倾角传感器在顶管机自动纠偏系统中的应用

作为运用惯性原理的一种加速度传感器装置,目前,倾角传感器被广泛用于各种角度测量应用中,例如本文所述的盾构顶管应用。在顶管机自动纠偏系统中,顶管机的状态,包括水平倾斜、扭转等,需要由安放在机头的倾角传感器设备来监测。

  目前,在公路、隧道或地下管廊等掘进作业工作中,顶管机是常见的机械设备。随着传感器和物联网技术的发展,顶管机自动监控系统出现了越来越多的传感器监测技术,这些传感器设备大大提升了顶管工作的效能和技术水平。今天,传感器专家网的小编便来为大家介绍一下倾角传感器在顶管机自动纠偏系统中的应用。

倾角传感器在顶管机自动纠偏系统中的应用

顶管施工场景示意图

  顶管施工技术

  作为一种暗挖式施工方法,顶管施工技术,是指隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种建筑物时,不开挖地表,利用液压顶进工作站从顶进工作坑将待铺设的管道顶入,从而在顶管机之后直接铺设管道的施工技术。

  作为一种非开挖施工方法,该施工方法适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊,目前在诸多领域得到了广泛应用。

倾角传感器在顶管机自动纠偏系统中的应用

顶管机作业,资料图

  顶管机自动监测系统

  顶管法施工常用机具是顶管机,它是一种用于管廊施工等大型地下挖掘工程的专业工具,目前广泛用于用于铁路,公路,涵洞,给排水地下顶管非开挖施工,铁路箱涵顶进施工及其它顶推工程中。比如,楼房建筑物平移,桥梁工程提升等。

  顶管施工属地下有限空间的作业,需要通过自动监控系统将整个顶管系统的数值同步传递至地面的程控室,配合远程控制终端,实现信息的同步传输和远程操作。在顶管施工自动监控系统中,自动纠偏系统是重要的组成部分。

  例如,2018年11月下旬,广东省内首条超长距离海底顶管施工的电力管廊贯通。在该隧道作业中,穿越马骝洲水道采用超长距离海底顶管,在广东省内电力管廊施工尚属首次。

  据了解,该顶管过程运用了多项先进技术,千斤顶动力系统提供了上千吨的推力,还综合运用了GPS定位、全站仪自动测绘、激光经纬仪多种方式进行复核,通过精确测量、数据分析,以及顶管机的自动纠偏系统,避免了管节非刚性连接带来的沉降和偏斜。

倾角传感器在顶管机自动纠偏系统中的应用

顶管机工作现场,资料图

  自动纠偏系统中的倾角传感器监测

  作为运用惯性原理的一种加速度传感器装置,倾角传感器利用地球万有引力作用,将传感器敏感器件对大地的姿态角,即与大地引力的夹角这一物理量,转换成模拟信号或脉冲信号。目前,倾角传感器被广泛用于各种角度测量应用中,例如本文所述的盾构顶管应用,以及工程机械设备调平、高空平台安全保护、船舶航行姿态测量、大坝检测、定向卫星通讯天线的俯仰角测量、地质设备倾斜监测等诸多领域。

  在顶管机作业过程中,顶管机自动纠偏系通常会将多组纠偏千斤顶,放置在顶管机前后段之间。通过组合动作,控制顶管机的顶进方向。纠偏动作控制,是在地面操作室的操作台远程控制完成的。在自动纠偏系统的支持下,技术人员可在地面操作室,或通过手机下载App,随时查看顶进参数、顶进姿态控制情况、进度等,实时掌握最新信息。

倾角传感器在顶管机自动纠偏系统中的应用

安装于顶管机机头的倾角传感器设备,资料图

  至于如何确认操作的正确性,则是通过远程数据传输来实现。这些远程数据便包括位移、倾角传感器的测量数据。比如纠偏量的控制,便是通过安放在纠偏千斤顶上的位移传感器来实现的。而顶管机的状态,包括水平倾斜、扭转等,则需要由安放在机头的倾角传感器设备来监测。因此,在行进工作中,顶管机要想保持其工作方向的稳定,就必须安装响应速度快、高精度、稳定性好的倾角传感器。

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