基于超声波测距的TBM盘形滚刀磨损在线监测系统的研究

发布时间：2018-12-07 17:06

【摘要】：随着社会的快速发展,中国的交通运输以及工程建设规模和需求在总体上呈不断增长的趋势。隧道作为地下通道的工程建筑物,具有其他工程无法比拟的优势,因此也呈现出来明显的增长趋势。盘形滚刀作为全断面岩石隧道掘进机的主要破岩工具,对于其运行状态和磨损情况的监测已经成为现代TBM研究的一个主要方向。本文提出并开发厂一套基于超声波测距的TBM盘形滚刀磨损在线监测系统。通过安装在TBM刀盘背部的超声波传感器对滚刀刀圈发出超声波信号,并接收反射回的声波信号。使用TDC-GP2芯片精确测量声波在空气中的传播时间,使用MSP430芯片作为系统的控制和计算核心,结合声波在空气中的传播速度,便可计算出距离数据。通过无线传输设备将得到的距离数据传输到TBM主控室。基于Visual C++.NET开发平台,编写了监测系统的上位机软件。最后通过实验表明滚刀的磨损在线监测系统准确可靠。
[Abstract]:With the rapid development of the society, the scale and demand of transportation and engineering construction in China are on the whole increasing. Tunnel, as an underground tunnel, has unparalleled advantages in other projects, so it also shows an obvious trend of growth. As the main rock breaking tool of full-section rock tunnel tunneling machine, disc hob has become one of the main research directions of modern TBM. This paper presents and develops an on-line monitoring system for TBM disc hob wear based on ultrasonic ranging. An ultrasonic sensor mounted on the back of the TBM cutter head sends out ultrasonic signals to the hob ring and receives the reflected sound wave signals. The distance data can be calculated by using TDC-GP2 chip to accurately measure the propagation time of sound wave in the air, using MSP430 chip as the control and calculation core of the system, and combining the propagation speed of sound wave in the air. The distance data is transmitted to the TBM master control room by wireless transmission device. Based on Visual C. Net development platform, the upper computer software of monitoring system is compiled. Finally, experiments show that the on-line monitoring system of hob wear is accurate and reliable.
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.3

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本文编号：2367517