、機械信號采集儀，2-1、溫度傳感器，2-2、速度傳感器，2-3、位移傳感器，2-4、加速度傳感器，2-5、聲波裂紋傳感器，2-6、信號收集器，2-7、信號轉換器，2-8、信號發射器，2-9、信號接收器，2-10、信號收集存儲儀；3、數據調取模塊，4、液壓油參數信號采集儀，4-1、液壓馬達，4-2、進油口，4-3、抽油泵，4-4、出油口，4-5、連接套，4-6、流量閥ⅰ，4-7、粘度計，4-8、回油口，4-9、支撐座，4-10、粘度參數發射器，4-11、液壓油參數采集儀，4-12、水分參數發射器，4-13、水分測試計，4-14、油樣存儲腔，4-15、雜質出口，4-16、真空泵，4-17、廢油出口，4-18、流量閥ⅳ，4-19、流量閥ⅲ，4-20、流量閥ⅱ，4-21、油管，4-22、元素傳感器，4-23、元素含量參數發射器，4-24、液壓油檢測參數輸出端口，4-25、安裝板，4-26、粘度參數接收器，4-27、水分參數接收器，4-28、元素含量參數接收器，4-29、污染度參數接收器，4-30、污染度參數發射器，4-31、污染度分析儀，4-32、油管堵頭；5、數據收集轉換模塊，6、數據集中中心，7、監控系統，8、遠程監控中心；9、潤滑油參數信號采集儀。

具體實施方式

結合附圖和具體實施例對發明進行進一步說明：

如圖1所示，一種盾構/tbm在線狀態監測系統，所述的盾構/tbm在線狀態監測系統具有機械信號采集儀2和油液參數信號采集儀；所述的機械信號采集儀2為粘貼在盾構/tbm1上的多個；多個所述的機械信號采集儀3分別對應液壓泵站、主推進油缸、盾體設置；對應液壓泵站設置的機械信號采集儀3位于電機和液壓泵連接處以及液壓泵殼體表面；對應主推進油缸的設置的機械信號采集儀3位于主推進油缸缸筒端部；對應盾體設置的機械信號采集儀3位于盾體頂部、底部和左右端部；多個所述的機械信號采集儀3所采集的信號通過數據收集轉換模塊5送入數據集中中心6進行處理；油液參數信號采集儀具有對應液壓油設置的液壓油參數信號采集儀4和對應潤滑油設置的潤滑油參數信號采集儀9；液壓油參數信號采集儀4設在油箱回油位置；潤滑油參數信號采集儀9設在主驅動腔體底部；液壓油參數信號采集儀7、潤滑油參數信號采集儀9所采集的信號直接送入數據集中中心6進行處理；所述的盾構/tbm在線狀態監測系統還具有用以對盾構/tbm上自帶的plc所采集的數據進行調取的數據調取模塊3，以獲得推進油缸壓力、推進油缸速度、推進油缸行程、刀盤轉速、刀盤扭矩、盾構/tbm姿態的參數；所述的數據調取模塊3與數據集中中心+連通；所述的數據集中中心6是將數據收集轉換模塊5、液壓油參數信號采集儀7、潤滑油參數信號采集儀9和數據調取模塊3所傳輸過來的數據進行分析、整理、分類、臨時存儲和傳送至監控系統7；所述的監控系統7是將數據集中中心傳輸過來的數據進行對比分析、判斷、顯示、存儲，并將相應的結果傳輸至遠程監控中心；所述的監控系統7將數據集中中心傳輸來的數據進行分析歸類，每項參數數值與相應的標準值進行對比判斷，是否出現故障，若出現故障，及時進行報警顯示，所有傳輸過來的數據和對比分析結果均進行存儲，以便調用分析；監控系統7將分析結果傳送至遠程監控中心8，以便監控中心做出相應響應；所述的遠程監控中心8用以接收各個監控系統傳輸來的盾構/tbm狀態參數，根據狀態參數作出相應的指令，指導現場作業人員做出相應的動作，以保證盾構/tbm保持良好的工作狀態；

結合圖2，所述的機械信號采集儀2具有信號采集裝置和信號收集存儲裝置；所述的信號采集裝置為集成為一體的兩層結構；所述信號采集裝置的下層由左向右依次為溫度傳感器2-1、速度傳感器2-2、位移傳感器2-3、加速度傳感器2-4和聲波裂紋傳感器2-5，且所述的溫度傳感器2-1、速度傳感器2-2、位移傳感器2-3、加速度傳感器2-4和聲波裂紋傳感器2-5相互獨立，各自采集對應信號；所述信號采集裝置的上層由左向右依次為信號收集器2-6、信號轉換器2-7和信號發射器2-8；位于信號采集裝置上層的信號收集器2-6、信號轉換器2-7和信號發射器2-8與位于信號采集裝置下層的溫度傳感器2-1、速度傳感器2-2、位移傳感器2-3、加速度傳感器2-4和聲波裂紋傳感器2-5集成為一體結構的信號采集裝置；位于信號采集裝置上層的信號收集器2-6與位于信號采集裝置下層的2-1、速度傳感器2-2、位移傳感器2-3、加速度傳感器2-4、聲波裂紋傳感器2-5相連，將溫度傳感器2-1、速度傳感器2-2、位移傳感器2-3、加速度傳感器2-4和聲波裂紋傳感器2-5采集的溫度信號、速度信號、位移信號、加速度信號、裂紋信號收集到一起，傳輸至信號轉換器2-7；所述的信號轉換器2-7用來接收信號收集器傳輸來的信號參數，并將這些信號參數進行整理歸類，然后將其轉換為信號發射器傳輸信號，并將信號傳輸至信號發射器2-8；所述的信號發射器2-8接收信號轉換器2-7傳輸來的信號，將其發射至信號收集存儲裝置；所述的信號收集存儲裝置由集成為一體的信號接收器和信號收集存儲儀構成；所述的信號接收器對應所述的信號發射器設置，接收信號發射器發射來了設備機械信號，并將信號傳輸至信號收集存儲儀；所述的信號收集存儲儀將接收的信號進行存儲并傳輸至數據收集轉換模塊5；

結合圖3、圖4，所述的液壓油參數檢測及信號采集儀具有與盾構/tbm主油箱回油油管相連的抽油泵4-3；對應所述的抽油泵設置有用以帶動其運轉的液壓馬達4-1；所述抽油泵4-3的出油口連通油管4-21，并在所述油管4-21的端頭設置有油管堵頭4-32；對應所述的油管設置有四個與其相連通的支路：油液粘度檢測支路、油液內水分檢測支路、油液內元素含量檢測支路和油液污染度檢測支路；所述的油液粘度檢測支路、油液內水分檢測支路、油液內元素含量檢測支路上均設置有用以對流經該支路的油液進行存儲的油樣儲油腔4-14；所述油液儲油腔4-14的一端與油管相連通，另一端連通主油箱；油液粘度檢測支路的所述油樣儲油腔4-14上設置有用以檢測液壓油粘度的粘度計4-7，并在所述的粘度計4-7上設置有與粘度參數發射器4-10；該實施例中粘度計采用sensorway生產的型號為hvds300-500的粘度計，粘度參數發射器采用深圳市智安寶電子有限公司生產的型號為zf-7的粘度參數發射器；油液內水分檢測支路的所述油樣儲油腔上4-14設置有用以檢測液壓油含水率的水分測試計4-13，并在所述的水分測試計上設置有與水分參數發射器4-12；該實施例中水分測試計采用argohytos生產的型號為scso0100-100的水分測試計，水分參數發射器采用深圳市智安寶電子有限公司生產的型號為zf-7的水分參數發射器；

油液內元素含量檢測支路的所述油樣儲油腔上設置有元素傳感器4-22，并在所述的元素傳感器上設置有與元素含量參數發射器4-23；該實施例中元素傳感器采用東莞市三和興業電子科技有限公司生產的型號為m12b2na的元素傳感器，元素含量參數發射器采用深圳市智安寶電子有限公司生產的型號為zf-7的元素含量參數發射器；

所述的油液污染度檢測支路上設置有待檢測液壓油進行真空處理的真空泵4-16；所述真空泵4-16的進口端與油管相連通，真空泵4-16的雜質出口連接有污染度分析儀4-31；污染度分析儀4-31用以對雜質進行分析，得到污染度參數；污染度分析儀4-31上設有污染度參數發射器4-30；雜質由污染度分析儀31排出；

該實施例中，污染度分析儀采用kittiwake公司生產的型號為fg-k17511-kw的污染度分析儀，污染度參數發射器采用深圳市智安寶電子有限公司生產的型號為zf-7的污染度參數發射器；

對應所述的粘度參數發射器4-10、水分參數發射器4-12、元素含量參數發射器4-23、污染度參數發射器4-30在液壓油參數采集儀上分別設置有與其對應的粘度參數接收器4-26、水分參數接收器4-27、元素含量參數接收器4-28、污染度參數接收器4-29；液壓油參數采集儀通過粘度參數接收器4-26、水分參數接收器4-27、元素含量參數接收器4-28和污染度參數接收器4-29分別接收粘度參數發射器、水分參數發射器、元素含量參數發射器和污染度參數發射器傳輸過來的對應參數，并將液壓油檢測的參數進行整理、存儲，并通過液壓油檢測參數輸出端口傳送至數據集中中心6。