用于TBM电法地质超前预报的光纤电流传感系统研究与实验
近些年来电法在线地质超前探测因为全断面硬岩隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)的广泛应用得到了发展,通过测量信号电压和探测电流,即可以计算出围岩的视电阻率,进一步评估隧道的地质状况,然而该方法的问题之一在于因TBM的刀盘和护盾是无法绝缘的,故不能区分刀盘前方岩层和侧方围岩的视电阻率,因此无法区分掘进方向上和护盾侧方的岩层状况.为了解决这个问题,设计了基于法拉第旋光效应和安培环路定理光纤电流传感系统,该系统可以将待测电流转换为光纤环中线偏振光的偏转角,通过检偏器与光电探测器可以将该偏转角检测出来,将传感光纤环缠绕在主驱动轴承上,通过该传感系统,由护盾流向刀盘流经主驱动轴承的电流即可被测量出,由于总探测电流已知,所以刀盘电流和护盾电流的分配比可以被进一步算出,从而得到了不同方位上岩层的视电阻率.为测试本系统的特性,用一个直径为5米的钢制圆筒来模拟TBM主驱动轴承,使用光纤电流传感系统对流经其表面的电流进行测量,结果显示该系统有着很好的线性度.
隧道掘进机 光纤电流传感系统 结构设计 地质超前预报
高昕星 赵斌 徐娅
华中科技大学 机械科学与工程学院,湖北 武汉 430074
国内会议
长春
中文
232-236
2016-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）