CN108955949B - 一种大体积混凝土施工温度远程监控方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大体积混凝土施工温度远程监控方法及装置，对大体积混凝土内、外温度进行实时监测，并将不同深度大体积混凝土各龄期温度梯度限值，用于设定预警值，据此指导大体积混凝土施工，本发明可用于多通道小型无线测温采集与发送设备，实现对混凝土内、外温度以及大气温度实时监测；提高监测数据的及时性与准确性，提升混凝土施工的信息化水平；降低监测成本及劳动力；监测人员可通过智能移动设备远程访问监控系统，随时查看关键温度数据并对超限预警值及时报警；实现对各龄期大体积混凝土不同深度点超限温度梯度进行报警。

Description

一种大体积混凝土施工温度远程监控方法及装置

技术领域

本公开涉及混凝土施工领域，具体涉及一种大体积混凝土施工温度远程监控方法及装置。

背景技术

目前，对大体积混凝土施工温度监测常用的方法，是在大体积混凝土浇筑现场将大量的热传感器预埋在混凝土内部，监测人员对预埋的测点进行量测，记录所测数据，再进行内业数据分析，得出温度变化结论，据此指导混凝土的浇捣施工和养护。

由于大体积混凝土结构可能出现裂缝的部位多，而且样式及其对结构的损害程度也有所不同，加上监测点多而分散，人工巡检式的温度量测工作量大、而且繁复，使得温度监测值的现时性较差，还因时间先后间隔、测量仪表及人工采习惯的一致性不易保证，读取数据的误差较大，恶劣天气条件下监测工作更为艰难，监测频次有限且不能及时处理数据并反馈，导致测温数据处理不及时、不准确等问题时常出现，人工巡检测温的低效及失真，也使得这种温度监测技术方法诟病太多而不为工程技术人员所接受，但为了掌控大体积混凝土温度裂缝的致因，要保证混凝土的工程质量又无更好的替代监测技术而弃之不用，这已不能满足现代大量出现的大体积混凝土温控监测的需要。

发明内容

本公开提供一种大体积混凝土施工温度远程监控方法及装置，针对现有技术存在的缺陷，结合实际工程环境的需求，将互联网、自动化、温度传感器布设、温度监测等多种技术集成，研发出基于温度梯度限值智能远程监控装置，通过该装置可以4G无线传输方式适时收集大体积混凝土内、外温度，并完成远程数据处理，让监测及管理人员可通过手机、电脑等客户端远程登录装置，实时地查看大体积混凝土可视化空间模型，查询历史温度数据及其曲线，随时掌握大体积混凝土内、外温度变化情况；基于温度梯度限值所设定的预警值，科学地解决了预警信息不中用的问题。将本技术装置应用于大体积混凝土工程的温度裂缝的监控中，可极大地提高混凝土温控作业的精准与可靠性，据此监测信息指导混凝土施工及养护，可极好地提高大体积混凝土施工的质量。

为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种大体积混凝土施工温度远程监控方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，实时采集大体积混凝土四个测温点深度的温度得到温度实时量测值；

步骤2，对温度实时量测值做监测点温差计算获得温差及温度梯度；

步骤3，根据温差及温度梯度计算得到混凝土各龄期温度梯度限值；

步骤4，分别计算大体积混凝土温度梯度的四个预警阈值；

步骤5，当大体积混凝土四个测温点深度的温度变化达到预警阈值时发出阈值报警。

进一步地，在步骤1中，所述大体积混凝土四个测温点深度，深度包括第一测温点深度、第二测温点深度、第三测温点深度、第四测温点深度，第一测温点深度默认值取大体积混凝土中的80mm，第二测温点深度默认值取大体积混凝土中的250mm，第三测温点深度默认值取大体积混凝土中的600mm，第四测温点深度默认值取大体积混凝土中的1100mm。

进一步地，在步骤2中，所述对温度实时量测值做监测点温差计算获得温差及温度梯度的方法为：对温度实时量测值做监测点温差计算的温差计算公式为V＝x_τ-a_x,τ。继而进行温度梯度的计算如式T＝(x_τ-a_x,τ)÷h_x，式中，x_τ为x监测点在τ龄期时刻的混凝土温度，单位℃，a_x,τ为x监测点在τ龄期时刻，其上表面的混凝土温度，单位℃；V为在τ龄期时刻，x监测点到其上表面混凝土的温差，单位℃/m，h_x为x监测点到混凝土上表面的距离，单位m，T为在τ龄期时刻，x监测点到其上表面混凝土的温度梯度，单位℃/m

进一步地，在步骤3中，所述根据温差及温度梯度计算得到混凝土各龄期温度梯度限值的方法为：输入温差及温度梯度，在大体积混凝土四个测温点深度的混凝土各龄期温度梯度限值的计算公式分别如下：

T₁为第一测温点深度的混凝土温度梯度，T₁＝-13.11ln(τ)+69.61；

T₂为第二测温点深度的混凝土温度梯度，T₂＝-12.19ln(τ)+60.21；

T₃为第三测温点深度的混凝土温度梯度，T₃＝-12.31ln(τ)+55.36；

T₄为第四测温点深度的混凝土温度梯度，T₄＝-6.51ln(τ)+43.17；

式中：τ为混凝土龄期。

进一步地，在步骤4中，所述四个预警阈值为第一预警阈值、第二预警阈值、第三预警阈值、第四预警阈值，四个预警阈值的默认值为四个测温点深度的混凝土各龄期温度梯度限值的85％，混凝土各龄期温度梯度限值的百分比例可根据大体积混凝土的施工进度和施工管理的能力进行人工调整，取值范围为85％～90％。

进一步地，在步骤5中，所述温度变化达到预警阈值时发出阈值报警的方法为，当四个测温点深度的温度变化，即第一测温点深度达到第一预警阈值、第二测温点深度达到第二预警阈值、第三测温点深度达到第三预警阈值、第四测温点深度的温度变化达到第四预警阈值，其中任意一个深度的测温点深度达到各深度对应的预警阈值时发出阈值报警。

进一步地，在步骤5中，发出阈值报警的方法为：装置通过Socket直接进行服务器集群与施工作业人员的移动设备进行通信推送报警数据，传输的内容采用简单的XML数据格式的协议，通过WiFi、3G/4G网络与施工作业人员的移动设备进行通信。

本发明还提供了一种大体积混凝土施工温度远程监控装置，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下装置的单元中：

温度实时采集单元，用于实时采集大体积混凝土四个测温点深度的温度得到温度实时量测值；

测点温差计算单元，用于对温度实时量测值做监测点温差计算获得温差及温度梯度；

温度梯度限值单元，用于根据温差及温度梯度计算得到混凝土各龄期温度梯度限值；

预警阈值计算单元，用于分别计算大体积混凝土温度梯度的四个预警阈值；

阈值报警单元，用于当大体积混凝土四个测温点深度的温度变化达到预警阈值时发出阈值报警。

本公开的有益效果为：本发明提供一种大体积混凝土施工温度远程监控方法及装置，可用于多通道小型无线测温采集与发送设备，实现对混凝土内、外温度以及大气温度实时监测；提高监测数据的及时性与准确性，提升混凝土施工的信息化水平；降低监测成本及劳动力；监测人员可通过智能移动设备远程访问监控系统，随时查看关键温度数据并对超限预警值及时报警；实现对各龄期大体积混凝土不同深度点超限温度梯度进行报警。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：

图1所示为一种大体积混凝土施工温度远程监控方法流程图；

图2所示为一种大体积混凝土施工温度远程监控装置图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示为一种大体积混凝土施工温度远程监控方法流程图，下面结合图1来阐述根据本公开的实施方式的一种大体积混凝土施工温度远程监控方法。

本公开提出一种大体积混凝土施工温度远程监控方法，具体包括以下步骤：

步骤1，实时采集大体积混凝土四个测温点深度的温度得到温度实时量测值；

步骤2，对温度实时量测值做监测点温差计算获得温差及温度梯度；

步骤3，根据温差及温度梯度计算得到混凝土各龄期温度梯度限值；

步骤4，分别计算大体积混凝土温度梯度的四个预警阈值；

步骤5，当大体积混凝土四个测温点深度的温度变化达到预警阈值时发出阈值报警。

进一步地，在步骤1中，所述大体积混凝土四个测温点深度，深度包括第一测温点深度、第二测温点深度、第三测温点深度、第四测温点深度，第一测温点深度默认值取大体积混凝土中的80mm，第二测温点深度默认值取大体积混凝土中的250mm，第三测温点深度默认值取大体积混凝土中的600mm，第四测温点深度默认值取大体积混凝土中的1100mm，大体积混凝土四个测温点深度及测点数量能够根据大体积混凝土的大小按正交设计法进行调整。

进一步地，在步骤2中，所述对温度实时量测值做监测点温差计算获得温差及温度梯度的方法为：对温度实时量测值做监测点温差计算的温差计算公式为V＝x_τ-a_x,τ。继而进行温度梯度的计算如式T＝(x_τ-a_x,τ)÷h_x，式中，x_τ为x监测点在τ龄期时刻的混凝土温度，单位℃，a_x,τ为x监测点在τ龄期时刻，其上表面的混凝土温度，单位℃；V为在τ龄期时刻，x监测点到其上表面混凝土的温差，单位℃/m，h_x为x监测点到混凝土上表面的距离，单位m，T为在τ龄期时刻，x监测点到其上表面混凝土的温度梯度，单位℃/m

进一步地，在步骤3中，所述根据温差及温度梯度计算得到混凝土各龄期温度梯度限值的方法为：输入温差及温度梯度，在大体积混凝土四个测温点深度的混凝土各龄期温度梯度限值的计算公式分别如下：

T₁为第一测温点深度的混凝土温度梯度，T₁＝-13.11ln(τ)+69.61；

T₂为第二测温点深度的混凝土温度梯度，T₂＝-12.19ln(τ)+60.21；

T₃为第三测温点深度的混凝土温度梯度，T₃＝-12.31ln(τ)+55.36；

T₄为第四测温点深度的混凝土温度梯度，T₄＝-6.51ln(τ)+43.17；

式中：τ为混凝土龄期。

进一步地，在步骤4中，所述四个预警阈值为第一预警阈值、第二预警阈值、第三预警阈值、第四预警阈值，四个预警阈值的默认值为四个测温点深度的混凝土各龄期温度梯度限值的85％，混凝土各龄期温度梯度限值的百分比例可根据大体积混凝土的施工进度和施工管理的能力进行人工调整，取值范围为85％～90％。

进一步地，在步骤5中，所述温度变化达到预警阈值时发出阈值报警的方法为，当四个测温点深度的温度变化，即第一测温点深度达到第一预警阈值、第二测温点深度达到第二预警阈值、第三测温点深度达到第三预警阈值、第四测温点深度的温度变化达到第四预警阈值，其中任意一个深度的测温点深度达到各深度对应的预警阈值时发出阈值报警。

进一步地，在步骤5中，发出阈值报警的方法为：装置通过Socket直接进行服务器集群与施工作业人员的移动设备进行通信推送报警数据，传输的内容采用简单的XML数据格式的协议，通过WiFi、3G/4G网络与施工作业人员的移动设备进行通信。

本公开的实施例提供一种大体积混凝土施工温度远程监控装置，如图2所示为本公开的一种大体积混凝土施工温度远程监控装置图，该实施例的一种大体积混凝土施工温度远程监控装置包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种大体积混凝土施工温度远程监控装置实施例中的步骤。

所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下装置的单元中：

温度实时采集单元，用于实时采集大体积混凝土四个测温点深度的温度得到温度实时量测值；

测点温差计算单元，用于对温度实时量测值做监测点温差计算获得温差及温度梯度；

温度梯度限值单元，用于根据温差及温度梯度计算得到混凝土各龄期温度梯度限值；

预警阈值计算单元，用于分别计算大体积混凝土温度梯度的四个预警阈值；

阈值报警单元，用于当大体积混凝土四个测温点深度的温度变化达到预警阈值时发出阈值报警。

所述一种大体积混凝土施工温度远程监控装置可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备中。所述一种大体积混凝土施工温度远程监控装置，可运行的装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种大体积混凝土施工温度远程监控装置的示例，并不构成对一种大体积混凝土施工温度远程监控装置的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种大体积混凝土施工温度远程监控装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种大体积混凝土施工温度远程监控装置运行装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种大体积混凝土施工温度远程监控装置可运行装置的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种大体积混凝土施工温度远程监控装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。

Claims (3)

1.一种大体积混凝土施工温度远程监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，实时采集大体积混凝土四个测温点深度的温度得到温度实时量测值；

所述大体积混凝土四个测温点深度，深度包括第一测温点深度、第二测温点深度、第三测温点深度、第四测温点深度，第一测温点深度默认值取大体积混凝土中的80mm，第二测温点深度默认值取大体积混凝土中的250mm，第三测温点深度默认值取大体积混凝土中的600mm，第四测温点深度默认值取大体积混凝土中的1100mm；

步骤2，对温度实时量测值做监测点温差计算获得温差及温度梯度；

所述对温度实时量测值做监测点温差计算获得温差及温度梯度的方法为：对温度实时量测值做监测点温差计算的温差计算公式为V＝x_τ-a_x,τ，继而进行温度梯度的计算公式为T＝(x_τ-a_x,τ)÷h_x，式中，x_τ为x监测点在τ龄期时刻的混凝土温度，a_x,τ为x监测点在τ龄期时刻，其上表面的混凝土温度，V为在τ龄期时刻，x监测点到其上表面混凝土的温差，h_x为x监测点到混凝土上表面的距离，T为在τ龄期时刻，x监测点到其上表面混凝土的温度梯度；

步骤3，根据温差及温度梯度计算得到混凝土各龄期温度梯度限值；

所述根据温差及温度梯度计算得到混凝土各龄期温度梯度限值的方法为：输入温差及温度梯度，在大体积混凝土四个测温点深度的混凝土各龄期温度梯度限值的计算公式分别如下：

T₁为第一测温点深度的混凝土温度梯度，T₁＝-13.11ln(τ)+69.61；

T₂为第二测温点深度的混凝土温度梯度，T₂＝-12.19ln(τ)+60.21；

T₃为第三测温点深度的混凝土温度梯度，T₃＝-12.31ln(τ)+55.36；

T₄为第四测温点深度的混凝土温度梯度，T₄＝-6.51ln(τ)+43.17；

步骤4，分别计算大体积混凝土温度梯度的四个预警阈值；

所述四个预警阈值为第一预警阈值、第二预警阈值、第三预警阈值、第四预警阈值，四个预警阈值的默认值为四个测温点深度的混凝土各龄期温度梯度限值的85％，混凝土各龄期温度梯度限值的百分比例可根据大体积混凝土的施工进度和施工管理的能力进行人工调整，取值范围为85％～90％；

步骤5，当大体积混凝土四个测温点深度的温度变化达到预警阈值时发出阈值报警；

所述温度变化达到预警阈值时发出阈值报警的方法为，当四个测温点深度的温度变化，即第一测温点深度达到第一预警阈值、第二测温点深度达到第二预警阈值、第三测温点深度达到第三预警阈值、第四测温点深度的温度变化达到第四预警阈值，其中任意一个深度的测温点深度达到各深度对应的预警阈值时发出阈值报警。

2.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土施工温度远程监控方法，其特征在于，在步骤5中，发出阈值报警的方法为：装置通过Socket直接进行服务器集群与施工作业人员的移动设备进行通信推送报警数据，传输的内容采用简单的XML数据格式的协议，通过WiFi、3G/4G网络与施工作业人员的移动设备进行通信。

3.一种大体积混凝土施工温度远程监控装置，其特征在于，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下装置的单元中：

温度实时采集单元，用于实时采集大体积混凝土四个测温点深度的温度得到温度实时量测值；

所述大体积混凝土四个测温点深度，深度包括第一测温点深度、第二测温点深度、第三测温点深度、第四测温点深度，第一测温点深度默认值取大体积混凝土中的80mm，第二测温点深度默认值取大体积混凝土中的250mm，第三测温点深度默认值取大体积混凝土中的600mm，第四测温点深度默认值取大体积混凝土中的1100mm；

测点温差计算单元，用于对温度实时量测值做监测点温差计算获得温差及温度梯度；

所述对温度实时量测值做监测点温差计算获得温差及温度梯度的方法为：对温度实时量测值做监测点温差计算的温差计算公式为V＝x_τ-a_x,τ，继而进行温度梯度的计算公式为T＝(x_τ-a_x,τ)÷h_x，式中，x_τ为x监测点在τ龄期时刻的混凝土温度，a_x,τ为x监测点在τ龄期时刻，其上表面的混凝土温度，V为在τ龄期时刻，x监测点到其上表面混凝土的温差，h_x为x监测点到混凝土上表面的距离，T为在τ龄期时刻，x监测点到其上表面混凝土的温度梯度；

温度梯度限值单元，用于根据温差及温度梯度计算得到混凝土各龄期温度梯度限值；

所述根据温差及温度梯度计算得到混凝土各龄期温度梯度限值的方法为：输入温差及温度梯度，在大体积混凝土四个测温点深度的混凝土各龄期温度梯度限值的计算公式分别如下：

T₁为第一测温点深度的混凝土温度梯度，T₁＝-13.11ln(τ)+69.61；

T₂为第二测温点深度的混凝土温度梯度，T₂＝-12.19ln(τ)+60.21；

T₃为第三测温点深度的混凝土温度梯度，T₃＝-12.31ln(τ)+55.36；

T₄为第四测温点深度的混凝土温度梯度，T₄＝-6.51ln(τ)+43.17；

预警阈值计算单元，用于分别计算大体积混凝土温度梯度的四个预警阈值；

所述四个预警阈值为第一预警阈值、第二预警阈值、第三预警阈值、第四预警阈值，四个预警阈值的默认值为四个测温点深度的混凝土各龄期温度梯度限值的85％，混凝土各龄期温度梯度限值的百分比例可根据大体积混凝土的施工进度和施工管理的能力进行人工调整，取值范围为85％～90％；

阈值报警单元，用于当大体积混凝土四个测温点深度的温度变化达到预警阈值时发出阈值报警；

所述温度变化达到预警阈值时发出阈值报警的方法为，当四个测温点深度的温度变化，即第一测温点深度达到第一预警阈值、第二测温点深度达到第二预警阈值、第三测温点深度达到第三预警阈值、第四测温点深度的温度变化达到第四预警阈值，其中任意一个深度的测温点深度达到各深度对应的预警阈值时发出阈值报警。

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