CN105302205A - 混凝土仓面小气候控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种混凝土仓面小气候控制系统，包括喷雾机构、数据采集子系统、仓面气候控制子系统，喷雾机构包括用于向混凝土仓面喷雾的喷雾头，支撑喷雾头的支撑架，高压输水管道通过一雾化机与喷雾头连通，数据采集子系统包括第一主控芯片，用于采集混凝土仓面气候数据的温湿度传感器、风速传感器、太阳辐射传感器，仓面气候控制子系统包括第二主控芯片，设置于高压输水管道上的水路开关阀门、调压阀门，仓面气候控制子系统根据数据采集子系统采集的混凝土仓面的气候数据及预设的气候阈值或气候阈值范围控制喷雾架的喷雾方式、喷雾范围及喷雾水压。本发明能够于夏季或高温季节混凝土仓面施工期，有效防止气温倒灌。

Description

混凝土仓面小气候控制系统

技术领域

本发明涉及一种混凝土仓面小气候控制系统，属于水利水电工程技术领域。

背景技术

在高温季节混凝土施工过程中，为有效控制温度，一般都采用预冷混凝土浇筑，由于浇筑温度低于气温，极易出现气温倒灌现象，导致混凝土温度较难控制。影响高温季节混凝土仓面温度回升的关键因素有太阳辐射热、混凝土水化热温升、环境气温等，由于夏天日照强烈，太阳辐射热很大，通过热辐射将热量直接传给仓面混凝土；同时，外界气温较高，仓面混凝土暴晒时间较长，混凝土水化放热速度加快，其温升会对仓面造成较大的影响；另外，混凝土暴露在空气中，周围环境气温与混凝土间还存在热传导。

目前，为防止混凝土仓面温升主要采取如下措施：喷雾机喷雾、覆盖保温被、搭设遮阳棚等。喷雾机喷雾效果不均匀，对于较大混凝土仓面，较难全仓面覆盖，雾化水珠滴落在混凝土仓面，会直接影响混凝土质量；保温被需要反复覆盖、揭开，增加浇筑工作量，对多筋仓面采用保温被遮阳保温施工难度大，降温效果不理想；遮阳棚悬吊位置较低，会影响浇筑仓强度，悬吊在浇筑设施以上，遮阳效果不理想，另外，遮阳棚易受大风影响，存在较大的安全隐患。

因此，亟需研发一种混凝土仓面温控系统，解决高温季节混凝土施工过程中，太阳辐射热对仓面混凝土、周边环境温升的影响，降低混凝土直接暴露程度，解决仓面混凝土隔热保温问题。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的主要目的在于提供一种混凝土仓面小气候控制系统，能够自动监测混凝土仓面的小气候状况，并以喷雾方式及时为仓面混凝土降温，有效防止气温倒灌。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种混凝土仓面小气候控制系统，包括喷雾机构、数据采集子系统、仓面气候控制子系统，

喷雾机构包括用于向混凝土仓面喷雾的喷雾头，支撑喷雾头的支撑架，高压输水管道通过一雾化机与喷雾头连通，

该数据采集子系统包括第一主控芯片、第一无线传输模块，用于采集混凝土仓面的气候数据的温湿度传感器、风速传感器、太阳辐射传感器，该温湿度传感器、风速传感器、太阳辐射传感器的数据输出端分别与该第一主控芯片的数据输入端相连接，该第一主控芯片的I/O端与该第一无线传输模块相连接，

该仓面气候控制子系统包括第二主控芯片、第二无线传输模块，及设置于该输水管道上的水路开关阀门、调压阀门，该第二主控芯片的I/O端与该第二无线传输模块相连接，该第二主控芯片的控制端与该水路开关阀门、调压阀门的控制端相连接，

该数据采集子系统采集的混凝土仓面的气候数据经该第一无线传输模块传输至该仓面气候控制子系统，该仓面气候控制子系统根据该气候数据及预设的气候阈值或气候阈值范围控制该喷雾机构的喷雾方式、喷雾范围及喷雾水压。

进一步的，

所述仓面气候控制子系统还与控制中心数据连接，该控制中心根据所述气候数据动态调整、设定所述气候阈值或气候阈值范围。

所述仓面气候控制子系统还包括用于设定所述气候阈值或阈值范围的输入单元，该输入单元与所述第二主控芯片的数据输入端相连接。

所述气候阈值包括温度阈值、湿度阈值、风速阈值、辐射强度阈值，所述气候阈值范围包括温度阈值范围、湿度阈值范围、风速阈值范围、辐射强度阈值范围。

所述喷雾机构为喷雾架，其包括由若干立柱、连接梁搭建而成的架体，该架体上设有若干喷雾头及若干与各喷雾头一一对应连通的输水管道，所述高压输水管道通过各输水管道与各喷雾头连通。

所述喷雾机构由若干喷雾支架沿混凝土仓面边沿排列而成，该喷雾支架包括可伸缩的支架体，该支架体顶部设置喷雾头，该支架体上设置与该喷雾头连通的输水管道，所述高压输水管道通过一喷雾机与该输水管道、喷雾头相连通。

所述喷雾架上设有用于对应开/关每个喷雾头的若干开关阀门，各开关阀门的控制端与所述第一主控芯片的控制端相连接。

所述架体为可调节长、宽、高度的伸缩式架体。

所述高压输水管道的水源端连接有过滤净水设备。

本发明的优点是：

本发明的混凝土仓面小气候控制系统，在混凝土仓面上方架设可向仓面混凝土喷水雾的喷雾架，并通过数据采集子系统实时采集混凝土仓面的气候数据，仓面气候控制子系统根据气候数据及设定的气候阈值或气候阈值范围，控制喷雾架的喷雾方式、喷雾水压、喷雾范围，能够有效降低、保持仓面混凝土的温度，对于夏季或高温季节施工期的混凝土仓面，可有效防止气温倒灌。

附图说明

图1是本发明的系统组成框图。

图2是本发明的系统结构拓扑图。

图3是本发明的喷雾架的结构示意图。

图4是本发明的喷雾支架的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

图1是本发明的系统组成框图，图2是本发明的系统结构拓扑图，如图所示，本发明公开的混凝土仓面小气候控制系统，包括喷雾机构100、数据采集子系统20、仓面气候控制子系统30、控制中心40，

如图3所示，喷雾机构100可以是喷雾架，该喷雾架架设于混凝土仓面上方的范围，喷雾架包括底座及底座上的架体，架体由若干立柱1、连接梁2搭建而成，架体上设有若干喷雾头3，架体上设置若干与各喷雾头3一一对应连通的输水管道，架体一端的进水口4通过一雾化机与高压输水管道11连通，高压输水管道输出的水经雾化机雾化处理后，水雾进入各输水管道由各喷雾头3喷出；架体可由立柱和连接梁一体成型，也可由立柱相互插接、横梁相互插接而形成可伸缩式的架体，以通过调整架体的长、宽、高度，适应不同的混凝土仓面的大小、高度变化范围，底座下方设置滚轮，方便喷雾架的移动。

如图4所示，喷雾机构100可以由若干喷雾支架沿混凝土仓面边沿排列而成，该喷雾支架包括可伸缩的支架体5，支架体5顶部设置喷雾头6，高压输水管道11通过一喷雾机与输水管道8、喷雾头6相连通，支架体5底部由可移动底座7固定，支架体5上设有用于固定输水管道8的固定夹9，支架体5上设有用于调节支架体5高度的高度调节阀10。

数据采集子系统20设置于混凝土仓面附近也可以设置于喷雾架上，该数据采集子系统20包括第一主控芯片、温湿度传感器21、风速传感器22、太阳辐射传感器23、第一无线传输模块24，温湿度传感器21、风速传感器22、太阳辐射传感器23的数据输出端分别与第一主控芯片的数据输入端相连接，第一主控芯片的I/O端与第一无线传输模块24相连接；温湿度传感器21感测的混凝土仓面的温湿度数据、风速传感器22感测的混凝土仓面的风速数据、太阳辐射传感器23感测的混凝土仓面的太阳辐射强度数据传输至第一主控芯片，第一主控芯片将采集的混凝土仓面的气候数据(温度数据、湿度数据、风速数据、太阳辐射强度数据)经第一无线传输模块24传输至仓面气候控制子系统。

仓面气候控制子系统30包括第二主控芯片、第二无线传输模块、水路开关阀门、调压阀门，第二主控芯片的I/O端与第二无线传输模块相连接，可经第二无线传输模块接收数据采集子系统发送的混凝土仓面的气候数据，水路开关阀门、调压阀门设置于高压输水管道11上，第二主控芯片的控制端与水路开关阀门、调压阀门的控制端相连接，可根据混凝土仓面的气候数据，控制水路开/关(是否喷雾)，并调节经高压输水管道11进入喷雾机构的水压，具体的说：

仓面气候控制子系统还包括用于设定气候阈值(包括温度阈值、湿度阈值、风速阈值、辐射强度阈值)或气候阈值范围(温度阈值范围、湿度阈值范围、风速阈值范围、辐射强度阈值范围)的输入单元，该输入单元与第二主控芯片的数据输入端相连接，第二主控芯片根据采集的气候数据及设定的气候阈值或阈值范围，控制喷雾机构的喷雾方式、喷雾水压、喷雾范围；例如，在设定气候阈值的情况下，当混凝土仓面温度大于温度阈值、湿度小于湿度阈值、风速小于风速阈值、太阳辐射强度大于辐射强度阈值时，仓面气候控制子系统控制喷雾架上所有喷雾头以一第一水压强度持续向混凝土仓面喷水雾，通过增加仓面雾层厚度，达到仓面混凝土防晒、降温的目的；在设定气候阈值范围的情况下，当混凝土仓面温度介于第一温度阈值与第二温度阈值之间、湿度介于第一湿度阈值与第二湿度阈值之间、风速阈值介于第一风速阈值与第二风速阈值之间、太阳辐射强度大于一最高辐射强度阈值时，仓面气候控制子系统控制喷雾架上所有喷雾头以一第二水压强度(第二水压强度小于第一水压强度)间歇式向混凝土仓面喷水雾；于具体实施例中，输入单元可以是触摸显示屏，该触摸显示屏不仅可显示采集的各项气候数据、仓面气候状况，且可设定气候阈值或气候阈值范围。

仓面气候控制子系统还可与远程的控制中心40通过无线或有线方式连接，一方面，仓面气候控制子系统可将收到的气候数据传输至控制中心，控制中心依据气候数据实时评价混凝土仓面的气候状况，并可将实时的气候状况发送至现场施工人员的移动终端50上，便于监控混凝土仓面的气候情况；另一方面，控制中心根据混凝土仓面所在的具体环境结合采集的气候数据动态调整、设定气候阈值或气候阈值范围，并将设定的气候阈值或气候阈值范围传输给仓面气候控制子系统，由仓面气候控制子系统根据采集的气候数据及气候阈值或气候阈值范围，控制喷雾机构的喷雾方式、喷雾水压、喷雾范围；

控制中心可通过显示器41以气候数据变化线图42的形式实时显示混凝土仓面的气候状况，同时以阈值警示图43的形式提供预警信息。例如，绘制仓面混凝土的温度变化曲线图，根据温度变化值，判断当前温度与温度阈值的差值，当混凝土温度低于温度阈值时，显示蓝色安全柱状图，当混凝土温度接近温度阈值时，显示黄色预警柱状图，当混凝土温度高于温度阈值时，显示红色警示柱状图，能够直观的显示混凝土仓面的气候状况，同时提供合理的温控方案。

对于喷雾范围的控制，可以是在喷雾架上对应每个喷雾头的输水管道上设置开关阀门，可手动调节一定范围内的喷雾头开或关，也可将各开关阀门的控制端与第一主控芯片的控制端相连接，通过第二主控芯片向第一主控芯片发送控制命令，控制一定范围内喷雾头的开关阀门开或关。

高压输水管道的水源端设置有过滤净水设备60，用于过滤进入高压输水管道的水，防止喷雾头阻塞。

本发明的混凝土仓面小气候控制系统，在混凝土仓面上方架设可向仓面混凝土喷水雾的喷雾架，并通过数据采集子系统实时采集混凝土仓面的气候数据，仓面气候控制子系统根据气候数据及设定的气候阈值或气候阈值范围，控制喷雾架的喷雾方式、喷雾水压、喷雾范围，能够有效降低、保持仓面混凝土的温度，对于夏季或高温季节施工期的混凝土仓面，可有效防止气温倒灌现象。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.混凝土仓面小气候控制系统，其特征在于，包括喷雾机构、数据采集子系统、仓面气候控制子系统，

喷雾机构包括用于向混凝土仓面喷雾的喷雾头，支撑喷雾头的支撑架，高压输水管道通过一雾化机与喷雾头连通，

该数据采集子系统包括第一主控芯片、第一无线传输模块，用于采集混凝土仓面的气候数据的温湿度传感器、风速传感器、太阳辐射传感器，该温湿度传感器、风速传感器、太阳辐射传感器的数据输出端分别与该第一主控芯片的数据输入端相连接，该第一主控芯片的I/O端与该第一无线传输模块相连接，

该仓面气候控制子系统包括第二主控芯片、第二无线传输模块，及设置于该输水管道上的水路开关阀门、调压阀门，该第二主控芯片的I/O端与该第二无线传输模块相连接，该第二主控芯片的控制端与该水路开关阀门、调压阀门的控制端相连接，

该数据采集子系统采集的混凝土仓面的气候数据经该第一无线传输模块传输至该仓面气候控制子系统，该仓面气候控制子系统根据该气候数据及预设的气候阈值或气候阈值范围控制该喷雾机构的喷雾方式、喷雾范围及喷雾水压。

2.根据权利要求1所述的混凝土仓面小气候控制系统，其特征在于，所述仓面气候控制子系统还与控制中心数据连接，该控制中心根据所述气候数据动态调整、设定所述气候阈值或气候阈值范围。

3.根据权利要求1所述的混凝土仓面小气候控制系统，其特征在于，所述仓面气候控制子系统还包括用于设定所述气候阈值或阈值范围的输入单元，该输入单元与所述第二主控芯片的数据输入端相连接。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的混凝土仓面小气候控制系统，其特征在于，所述气候阈值包括温度阈值、湿度阈值、风速阈值、辐射强度阈值，所述气候阈值范围包括温度阈值范围、湿度阈值范围、风速阈值范围、辐射强度阈值范围。

5.根据权利要求1所述的混凝土仓面小气候控制系统，其特征在于，所述喷雾机构为喷雾架，其包括由若干立柱、连接梁搭建而成的架体，该架体上设有若干喷雾头及若干与各喷雾头一一对应连通的输水管道，所述高压输水管道通过各输水管道与各喷雾头连通。

6.根据权利要求1所述的混凝土仓面小气候控制系统，其特征在于，所述喷雾机构由若干喷雾支架沿混凝土仓面边沿排列而成，该喷雾支架包括可伸缩的支架体，该支架体顶部设置喷雾头，该支架体上设置与该喷雾头连通的输水管道，所述高压输水管道通过一喷雾机与该输水管道、喷雾头相连通。

7.根据权利要求5所述的混凝土仓面小气候控制系统，其特征在于，所述喷雾架上设有用于对应开/关每个喷雾头的若干开关阀门，各开关阀门的控制端与所述第一主控芯片的控制端相连接。

8.根据权利要求5所述的混凝土仓面小气候控制系统，其特征在于，所述架体为可调节长、宽、高度的伸缩式架体。

9.根据权利要求1所述的混凝土仓面小气候控制系统，其特征在于，所述高压输水管道的水源端连接有过滤净水设备。