CN204255517U - 无线温度实时采集设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线温度实时采集设备，是一种独立的便携式检测工具，外壳包括杆部和手柄，导热触头与杆部内腔中的数字温度传感器的感应端连接，杆部内安装有电路板和电源以及电源管理模块，电路板包含CPU及外围电路、蓝牙模块和显示模块，以及按键；蓝牙模块与随身手机建立数据通讯，随身手机利用手机GPS定位模块对采集的温度数据进行定位和储存。本实用新型具有蓝牙短程数据传送功能和GPS全球定位系统的温度计设备，将混凝土温度、温度采集所在位置、采集人员等详细信息实时的传送至中央服务器进行处理，实时监控混凝土温度动态，出现温差及时预警，减少人工操作环节，有效减少因温度变化产生的裂缝，保证施工的质量。

Description

无线温度实时采集设备

技术领域

本实用新型涉及施工工程领域中温度检测技术，具体涉及一种无线温度实时采集设备。

背景技术

现代建筑中时常涉及到施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m。各大型设备在施工过程中对温度有相应要求，甚至温控要求很严格。例如以混凝土施工为例，它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部升温比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。

结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25度），易使结构物产生温度变形。除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。

内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。

产生裂缝主要是由于水泥水化热、约束条件、外界气温变化和混凝土的收缩原因造成的。必须及时对混凝土的内部与表面进行温度检测，做好降温或保温措施，防止温差过大。例如，水泥在水化过程中要产生大量的热量，是内部热量的主要来源。由于截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，使混凝土内部的温度升高。混凝土内部的最高温度，大多发生在浇筑后的3～5天，当混凝土的内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成比，温差越大，温度应力也越大。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝。这就是容易产生裂缝的主要原因。另外，在施工期间，外界气温的变化对的开裂有重大影响。混凝土内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和混凝土的散热温度三者的叠加。外界温度越高，混凝土的浇筑温度也越高。外界温度下降，尤其是骤降，大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差应力，造成出现裂缝。因此控制混凝土表面温度与外界气温温差，也是防止裂缝的重要一环。

为了掌握的温升和降温的变化规律，以及各种材料在各种条件下的温度影响，需要对混凝土进行温度监测控制，包括对混凝土测温点的布置、测温时间频率、测温工具的选用。在测温过程中，当发现温度差超过25℃时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止混凝土产生温差应力和裂缝。

（1）测温点的布置——必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500～800㎜；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.5～5m。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的6～10倍，测温点的布置，距边角和表面应大于50㎜。

采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。

（2）测温制度——在混凝土温度上升阶段每2～4h测一次，温度下降阶段每8h测一次，同时应测大气温度。

所有测温孔均应编号，进行混凝土内部不同深度和表面温度的测量。

测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，应交技术负责人阅签，并作为对混凝土施工和质量的控制依据。

（3）测温工具的选用——为了及时控制混凝土内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握混凝土温度动态，传统的测温工具需要采用多种，采用热偶测温时，还需配合普通温度计，以便进行校验。由于混凝土表面需要进行工艺处理，对表面需要人工定点测温工作量较大。

公开号为CN 201605814 U的实用新型专利，公开了一种与传统测温方式类似的技术，在混凝土浇筑前，按技术规范在现场安装布置好温度传感器，并对每只温度传感器编号（用户定义）。每100m²布3 个采样点，采样点布置呈梅花形，采用RS-485 网络布线。混凝土浇筑后，用户根据测量混凝土表面和内部温度传感器的采样点差值，设定混凝土内部温度报警上下限。公开号为CN 202372267 U的实用新型专利，其公开的伸缩式混凝土温度测量装置解决的技术问题是针对传统人工手持温度计或温度传感器在某些狭窄部位或钢筋密集区域难于到达混凝浇筑部位从而很难检测混凝土的温度的问题，并不能降低测温工作量和工作强度。

由于在施工过程的测温和施工后的测温频率高，规则严格，工作量很大，需要受过培训的技术人员负责检测。传统温度的采集通过一般温度计测量，通过人工记录的方式抄录，以纸质方式返送回管理单位。期间很容易产生数据报表丢失，抄写错误等人为误差，影响工程施工进度及质量。传统测温工作的复杂性增加整体施工难度，而且容易出现漏测或不准确测量的无效测点，影响数据分析和维护处理。因测温而引起的施工质量差问题屡见不鲜。

实用新型内容

针对施工中和施工后的测温过程中因测温频率高，规则严格，工作量很大等原因造成容易疏漏监测点、数据丢失和降低测温质量的问题，同时会降低施工进度和增加人力成本的问题，本实用新型提供一种可以快速、准确检测表面以及检测孔内部温度的采集设备，达到便携式无线温度实时采集功能，降低温度采集难度，提高温度采集效率，降低温度采集的工作量，对温度采集人员的专业化水平要求不高，从而降低整个工程的施工成本。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种无线温度实时采集设备，包括外壳和检测单元，是一种独立的便携式检测工具，外壳包括杆部和手柄，手柄位于杆部的上端，在杆部内腔的下端安装有导热触头，在杆部的下端安装有导热触头，导热触头与杆部内腔中的数字温度传感器的感应端连接，杆部内安装有电路板和电源以及电源管理模块，电路板包含CPU及外围电路、测具蓝牙模块和温度显示模块，以及设置在手柄位置用于控制测具蓝牙模块的按键；数字温度传感器的信号输出端与CPU的信号输入端连接，CPU的信号输出端分别与测具蓝牙模块和显示模块连接，CPU的控制端与电源管理模块连接，测具蓝牙模块与随身手机的手机蓝牙模块建立数据通讯，随身手机利用手机GPS定位模块对采集的温度数据进行定位和储存。所述测具蓝牙模块采用HM06蓝牙芯片，稳压芯片RT9193/3.3的输入端与CPU的电源输出端连接，稳压芯片RT9193/3.3的输出端与HM06蓝牙芯片的电源输入端连接，HM06蓝牙芯片的数据读写端口与CPU的数据输出端口连接。电源采用蓄电池，电源管理模块通过充电器与蓄电池连接。

本实用新型的有益效果是：1、本系统具有蓝牙短程数据传送功能和GPS全球定位系统的温度计设备，设备结构简单，可以单独用做测温工具，也可以配备相应的手机软件系统，由于本实用新型可以借助于手机的GPS定位系统，从而系统可以做到最简化和最低成本。实现了对混凝土或水温或泡沫塑料内部温度或室温等各种大型工民建工程的温度采集全自动化，将混凝土温度、温度采集所在位置、采集人员等详细信息实时的传送至中央服务器进行处理，实时监控混凝土温度动态，出现温差及时预警，减少人工操作环节，有效减少因温度变化产生的裂缝，保证施工的质量。

2、本实用新型可以快速、准确检测表面以及检测孔内部的温度，是一种便携式无线温度实时采集设备。采用本实用新型的采集设备可以降低温度采集难度，提高采集效率，降低采集工作量，对采集人员的专业化水平要求不高，可以降低整个工程的施工成本，非常利于推广实施。

附图说明

图1是本实用新型内部结构示意图；

图2是本实用新型的系统框图；

图3是CPU及外围电路和接口电路连接示意图；

图4是蓝牙模块电路图；

图5是按键示意图

图6是电源管理模块示意图；

图7是显示模块示意图。

图中标号1为杆部，2为手柄，3为导热触头，4为数字温度传感器，5为电源，6为导线，7为电路板，8为显示器，9为按键，10为防滑纹。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型是一种无线温度实时采集设备，参见图1，外壳是一种长杆形状，包括杆部1和手柄2。在杆部1的下端安装有导热触头3，杆部1内腔中依次安装有数字温度传感器4、电路板7、电源5以及充电孔，手柄2位置一侧设置显示器8，以及防滑纹10，在手柄上侧位置设置有用于控制蓝牙的按键9。其外观简洁，携带方便，操作方便，可提高工作效率，降低工作难度。

电路板包含CPU及外围电路、蓝牙模块和显示模块，以及电源管理模块，导热触头与杆部内腔中的数字温度传感器的感应端连接。参见图2～图7，数字温度传感器的信号输出端与CPU的信号输入端连接，CPU的信号输出端分别与蓝牙模块和显示模块连接，CPU的控制端与电源管理模块连接，蓝牙模块与随身手机建立数据通讯，随身手机利用手机GPS定位模块对采集的温度数据进行定位和储存。其中，蓝牙模块采用HM06蓝牙芯片，稳压芯片RT9193/3.3的输入端与CPU的电源输出端连接，稳压芯片RT9193/3.3的输出端与HM06蓝牙芯片的电源输入端连接，HM06蓝牙芯片的数据读写端口与CPU的数据输出端口连接。

CPU电路的作用：

负责采集数字温度传感器DS18B20的温度数据信息，然后将其显示到液晶屏幕上，如果此时有蓝牙模块请求温度的命令数据时，将此时的温度信息通过蓝牙模块无线发送到手机上。手机再将接收到的温度信息后期加工处理。

同时CPU还负责整个电路的电源管理，比如电池充放电控制，电池低电压关机等功能。

同时CPU还对按键做出响应，当以不同方式按动按键的时候，会显示不同的信息。比如显示当前温度值或者蓝牙模块的MAC地址。

信号流向：数字温度传感器DS18B20不断采集环境温度，然后传给CPU，CPU再将此信息经过处理后显示到液晶屏幕上同时再通过蓝牙模块发送到手机上。

优势：由于采用了无线方式的温度传输方式，极大程度上降低了现场布线的成本及人力成本。可以采集混凝土或其他大型工民建工程构件的温度，同时采集当时混凝土或其他大型工民建工程构件所在位置的GPS数据信息。随身手机是本人必备用具，在安装相应程序软件或者借助于手机现有程序软件后，将上述该测温电子设备与手机结合，可以使测温工具的构造和成本得到简化。该测温电子设备含测具蓝牙模块和手机蓝牙模块、设备唯一标识系统及GPS模块，当手机客户端的手机蓝牙模块向电子设备发送相关数据后，测温电子设备可以回传采集到的温度及GPS数据信息给手机客户端。

Claims (7)

1.一种无线温度实时采集设备，包括外壳和检测单元，其特征是：外壳包括杆部和手柄，手柄位于杆部的上端，在杆部内腔的下端安装有导热触头，在杆部内腔的中段安装有数字温度传感器，所述导热触头与数字温度传感器的感应端连接，杆部内腔的中段还安装有电路板和电源；在手柄位置安装有温度显示器和按键。

2.根据权利要求1所述的无线温度实时采集设备，其特征是：与电路板连接有电源管理模块和蓝牙模块。

3.根据权利要求1所述的无线温度实时采集设备，其特征是：在手柄位置设置有用于控制蓝牙模块的按键。

4.根据权利要求1所述的无线温度实时采集设备，其特征是：所述电路板包含CPU及外围电路；所述数字温度传感器的信号输出端与CPU的信号输入端连接，CPU的信号输出端分别与测具蓝牙模块和显示模块连接，CPU的控制端与电源管理模块连接，测具蓝牙模块与随身手机的手机蓝牙模块建立数据通讯，随身手机利用手机GPS定位模块对采集的温度数据进行定位和储存。

5.根据权利要求4所述的无线温度实时采集设备，其特征是：随身手机设置有手机GPS定位模块。

6.根据权利要求2或4所述的无线温度实时采集设备，其特征是：所述蓝牙模块采用HM06蓝牙芯片，稳压芯片RT9193/3.3的输入端与CPU的电源输出端连接，稳压芯片RT9193/3.3的输出端与HM06蓝牙芯片的电源输入端连接，HM06蓝牙芯片的数据读写端口与CPU的数据输出端口连接。

7.根据权利要求1所述的无线温度实时采集设备，其特征是：电源采用蓄电池，电源管理模块通过充电器与蓄电池连接。