一种磨损检测系统

技术领域

本发明涉及一种磨损检测系统，可应用于具有较大磨损极限值的装置的磨损检测。

背景技术

随着隧道掘进机在工程的广泛使用，在施工中逐渐发现刀具磨损已经成为一个影响工程质量进度和安全的关键问题，工作中首先出现了单把刀损坏，与该刀相邻部位或同一径向的刀具受到偏载力，使得其他刀具磨损加剧，进而导致刀盘整体偏载，最终造成整个刀盘的开裂、解体。目前，滚刀磨损主要采取开舱检查的方式，即停机后由人工进舱对刀具进行逐个检查，在不稳定地层中，开舱前需首先进行地层加固或带压作业，方可入舱检查，开舱检查虽直接有效，但却存在很高的风险，很可能由于掌子面不稳定而造成地面坍塌等事故，且检测效率低。因此，提供一种快速准确的检测出滚刀磨损程度及磨损位置，为工作人员提供准确工作工况的装置系统，已经是一个值得研究的问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种检测效率高、精度高、成本低的基于射频识别技术的磨损检测系统。本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：一种磨损检测系统，包括数据采集单元和数据处理单元；

所述数据采集单元包括射频读写器和若干个具有唯一身份信息的射频标签，所述射频标签布设于待检测装置的不同磨损区域处，当某个磨损区域产生磨损时，布设于该磨损区域的射频标签损坏或掉落；需要对待检测装置进行磨损检测时，射频读写器向射频标签发送询问信号，读取留在待检测装置上的未损伤的射频标签接收询问信号后返回的包含身份信息的应答信号，并将所述应答信号发送给数据处理单元；

所述数据处理单元储存有所有射频标签的身份信息和每个射频标签在待检测装置上的布设位置，根据射频读写器读取的身份信息，统计分析不同磨损区域射频标签损伤和掉落情况，进而判断待检测装置的磨损情况。

与现有技术相比，上述技术方案的有益效果是：

1、本发明利用射频技术的身份识别的功能，将射频标签布设于待检测装置的不同磨损区域处，当某个磨损区域产生磨损时，布设于该磨损区域的射频标签损坏或掉落；通过射频读写器读取的身份信息，可统计分析不同磨损区域射频标签损伤和掉落情况，进而判断待检测装置的磨损情况。2、射频标签体积小、重量小，成本低，无源工作，可大量布置于待检测装置的磨损区域，从而较为精准地判断磨损情况。3、本发明检测系统使用范围广，使用形式灵活、多样，可运用于多种检测装置的磨损检测。

进一步，本发明所述待检测装置磨损区域的磨损极限值大于10mm。

本发明检测系统以射频标签的损坏和掉落作为磨损检测的标准，受射频标签大小的限制，对磨损极限值大于10mm的检测较为精准。

进一步，本发明所述射频标签布设于待检测装置的不同磨损区域处包括布设于不同磨损区域的不同深度处。

将射频标签布设于磨损区域的不同深度处可判断磨损区域的具体磨损厚度，即具体磨损值。射频标签的布设密度可根据磨损检测精度要求而定。

进一步，本发明所述磨损检测系统还包括报警单元，报警单元内预设有磨损报警阈值，所述磨损报警阈值包括每个磨损区域的绝对磨损阈值和不同磨损区域的相对磨损阈值；绝对磨损阈值为待检测装置每个磨损区域的磨损极限值，相对磨损阈值为待检测装置不同磨损区域的磨损差极限值；当待检测装置任意一个磨损区域的磨损达到绝对磨损阈值或待检测装置不同磨损区域的磨损差达到相对磨损阈值，报警单元发出报警信号。

磨损极限值为待检测装置的安全要求，一般由现行标准规定，为了保证安全，任一个磨损区域的磨损达到磨损极限值都要报警；另外，在遇到某些特殊情况，待检测装置存在某一部分过分磨损，也会造成安全隐患，所以设置相对磨损阈值，监测不同磨损区域的磨损差异，在遇到异常磨损时，可以及时发现并检查，保证安全。

进一步，本发明所述射频标签采用声表面波射频识别电子标签，所述声表面波射频识别电子标签由ST切割的石英晶体材料制成的基底、布置在基底上的叉指换能器、布置在基底上且横置在叉指换能器前方的反射器和耐高温封装材料构成，所述叉指换能器的两条总线分别连接有天线，所述放射器由多个带有特征码的反射极组成，反射器反射的回波声脉冲串中的编码信息即为射频标签的身份信息。

声表面波射频识别电子标签仅由压电基片和金属电极组成，未使用任何半导体器件，不牵涉半导体材料中电子的迁移过程。因此可在高、低温等恶劣环境下使用，且可以承受强射线辐照，抗干扰能力强。

进一步，本发明所述待检测装置包括待检测的盾构机滚刀刀圈，所述射频标签为抗金属射频标签，射频标签布设于待检测装置的不同磨损区域的侧面。

当然，本发明检测系统还可以适用于其他存在较大磨损的装置，如果是磨损区域是非金属材质，比如受电弓的碳滑板，可以直接将射频标签埋在磨损区域内部，如果是金属材质，可以采用抗金属标签贴在磨损区域的侧面。

具体实施方式

实施例

一种磨损检测系统，包括数据采集单元和数据处理单元；

所述数据采集单元包括射频读写器和若干个具有唯一身份信息的射频标签，所述射频标签布设于待检测装置的不同磨损区域处，当某个磨损区域产生磨损时，布设于该磨损区域的射频标签损坏或掉落；需要对待检测装置进行磨损检测时，射频读写器向射频标签发送询问信号，读取留在待检测装置上的未损伤的射频标签接收询问信号后返回的包含身份信息的应答信号，并将所述应答信号发送给数据处理单元；

所述数据处理单元储存有所有射频标签的身份信息和每个射频标签在待检测装置上的布设位置，根据射频读写器读取的身份信息，统计分析不同磨损区域射频标签损伤和掉落情况，进而判断待检测装置的磨损情况。

本例所述待检测装置包括待检测的盾构机滚刀刀圈(一般滚刀刀圈正常磨损的磨损极限为30mm)。所述射频标签为抗金属射频标签，射频标签布设于盾构机滚刀刀圈的不同磨损区域的侧面，为了使得射频标签不受外界非磨损脱落，可将射频标签镶嵌在磨损区域侧面中，只需保证射频标签不完全被金属覆盖。

本例所述磨损检测系统还包括报警单元，报警单元内预设有磨损报警阈值，所述磨损报警阈值包括每个磨损区域的绝对磨损阈值和不同磨损区域的相对磨损阈值；绝对磨损阈值为待检测装置每个磨损区域的磨损极限值，相对磨损阈值为待检测装置不同磨损区域的磨损差极限值；当待检测装置任意一个磨损区域的磨损达到绝对磨损阈值或待检测装置不同磨损区域的磨损差达到相对磨损阈值，报警单元发出报警信号。

本例所述射频标签采用声表面波射频识别电子标签，所述声表面波射频识别电子标签由ST切割的石英晶体材料制成的基底、布置在基底上的叉指换能器、布置在基底上且横置在叉指换能器前方的反射器和耐高温封装材料构成，所述叉指换能器的两条总线分别连接有天线，所述放射器由多个带有特征码的反射极组成，反射器反射的回波声脉冲串中的编码信息即为射频标签的身份信息。