发布时间:2026-01-28
点击次数: 在隧道、矿山等地下工程施工中,掘进机是核心装备。其姿态和位置的精准控制直接关系到工程质量和安全。位移传感器作为感知掘进机关键部位移动的核心元件,其布置的合理性至关重要。然而,设备内部空间往往极为有限且环境复杂,如何在此类狭小空间内科学、可靠地布置位移传感器,是一项极具挑战性的技术工作。
一、 狭小空间布置的核心挑战与传感器选型

掘进机内部结构紧凑,管线纵横,振动强烈,且充满油污、粉尘与潮湿空气。这对位移传感器的体积、防护等级、抗振性和信号稳定性提出了苛刻要求。首先,在选型上应优先选择结构紧凑、一体式设计的型号,例如磁致伸缩式或拉绳式位移传感器,它们往往具有较小的安装 footprint。同时,传感器必须达到IP67及以上防护等级,以抵御粉尘与水汽侵袭;其电气接口和线缆也需具备良好的抗拉、抗磨损能力。耐高温与抗强电磁干扰特性同样不可或缺,以适应动力舱附近的高温与强电磁环境。
二、 关键测点规划与安装位置优化
布置前,需明确监测目标:通常是刀盘推进油缸的伸缩位移、盾体姿态(俯仰、偏航)以及关键结构的相对位移。在狭小空间内,安装位置的选择需遵循“就近、稳固、可维护”原则。例如,将油缸位移传感器安装在缸体侧面或端部的专用支架上,确保测量轴线与运动方向平行,并避开运动部件的直接碰撞。对于盾体姿态监测,常在盾体内部选择结构刚度大的肋板或法兰面作为安装基准,采用多个传感器构成测量网络。所有安装基面都必须经过平整处理,确保传感器安装牢固,无晃动。
三、 安装工艺与防护措施详解
实际安装时,操作空间受限是最大难题。通常需要定制专用的安装夹具或支架,甚至采用分体式传感器(将传感头与电子单元分离)。安装过程应使用扭矩扳手,确保紧固力符合标准,防止因振动导致松动。线缆敷设是另一关键,必须使用金属软管或波纹管进行全程保护,并沿设备本体已有的线槽或支架进行整齐捆扎固定,避免与运动部件接触。在传感器本体外部,可考虑加装防撞护板或护罩,以抵御偶发的落石或工具碰撞。
四、 数据采集系统集成与信号保障
传感器布置完成后,需将其无缝集成至掘进机的PLC或专用数据采集系统。在狭小空间内,信号传输距离短但干扰源多,建议采用抗干扰能力强的模拟电流信号(4-20mA)或直接的数字总线通讯(如CAN总线)。接线接头处必须做好防水防潮密封处理。系统集成时,需在控制软件中正确设置传感器的量程、标定参数和报警阈值,确保实时数据显示准确、可靠,为操作司机提供精确决策依据。
五、 维护校准与布置方案持续优化
传感器布置并非一劳永逸。在恶劣工况下,需制定定期巡检计划,检查其固定是否松动、线缆是否完好、测量值是否异常。在设备大修期,应对关键位移传感器进行离线校准,确保其精度。此外,应根据实际使用中暴露的问题,如某个点位损坏频繁或数据易受干扰,持续优化安装位置和防护方案,例如更换传感器类型、改进支架设计或调整走线路径,从而不断提升整个监测系统的鲁棒性和耐久性。