CN108332801A - 混凝土温湿度测量设备及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土温湿度测量设备及测量方法，该设备包括：温湿度传感器，顶部设有连接结构；套设于所述温湿度传感器的防水透气结构，且顶部插入所述连接结构内；以及套设于所述防水透气结构的金属透水结构，所述金属透水结构与所述连接结构连接固定。本发明的金属透水结构对防水透气结构起到保护作用，且能够透水透气。该防水透气结构能够有效阻隔液态水的进入，使得温湿度传感器既能够测量得到混凝土的温湿度，又能保证其使用寿命及使用安全。本发明的温湿度传感器的测量范围较大，为整个防水透气结构的表面范围，相对于现有技术中的仅圆管一端的测量范围，能够大大提高测量结果的准确性。

Description

混凝土温湿度测量设备及其测量方法

技术领域

本发明涉及混凝土测量技术领域，特指一种混凝土温湿度测量设备及其测量方法。

背景技术

混凝土结构的力学性能与其内部相对温湿度条件密不可分，因为准确测试混凝土内部相对温湿度，对混凝土材料内部水分迁移、收缩、徐变、应力变化和裂缝形成机理等的研究有着非常重要的价值，尤其对于水化过程中内部相对温湿度的测试更有意义。

目前常用的温湿度测量方法，是在浇筑混凝土时将温湿度传感器直接埋入到混凝土结构中，通过温湿度传感器直接来测量混凝土内部的温湿度。但是由于混凝土结构内部环境湿润，经常会产生液态水进入到温湿度传感器内而使得温湿度传感器损坏的现象。特别是对于大体积混凝土，其内部为高压高湿环境，常用的温湿度传感器难以保持长期正常工作。

为解决上述问题，中国在先专利(申请号为201310079872.7，发明创造名称为一种测定水泥混凝土内部相对湿度和温度的装置)公开了一种测量水泥混凝土内部相对湿度和温度的装置，其将温湿度传感器元件置于一圆管内，该圆管的一端用防水材料封闭，另一端用防水透气薄膜封装材料封闭，圆管采用PVC(PolyVinyl Chloride，聚氯乙烯)管。从而使得混凝土结构内的水不会进入到圆管内，对温湿度传感器起到保护作用，能够延长使用寿命。但是由于该圆管的一端是用防水透气薄膜封装材料封闭的，其在混凝土结构内或是在混凝土浇筑的过程中，很容易被混凝土中的较大颗粒破坏，从而使得该防水透气薄膜失效。另外，由于防水透气薄膜封装在圆管的一端，使得该温湿度传感器的测量范围仅为圆管的一端，测量范围较小，使得测量准确性较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种混凝土温湿度测量设备及其测量方法，解决现有的测量装置存在防水透气薄膜易损坏而导致温湿度传感器被破坏和测量范围小而导致测量准确性较低的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种混凝土温湿度测量设备，包括：

温湿度传感器，顶部设有连接结构；

套设于所述温湿度传感器的防水透气结构，且顶部插入所述连接结构内；以及

套设于所述防水透气结构的金属透水结构，所述金属透水结构与所述连接结构连接固定。

本发明的混凝土温湿度测量设备通过设置金属透水结构将防水透气结构套起来，对防水透气结构起到有效的保护作用，使得防水透气结构在该金属透水结构内，不与混凝土内的砂及石骨料或较大的颗粒相接触，避免了防水透气结构被破坏。该防水透气结构套设温湿度传感器，能够有效阻隔液态水的进入，使得温湿度传感器既能够测量得到混凝土的温湿度，又能保证其使用寿命及使用安全。本发明的温湿度传感器的测量范围较大，为整个防水透气结构的表面范围，相对于现有技术中的仅圆管一端的测量范围，能够大大提高测量结果的准确性。

本发明混凝土温湿度测量设备的进一步改进在于，所述防水透气结构为顶部具有第一开口的第一筒状结构，通过所述第一开口从所述温湿度传感器的底部套设于所述温湿度传感器上，且顶部有部分插入所述连接结构内并与所述连接结构的内壁面紧密贴合。

本发明混凝土温湿度测量设备的进一步改进在于，所述防水透气结构采用PE材料制成。

本发明混凝土温湿度测量设备的进一步改进在于，所述金属透水结构为顶部具有第二开口的第二筒状结构，通过所述第二开口从所述防水透气结构的底部套设于所述防水透气结构上。

本发明混凝土温湿度测量设备的进一步改进在于，所述金属透水结构为烧结金属颗粒保护套。

本发明还提供了一种利用混凝土温湿度测量设备的测量方法，包括如下步骤：

将所述混凝土温湿度测量设备置于一浇筑空间内；

向所述浇筑空间内浇筑混凝土以将所述混凝土温湿度测量设备埋设于所浇筑的混凝土内；

通过所述金属透水结构保护所述防水透气结构以避免所浇筑的混凝土内的砂及石骨料对所述防水透气结构造成破坏；

通过所述防水透气结构阻挡所浇筑的混凝土中的液态水进入以保护所述温湿度传感器；以及

通过所述温湿度传感器对所浇筑的混凝土的温湿度进行测量。

本发明测量方法的进一步改进在于，所述金属透水结构为烧结金属颗粒保护套，可使得所浇筑的混凝土中的水泥净浆透过。

本发明测量方法的进一步改进在于，还包括与所述温湿度传感器通信连接的传输模块，用于接收所述温湿度传感器测得的温湿度数据并将所述温湿度数据发送至终端。

本发明测量方法的进一步改进在于，还包括连接于所述温湿度传感器和所述传输模块之间的变送器，通过所述变送器将所述温湿度传感器测得的温湿度数据转换成RS485信号发送给所述传输模块。

本发明测量方法的进一步改进在于，所述终端为服务器、电脑、手机或平板。

附图说明

图1为本发明混凝土温湿度测量设备的结构示意图。

图2为本发明混凝土温湿度测量设备的爆炸分解结构示意图。

图3为本发明利用混凝土温湿度测量设备的测量方法的系统图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种混凝土温湿度测量设备及其测量方法，能够适用于大体积混凝土内部的高压高温环境，能够有效的保护温湿度传感器的使用安全，使用寿命长。且本发明的混凝土温湿度测量设备的测量范围大，测量结果的准确性高。该混凝土温湿度测量设备利用防水透气结构套设温湿度传感器，阻挡液态水与温湿度传感器直接接触，对温湿度传感器起到全面的保护作用，且该温湿度传感器的测量范围为该防水透气结构的表面积，相对于现有圆管一端设置防水透气材料封闭的技术，大大的增大了测量方法，提高测量结果的准确性。利用金属透水结构套设防水透气结构，对该防水透气结构起到有效的保护，金属透水结构具有较强的结构强度，能够遮挡混凝土中的颗粒物(包括砂、石骨料等)对防水透气结构的破坏，该金属透水结构能够透过混凝土内的液态水及水泥净浆，而液态水及水泥净浆不会对防水透气结构造成损坏。所以本发明的混凝土温湿度测量设备能够在高压高湿的环境中正常工作，且具有较长的使用寿命。下面结合附图对本发明混凝土温湿度测量设备及其测量方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明混凝土温湿度测量设备的结构示意图。参阅图2，显示了本发明混凝土温湿度测量设备的爆炸分解结构示意图。下面结合图1和图2，对本发明混凝土温湿度测量设备进行说明。

如图1和图2所示，本发明的混凝土温湿度测量设备20包括温湿度传感器21、防水透气结构23以及金属透水结构24，温湿度传感器21的顶部设有连接结构22，防水透气结构23套设在温湿度传感器21上，且该防水透气结构23的顶部插入到连接结构22内，通过防水透气结构23将温湿度传感器21与外部隔离，能够防止液态水进入到防水透气结构23内与温湿度传感器21相接触，保证了温湿度传感器21使用安全，避免了温湿度传感器21与水直接接触而导致的损坏。金属透水结构24套设在防水透气结构23上，该金属透水结构24与连接结构22连接固定。通过金属透水结构24将防水透气结构23与外部隔离，阻挡了混凝土中颗粒物进入到金属透水结构24内与防水透气结构23相接触而损坏防水透气结构23，对防水透气结构23起到了有效的防护作用。且金属透水结构24具有较高的结构强度，能够保证混凝土温湿度测量设备的结构稳定性。

在防水透气结构23和金属透水结构24的内部均设有容置空间，将温湿度传感器21插入到防水透气结构23的容置空间内，且防水透气结构23的顶部插入到连接结构22内，从而使得温湿度传感器21密闭地置于该防水透气结构23的容置空间内，对温湿度传感器21提供了有效的保护。将防水透气结构23插入到金属透水结构24内，并将金属透水结构24与连接结构22连接固定，从而形成了本发明的混凝土温湿度测量设备20。金属透水结构24能够阻挡混凝土中颗粒物进入，避免颗粒物对防水透气结构23的损伤，有效保护防水透气结构23的完整性。该温湿度测量设备20的测量范围为防水透气结构23的表面范围，即混凝土内的湿气会从防水透气结构23的四周以及底部进入到防水透气结构23内，进而使得温湿度传感器21能够测得混凝土的温度值以及湿度值。相对于现有技术中的仅圆管一端的测量范围，能够大大提高测量结果的准确性。

作为本发明的一较佳实施方式，防水透气结构23为顶部具有第一开口的第一筒状结构，防水透气结构23通过该第一开口从温湿度传感器21的底部套设于温湿度传感器21上，且顶部有部分插入到连接结构22内并与连接结构22的内壁面紧密贴合，使得该防水透气结构23与连接结构22为密封连接，防止混凝土内的液态水从连接处进入。防水透气结构23具有一定的弹性，该连接结构22内部中空，防水透气结构23的外径与连接结构22的内径相适配，较佳将防水透气结构23的外径设计为略大于连接结构22的内径，从而可将该防水透气结构23紧密地插入到连接结构22内，很好的将温湿度传感器21密封在防水透气结构23的内部。

进一步地，该防水透气结构23采用PE(polyethylene，聚乙烯)材料制成。该防水透气结构23为PE材料制成的筒状结构，其侧壁以及底面均具有一定的厚度，为防水透气层的结构形成，相对于现有技术的防水透气薄膜具有较高的强度以及韧性。具有较好的防水性能，能够有效的阻挡液态水的进入，能够有效保护温湿度传感器21。

作为本发明的另一较佳实施方式，金属透水结构24为顶部具有第二开口的第二筒状结构，金属透水结构24通过第二开口从防水透气结构23的底部套设于防水透气结构23上。该金属透水结构24为防水透气结构23提供了保护作用，阻挡混凝土浇筑过程中对防水透气结构23造成破坏的砂及石骨料，该金属透水结构24只让水及水泥净浆通过，避免了由防水透气结构23破坏而造成温湿度传感器21故障的现象发生。且金属透水结构24具有透水透气的作用，使得测试范围增加，金属透水结构24四周的水和气均能进入到金属透水结构24内，从而提高了测量结果的准确性。

作为本发明的又一较佳实施方式，连接结构22为具有外螺纹的套筒；金属透水结构24的顶部设有与连接结构22相适配的螺纹连接件241，通过该螺纹连接件241螺合于套筒上从而连接金属透水结构24和连接结构22。将金属透水结构24螺合在连接结构22上后，使得防水透气结构23和温湿度传感器21完全置于金属透水结构24内，通过金属透水结构24起到有效的隔离保护作用，且还能够透水透气。

进一步地，连接结构22对应该具有外螺纹的套筒的顶部设有一卡台221，在螺纹连接件241螺合在套筒上后，螺纹连接件241的端部与该卡台221相接，为提高螺纹连接件241与连接结构22连接的密封性，在螺纹连接件241和卡台221之间垫设有垫圈25，在螺合螺纹连接件241之前，先将垫圈25套设在套筒上并抵靠在卡台221上，进而再拧紧螺纹连接件241，使得螺纹连接件241的端部紧靠垫圈25，通过垫圈25密封螺纹连接件241和套筒之间的连接处。

作为本发明的再一较佳实施方式，金属透水结构24上设有连通内外部的透水孔，通过透水孔使得金属透水结构24能够透水透气，且阻隔混凝土内的砂及石骨料，较佳地，该透水孔的直径小于等于0.1mm。通常砂的最小直径为0.075mm，但对防水透气结构23造成破坏的砂及石骨料的直径均较大，所以将透水孔的直径设计为小于等于0.1mm，能够透过较小直径的砂，但其并不会对防水透气结构23造成破坏。

进一步地，本发明的金属透水结构24为烧结金属颗粒保护套。通过许多细小的金属颗粒烧结在一起而形成，表面形成有透孔，该烧结金属颗粒保护套即具有较高的结构强度，又能透水透气和阻挡混凝土的颗粒物进入。

再另一实施方式中，金属透水结构24为网状结构，且网孔直径小于等于0.1mm。

本发明混凝土温湿度传感器测量设备20的连接结构22还包括与卡台221连接的管状结构，该管状结构的顶部为封闭结构；温湿度传感器21插入到该套筒和管状结构内，并在输出端处连接电线211，该电线211从管状结构的顶部穿出，以供与设备连接。

在使用本发明的混凝土温湿度传感器测量设备20时，将该混凝土温湿度传感器测量设备20埋设在待测量的混凝土内，并将电线从混凝土结构内引出，与外部设备连接。在混凝土结构浇筑过程中，金属透水结构24能够有效的阻挡混凝土内的较大颗粒进入，比如砂及石骨料等，有效保护了防水透气结构23，避免其被破坏，进而保护了防水透气结构23内的温湿度传感器21。在混凝土浇筑好后，因金属透水结构24具有透气透水的作用，混凝土内的水蒸气、液态水以及水泥净浆会进入到金属透水结构24内，由于防水透气结构23的阻隔，使得液态水不会进入，只有水蒸气进入到防水透气结构23内，从而温湿度传感器21根据进入的水蒸气能够测得到混凝土的温度值及湿度值，并通过导线211将测量结果输出。

下面对本发明还提供的利用混凝土温湿度测量设备20的测量方法进行说明。

利用混凝土温湿度测量设备20的测量方法包括如下步骤：

如图3所示，将混凝土温湿度测量设备20置于一浇筑空间内；向浇筑空间内浇筑混凝土以将混凝土温湿度测量设备20埋设于所浇筑的混凝土形成的混凝土结构10内；通过金属透水结构24保护防水透气结构23以避免所浇筑的混凝土内的砂及石骨料对防水透气结构23造成破坏；通过防水透气结构23阻挡所浇筑的混凝土中的液态水进入以保护温湿度传感器21；以及通过温湿度传感器21对所浇筑的混凝土的温湿度进行测量，从而可得到测量结果。本发明所用的混凝土温湿度测量设备20的具体结构前文所示，具体可参见前文关于混凝土温湿度测量设备20的描述，在此不再赘述。

作为本发明的一较佳实施方式，金属透水结构24为烧结金属颗粒保护套，可使得所浇筑的混凝土中的水泥净浆透过。金属透水结构24具有透水透气的作用，还能够阻挡混凝土内的颗粒物，比如砂及细骨料，避免颗粒物对防水透气结构23的破坏。

作为本发明的另一较佳实施方式，还包括与温湿度传感器21通信连接的传输模块32，用于接收温湿度传感器21测得的温湿度数据并将温湿度数据发送至终端33。该温湿度数据即为温度值和湿度值，也就是测量结果。该传输模块32可与温湿度传感器21通过无线连接，实现数据无线传输，也可以选择有线连接。传输模块32与终端33间的通信连接可采用无线传输方式，比如WIFI、3G、4G、GPRS等。

进一步地，在有线连接传输模块32和温湿度传感器21时，还包括连接于温湿度传感器21和传输模块32之间的变送器31，通过变送器31将温湿度传感器21测得的温湿度数据转换成RS485信号发送给传输模块32。变送器31经过RS485接口遵循Modbus协议将温湿度数据发送给传输模块32。温湿度传感器21的电线211与变送器31连接，使得变送器31能够接收到温湿度传感器21的测量结果。

再进一步地，终端33为服务器、电脑、手机或平板。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种混凝土温湿度测量设备，其特征在于，包括：

温湿度传感器，顶部设有连接结构；

套设于所述温湿度传感器的防水透气结构，且顶部插入所述连接结构内；以及

套设于所述防水透气结构的金属透水结构，所述金属透水结构与所述连接结构连接固定。

2.如权利要求1所述的混凝土温湿度测量设备，其特征在于，所述防水透气结构为顶部具有第一开口的第一筒状结构，通过所述第一开口从所述温湿度传感器的底部套设于所述温湿度传感器上，且顶部有部分插入所述连接结构内并与所述连接结构的内壁面紧密贴合。

3.如权利要求1或2所述的混凝土温湿度测量设备，其特征在于，所述防水透气结构采用PE材料制成。

4.如权利要求1所述的混凝土温湿度测量设备，其特征在于，所述金属透水结构为顶部具有第二开口的第二筒状结构，通过所述第二开口从所述防水透气结构的底部套设于所述防水透气结构上。

5.如权利要求1所述的混凝土温湿度测量设备，其特征在于，所述金属透水结构为烧结金属颗粒保护套。

6.一种利用如权利要求1所述的混凝土温湿度测量设备的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述混凝土温湿度测量设备置于一浇筑空间内；

向所述浇筑空间内浇筑混凝土以将所述混凝土温湿度测量设备埋设于所浇筑的混凝土内；

通过所述金属透水结构保护所述防水透气结构以避免所浇筑的混凝土内的砂及石骨料对所述防水透气结构造成破坏；

通过所述防水透气结构阻挡所浇筑的混凝土中的液态水进入以保护所述温湿度传感器；以及

通过所述温湿度传感器对所浇筑的混凝土的温湿度进行测量。

7.如权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述金属透水结构为烧结金属颗粒保护套，可使得所浇筑的混凝土中的水泥净浆透过。

8.如权利要求6所述的测量方法，其特征在于，还包括与所述温湿度传感器通信连接的传输模块，用于接收所述温湿度传感器测得的温湿度数据并将所述温湿度数据发送至终端。

9.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，还包括连接于所述温湿度传感器和所述传输模块之间的变送器，通过所述变送器将所述温湿度传感器测得的温湿度数据转换成RS485信号发送给所述传输模块。

10.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述终端为服务器、电脑、手机或平板。