CN106088634A - 一种大体积混凝土温差报警及温度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大体积混凝土温差报警及温度控制系统的应用方法，(1)在混凝土浇筑工程前，将传感器预埋在混凝土相应土层中的温控监测点；(2)采集温度，并通过传感器中的WIFI模块将温度要素进行实时传送；(3)温度控制，主机根据温度分析结构，智能控制散热管和冷凝管对大体积混凝土进行温度调整。本控制系统应用温室控制技术，在大面积混凝土施工过程中，在混凝土内部布设温度测点，随时控制混凝土内的温度变化，借助感温装置中的wifi模块，将检测温度信息实时通过网络传送至目标主机中，实现混凝土内外温差的有效控制，以便有的放矢地采取相应的技术措施，确保混凝土不产生过大的温度应力。
Description
技术领域
本发明属于电力施工技术领域,应用于大体积混凝土浇筑工程,尤其是一种大体积混凝土温差报警及温度控制系统。
背景技术
随着国民经济的快速发展，城市建设速度也进入高速增长期，单体工程规模越来越大，大体积混凝土施工越来越多，温度控制是大体积混凝土施工中的一个重要环节，也是防止温度裂缝的关键。为了确保大体积混凝土施工质量，控制混凝土内外温度裂缝产生是保证施工质量的关键技术。
目前，变电站工程传统大体积混凝土浇筑后，存在着混凝土因养护不到位而产生的开裂、起皮等一些质量问题。避免开裂、起皮的方法主要是依靠及时测量混凝土温度，进行人工降温、保温，人工测温不但劳动量大，而且容易发生遗漏或测量不及时的情况，导致施工质量受到影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种设计科学、结构合理、使用方便、经济实用的大体积混凝土温差报警及温度控制系统。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种大体积混凝土温差报警及温度控制系统，其特征在于：包括传感器、垂直测温电缆、表面测温电缆、主机以及冷却装置，在大体积混凝土的上表面铺设有表面测温电缆，该表面测温电缆上间隔安装有多个传感器，该多条表面测温电缆分别连接到主机的信息输入端口；
在大体积混凝土设置有多条竖直的测温孔，并在测温孔内设置垂直测温电缆，该垂直测温电缆上间隔安装有多个传感器，每一条垂直测温电缆均连接有一分机，分机通过数据线或无线wifi连接到主机；为了便于保证数量连接，所述垂直测温电缆上的传感器通过无线通信模块与分机数据连接；
主机还连接有电脑处理并记录温度控制信息，电脑连接打印机可及时打印信息，
在垂直测温电缆之间的大体积混凝土内预埋有间隔设置有冷却装置。
而且，传感器设置具体位置为：
位于大体积混凝土表面的表面测温电缆上的传感器的间距为500mm；
在深度为0mm-1800mm的大体积混凝土中，垂直测温电缆上的传感器的间距为500mm；
在深度为1800mm-2400mm的大体积混凝土中，垂直测温电缆上的传感器的间距为800mm-1000mm；
在深度2400mm-5000mm的大体积混凝土中，垂直测温电缆上的传感器的间距为1000mm-1200mm。
而且，冷却装置由主机控制进行工作，冷却装置采用水冷管、散热管或者冷凝管。
而且，所述传感器包括电路模块、密封盒以及测温探头，电路模块集成安装在密封盒内，密封盒的上固装有一测温探头，密封盒内安装有无线通信模块。
而且，传感器的密封盒的上设置有一带有封盖的标准接口，该标准接口用于插接有数据线，数据线另一端安装有数据接口。
而且，所述电路模块包括传感器模块、处理器模块、无线通信模块以及能量供应模块，传感器模块的输出端连接处理器模块的输入端，处理器模块的输出端连接无线通信模块；能量供应模块分别向传感器模块、处理器模块以及无线通信模块提供电能；
传感器模块由传感器和AD/DC转换模块组成，用于探测温控监测点的温度；
处理器模块包括处理器和存储器，用于处理及存储检测到的温度数据；
无线通信模块包括依次连接的网络模块、MAC以及收发器，用于将处理器传递的温度数据无线发送给主机。
一种大体积混凝土温差报警及温度控制系统的应用方法，其特征在于：步骤为：
(1)在混凝土浇筑工程前，将传感器预埋在混凝土相应土层中的温控监测点；
在根据混凝土面积，在大体积混凝土设置有多条竖直的测温孔，并在测温孔内垂直放入垂直测温电缆；在大体积混凝土表面间隔均布设置多条表面测温电缆；
(2)采集温度，并通过传感器中的WIFI模块将温度要素进行实时传送；
依托互联网将采集的温度、湿度等信息，传到主机中，实现实时监测；主机对于采集到的信息及时进行分析，掌控混凝土内外温差，以便实现对温度要素的调控；
(3)温度控制，主机根据温度分析结构，智能控制散热管和冷凝管对大体积混凝土进行温度调整，个性化控制散热管和冷凝管的通水时长，使得大体积混凝土内部温度均一，降低温度裂缝出现的可能性。
而且，步骤(2)中，表面测温电缆上的传感器将采集信息直接发送给主机，垂直测温电缆上的传感器先传送给对应的分机，分机再将信息传送给主机。
本发明的优点和积极效果是：
1、本控制系统应用温室控制技术，在大面积混凝土施工过程中，在混凝土内部布设温度测点，随时控制混凝土内的温度变化，借助感温装置中的wifi模块，将检测温度信息实时通过网络传送至目标主机中，实现混凝土内外温差的有效控制，以便有的放矢地采取相应的技术措施，确保混凝土不产生过大的温度应力。
2、本控制系统将混凝土型号、季节、施工地理位置、混凝土面积等因素作为参数，构建预警模型，实现层间间歇预警，同时依托智能化控制技术，与预埋散热管和冷凝管相结合，在预警温差的基础上实现个性化冷却通水，既能有效对温度要素进行调控，又能有效保证温度的实时可控在控。
3、本系统的使用能够大大节约材料、人工成本、提高工程效率，并且有效保证了混凝土浇筑质量。及时采取相应措施，控制混凝土温度的变化，提高混凝土抗渗、抗裂、抗侵蚀的性能
附图说明
图1为控制系统整体示意图；
图2为测温传感器埋设示意图；
图3为传感器的模块连接框图；
图4为传感器的结构示意图；
图5为浇注160小时温度场分布示意图；
图6为三层水冷管布设结构立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种大体积混凝土温差报警及温度控制系统，包括传感器、垂直测温电缆、表面测温电缆、主机以及冷却装置，
在大体积混凝土的上表面铺设有表面测温电缆，该表面测温电缆上间隔安装有多个传感器，该多条表面测温电缆分别连接到主机的信息输入端口；
在大体积混凝土设置有多条竖直的测温孔，并在测温孔内设置垂直测温电缆，该垂直测温电缆上间隔安装有多个传感器，每一条垂直测温电缆均连接有一分机，分机通过数据线或无线wifi连接到主机；为了便于保证数量连接，所述垂直测温电缆上的传感器通过无线通信模块与分机数据连接；
为了保证较好的温度检测效果，传感器设置具体位置为：
位于大体积混凝土表面的表面测温电缆上的传感器的间距为500mm；
在深度为0mm-1800mm的大体积混凝土中，垂直测温电缆上的传感器的间距为500mm；
在深度为1800mm-2400mm的大体积混凝土中，垂直测温电缆上的传感器的间距为800mm-1000mm；
在深度2400mm-5000mm的大体积混凝土中，垂直测温电缆上的传感器的间距为1000mm-1200mm。
主机还连接有电脑处理并记录温度控制信息，电脑连接打印机可及时打印信息，
在垂直测温电缆之间的大体积混凝土内预埋有间隔设置有冷却装置，冷却装置由主机控制进行工作，冷却装置可采用水冷管、散热管或者冷凝管。参见附图6所示本实施例采用三层水冷管布设结构，在混凝土中上、下间隔设置有三层水冷管，水冷管的结构为首尾相接的折弯盘管结构，水冷管内循环流动冷却水。
本控制系统的功能包括集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能，对大体积混凝土的升温期、降温期和稳定期三个温度变化过程进行在线监测，通过预埋温控监测点的方式，实时监控温差的同时实现层间间歇预警，同步应用智能化技术与预埋散热管和冷凝管自动化连接；
温差检测功能：以电子温度传感器直接埋入结构层中，替代传统的留置测温孔工艺，并通过计算机采集温度数据。
温差监控功能：采用分布式控制网络系统，主机和控制器之间采用双绞线连接，以数据信号为接收信息，提高抗干扰能力。
层间间歇预警功能：通过检测混凝土升温期、降温期和稳定期三个阶段的温差变化，将混凝土型号、季节、施工地理位置、混凝土面积等因素作为参数，构建预警模型，提醒相应的温差控制责任人，实现权限控制式层级预警，以便相应人员关注或干预后续的处置工作。
自动化控制功能：装置与预埋散热管和冷凝管相连接，个性化控制通水时长，使得大体积混凝土内部温度比较均一，降低温度裂缝出现的可能性。
传感器具体结构参见附图3至附图4所示，包括电路模块、密封盒2以及测温探头1，电路模块集成安装在密封盒内(图中未显示)，密封盒2的上固装有一测温探头1，密封盒内安装有无线通信模块可以无线连接主机；
本传感器也可以通过数据线连接主机进行数据传输，在密封盒的上设置有一带有封盖的标准接口，该标准接口可用于插接有数据线3，数据线另一端安装有数据接口4。
电路模块的结构参见附图所示，包括传感器模块、处理器模块、无线通信模块以及能量供应模块，传感器模块的输出端连接处理器模块的输入端，处理器模块的输出端连接无线通信模块；能量供应模块分别向传感器模块、处理器模块以及无线通信模块提供电能；
传感器模块由传感器和AD/DC转换模块组成，用于探测温控监测点的温度；
处理器模块包括处理器和存储器，用于处理及存储检测到的温度数据；
无线通信模块包括依次连接的网络模块、MAC以及收发器，用于将处理器传递的温度数据无线发送给主机。
借助感温装置中的wifi模块，将检测温度信息实时通过网络传送至目标主机中，以实现混凝土内外温差的有效控制。
以温室控制技术为根本，能够对温、湿度进行实时测量与控制，采用手动控制+自动控制双模式运行，取代传统人工经验处理模式，对大体积混凝土内外温差进行实施监控。
(1)在混凝土浇筑工程前，将传感器预埋在混凝土相应土层中的温控监测点，；
在根据混凝土面积，在大体积混凝土设置有多条竖直的测温孔，并在测温孔内垂直放入垂直测温电缆；
在大体积混凝土表面间隔均布设置多条表面测温电缆；
(2)采集温度，并通过传感器中的WIFI模块将温度要素进行实时传送；
依托互联网将采集的温度、湿度等信息，传到网上的目标主机中，实现实时监测；主机对于采集到的信息及时进行分析，掌控混凝土内外温差，以便实现对温度要素的调控；
表面测温电缆上的传感器将采集信息直接发送给主机，垂直测温电缆上的传感器先传送给对应的分机，分机再将信息传送给主机；
(3)温度控制，主机根据温度分析结构，智能控制散热管和冷凝管对大体积混凝土进行温度调整，个性化控制散热管和冷凝管的通水时长，使得大体积混凝土内部温度比较均一，降低温度裂缝出现的可能性；
采用预埋散热管和冷凝管技术，将智能化控制模块置于监测系统中，通过预警温差，实现个性化冷却通水，从而实现温度实时可控、在控。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (8)
1.一种大体积混凝土温差报警及温度控制系统，其特征在于：包括传感器、垂直测温电缆、表面测温电缆、主机以及冷却装置，在大体积混凝土的上表面铺设有表面测温电缆，该表面测温电缆上间隔安装有多个传感器，该多条表面测温电缆分别连接到主机的信息输入端口；
在大体积混凝土设置有多条竖直的测温孔，并在测温孔内设置垂直测温电缆，该垂直测温电缆上间隔安装有多个传感器，每一条垂直测温电缆均连接有一分机，分机通过数据线或无线wifi连接到主机；为了便于保证数量连接，所述垂直测温电缆上的传感器通过无线通信模块与分机数据连接；
主机还连接有电脑处理并记录温度控制信息，电脑连接打印机可及时打印信息，
在垂直测温电缆之间的大体积混凝土内预埋有间隔设置有冷却装置。
2.根据权利要求1所述的大体积混凝土温差报警及温度控制系统，其特征在于：传感器设置具体位置为：
位于大体积混凝土表面的表面测温电缆上的传感器的间距为500mm；
在深度为0mm-1800mm的大体积混凝土中，垂直测温电缆上的传感器的间距为500mm；
在深度为1800mm-2400mm的大体积混凝土中，垂直测温电缆上的传感器的间距为800mm-1000mm；
在深度2400mm-5000mm的大体积混凝土中，垂直测温电缆上的传感器的间距为1000mm-1200mm。
3.根据权利要求1所述的大体积混凝土温差报警及温度控制系统，其特征在于：冷却装置由主机控制进行工作，冷却装置采用水冷管、散热管或者冷凝管。
4.根据权利要求1所述的大体积混凝土温差报警及温度控制系统，其特征在于：所述传感器包括电路模块、密封盒以及测温探头，电路模块集成安装在密封盒内，密封盒的上固装有一测温探头，密封盒内安装有无线通信模块。
5.根据权利要求4所述的大体积混凝土温差报警及温度控制系统，其特征在于：传感器的密封盒的上设置有一带有封盖的标准接口，该标准接口用于插接有数据线，数据线另一端安装有数据接口。
6.根据权利要求4所述的大体积混凝土温差报警及温度控制系统，其特征在于：所述电路模块包括传感器模块、处理器模块、无线通信模块以及能量供应模块，传感器模块的输出端连接处理器模块的输入端，处理器模块的输出端连接无线通信模块；能量供应模块分别向传感器模块、处理器模块以及无线通信模块提供电能；
传感器模块由传感器和AD/DC转换模块组成，用于探测温控监测点的温度；
处理器模块包括处理器和存储器，用于处理及存储检测到的温度数据；
无线通信模块包括依次连接的网络模块、MAC以及收发器，用于将处理器传递的温度数据无线发送给主机。
7.一种大体积混凝土温差报警及温度控制系统的应用方法，其特征在于：步骤为：
(1)在混凝土浇筑工程前，将传感器预埋在混凝土相应土层中的温控监测点；
在根据混凝土面积，在大体积混凝土设置有多条竖直的测温孔，并在测温孔内垂直放入垂直测温电缆；在大体积混凝土表面间隔均布设置多条表面测温电缆；
(2)采集温度，并通过传感器中的WIFI模块将温度要素进行实时传送；
依托互联网将采集的温度、湿度等信息，传到主机中，实现实时监测；主机对于采集到的信息及时进行分析，掌控混凝土内外温差，以便实现对温度要素的调控；
(3)温度控制，主机根据温度分析结构，智能控制散热管和冷凝管对大体积混凝土进行温度调整，个性化控制散热管和冷凝管的通水时长，使得大体积混凝土内部温度均一，降低温度裂缝出现的可能性。
8.根据权利要求7所述的大体积混凝土温差报警及温度控制系统的应用方法，其特征在于：步骤(2)中，表面测温电缆上的传感器将采集信息直接发送给主机，垂直测温电缆上的传感器先传送给对应的分机，分机再将信息传送给主机。
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