CN206235413U - 一种沥青路面结构层温度实时监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种沥青路面结构层温度实时监测系统，包括：光纤传感器：固定安置在沥青路面结构层的不同位置，并用于实时测量沥青路面结构层的温度；光纤温控仪：装有实时监控区域路面温度的子温控软件，其外部的光纤接口连接所述光纤传感器，在光纤温控仪内部还装有用于传输所采集的温度数据的无线传输模块；室内终端：包括装有温度监控软件的工控机，其内部设有用于接受无线传输模块传输数据的数据接收模块。与现有技术相比，本实用新型光纤传感器埋设方便，精度高、动态范围大、频带宽并可实现绝对测量以及抗电磁干扰、耐腐蚀。温度监测系统能够实现在室内对现场路面结构层各点温度的实时显示，方便数据的导出和对温度曲线的处理和分析。

Description

一种沥青路面结构层温度实时监测系统

技术领域

本实用新型涉及道路工程领域，尤其是涉及一种沥青路面结构层温度实时监测系统。

背景技术

沥青路面是我国高等级路面主要采用的结构形式。众所周知，温度对沥青路面的使用性能具有重要影响，若沥青路面温度过高，即使所采用的沥青路面材料具有很高的质量也难以获得较好的路面使用性能，也直接导致一些沥青路面病害的发生。因此，需要实时监控沥青路面的温度。

目前，路面结构内部的温度测量主要通过预埋传感器，测量时再外接数据采集仪，只能得到测量时的路面温度，若要得到路面内部温度随时间的变化情况，则需要耗费大量的人力和时间。而且，传统的温度传感器测量的温度精度比较低、动态范围较小，抗电磁干扰、耐腐蚀性能比较差，难以适用于沥青路面内部的温度监测。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种沥青路面结构层温度实时监测系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种沥青路面结构层温度实时监测系统，包括：

光纤传感器：固定安置在沥青路面结构层的不同位置，并用于实时测量沥青路面结构层的温度；

光纤温控仪：装有实时监控区域路面温度的子温控软件，其外部的光纤接口连接所述光纤传感器，在光纤温控仪内部还装有用于传输所采集的温度数据的无线传输模块；

室内终端：包括装有温度监控软件的工控机，其内部设有用于接受无线传输模块传输数据的数据接收模块。室内终端由工控机、显示器、标准配置的温度监控软件等组成，可以实现现场路面结构内各点温度的实时显示、数据保存以及参数设定等一系列功能。软件提供历史数据保存和单通道温度数据的查询功能，对每天的数据整理导出，可绘制温度曲线进行后续的数据处理及分析利用。

优选的，所述的光纤传感器包括测温探头和传感器出尾纤，所述传感器出尾纤的一端连接测温探头，另一端为用于连接所述光纤接口的采集仪连接头。传感器出尾纤体积小、柔软可弯曲，能以任意形式附和于基体结构中而不影响基体的性能。它可同时作为传感元件和传输媒介，便于与光纤传输系统联网，以实现系统的遥测和控制。其主要通过切缝打孔的方式，将光纤传感器埋设于路面结构层内的不同深度处，后用水泥混凝土进行填充。

更优选的，在测温探头的外部还包裹有呈楔形的防挤压保护壳。为了保证在埋设光纤传感器时，防止测温探头被沥青路面结构层挤压损坏，特意根据测温探头的外部形状设置了防挤压保护壳。

更优选的，所述的防挤压保护壳为金属壳。金属材质的防挤压保护壳在其防护作用的同时，由于具有很好的导热性，也不会影响测温探头对沥青路面结构层的温度的测量敏感度。

更优选的，所述的测温探头为非金属荧光测温探头。荧光测温探头的量程为-40～100℃，出尾纤长度为15m，感温探头尺寸为Φ2.5mm*5mm。无金属材料的测温探头，具有完全的电绝缘性，不受高压、强电磁场的影响，抗化学腐蚀和污染，并且各测温探头之间可以互换，替换后不需要校正。

优选的，所述的光纤温控仪为FTM-3CH-C220光纤温控仪，其光纤接口设有三个。纤传感器外接FTM-3CH-C220光纤温控仪用于数据的收集和提取，可通过内置网卡实现网络连接，可进行数据传输和导出，并可利用标准配饰的计算机软件，实现微机控制下的实时温度监控。光纤温控仪可实现通过数码管显示更改设定报警、跳闸温度、风机启停目标值、回差值、数据保存间隔功能。

优选的，在铺设有光纤传感器的沥青路面结构层旁还设有配套的至少一个给水控温机构，每个给水控温机构包括一个水路控制器和一根分水管，所述的分水管的一端设置一个朝向光纤传感器方向的定向喷头，另一端连接给水管路，所述的分水管的中部设有一个电磁阀，所述电磁阀与水路控制器电连接，所述水路控制器与光纤温控仪连接；

当光纤温控仪监测到某区域的沥青路面结构层的温度超过设定警戒温度时，传输信号给水路控制器，控制电磁阀打开，对相应区域的沥青路面结构层给水降温。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)光纤传感器埋设方便，精度高、动态范围大、频带宽并可实现绝对测量以及抗电磁干扰、耐腐蚀。

(2)光纤温控仪与室内终端能够配合实现在室内对现场路面结构层各点温度的实时显示，方便数据的导出和对温度曲线的处理和分析。

(3)给水控温机构能够有效的控制沥青路面结构层的温度，防止其由于温度过高而产生病害。

附图说明

图1为本实用新型的光纤传感器的结构示意图；

图2为本实用新型的光纤温控仪的主视结构示意图；

图3为本实用新型的光纤温控仪的后视结构示意图；

图4为本实用新型的光纤传感器的埋设示意图；

图中，1-测温探头，2-传感器出尾纤，3-采集仪连接头，4-相序显示屏，5-温度显示屏，6-指示灯，7-设置按键，8-光纤接口，9-导线接点，10-散热口，11-沥青路面，12-水泥混凝土封口，13-导线，14-保护箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

一种沥青路面11结构层温度实时监测系统，包括：

光纤传感器：其结构如图1所示，固定安置在沥青路面11结构层的不同位置，并用于实时测量沥青路面11结构层的温度；光纤传感器包括测温探头1和传感器出尾纤2，传感器出尾纤2的长度为15m，其一端连接测温探头1，另一端为用于连接光纤接口8的采集仪连接头3。测温探头1内无金属材料，具有完全的电绝缘性，不受高压、强电磁场的影响，抗化学腐蚀和污染，并且测温探头1可以互换，替换后不需要校正。

光纤温控仪：为FTM-3CH-C220光纤温控，其结构如图2和图3所示，通过设置按键7可以选择让光纤温控仪在相序显示屏4和温度显示屏5显示对应通道连接的光纤传感器所测得的温度，指示灯6显示光纤温控仪的工作状态。光纤温控仪提供3个光纤接口8以同时连接多个光纤传感器，导线13接点9可以将光纤温控仪与电源连接，或者将多个光纤温控仪并联至电源上，光纤温控仪工作产生的热量通过散热口10散发到外接。光纤温控仪内部装有无线传输模块，可将现场测得的温度数据传输到室内终端实时显示。

室内终端：包括装有温度监控软件的工控机，其内部设有用于接受无线传输模块传输数据的数据接收模块。室内终端由工控机、显示器、标准配置的温度监控软件等组成，可以实现现场路面结构内各点温度的实时显示、数据保存以及参数设定等一系列功能。软件提供历史数据保存和单通道温度数据的查询功能，对每天的数据整理导出，可绘制温度曲线进行后续的数据处理及分析利用。

在进行具体布置上述温度实时监测系统时，如图4所示，通过切缝打孔的方式将光纤传感器埋入沥青路面11不同结构层中，再用水泥混凝土封口12将光纤传感器固定在沥青路面11中，通过光纤传感器的采集仪连接头3在路边接入光纤温控仪，用导线13将光纤温控仪连接上保护箱14中的电源上。光纤传感器在路面结构层中所测得的实时温度将通过无线传输模块传输到室内终端中。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例还进一步在测温探头1的外部还包裹有呈楔形的防挤压保护壳。为了保证在埋设光纤传感器时，防止测温探头1被沥青路面11结构层挤压损坏，特意根据测温探头1的外部形状设置了防挤压保护壳。防挤压保护壳为金属壳。金属材质的防挤压保护壳在其防护作用的同时，由于具有很好的导热性，也不会影响测温探头1对沥青路面11结构层的温度的测量敏感度。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例还进一步在铺设有光纤传感器的沥青路面11结构层区域还设有配套给水控温机构，每个给水控温机构包括一个水路控制器和一根分水管，分水管的一端设置一个朝向光纤传感器方向的定向喷头，另一端连接给水管路，分水管的中部设有一个电磁阀，电磁阀与水路控制器电连接，水路控制器与光纤温控仪连接；

当光纤温控仪监测到某区域的沥青路面11结构层的温度超过设定警戒温度时，传输信号给水路控制器，控制电磁阀打开，对相应区域的沥青路面11结构层给水降温。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种沥青路面结构层温度实时监测系统，其特征在于，包括：

光纤传感器：固定安置在沥青路面结构层的不同位置，并用于实时测量沥青路面结构层的温度；

光纤温控仪：装有实时监控区域路面温度的子温控软件，其外部的光纤接口连接所述光纤传感器，在光纤温控仪内部还装有用于传输所采集的温度数据的无线传输模块；

室内终端：包括装有温度监控软件的工控机，其内部设有用于接受无线传输模块传输数据的数据接收模块。

2.根据权利要求1所述的一种沥青路面结构层温度实时监测系统，其特征在于，所述的光纤传感器包括测温探头和传感器出尾纤，所述传感器出尾纤的一端连接测温探头，另一端为用于连接所述光纤接口的采集仪连接头。

3.根据权利要求2所述的一种沥青路面结构层温度实时监测系统，其特征在于，在测温探头的外部还包裹有呈楔形的防挤压保护壳。

4.根据权利要求3所述的一种沥青路面结构层温度实时监测系统，其特征在于，所述的防挤压保护壳为金属壳。

5.根据权利要求2所述的一种沥青路面结构层温度实时监测系统，其特征在于，所述的测温探头为非金属荧光测温探头。

6.根据权利要求1所述的一种沥青路面结构层温度实时监测系统，其特征在于，所述的光纤温控仪为FTM-3CH-C220光纤温控仪，其光纤接口设有三个。

7.根据权利要求1所述的一种沥青路面结构层温度实时监测系统，其特征在于，在铺设有光纤传感器的沥青路面结构层旁还设有配套的至少一个给水控温机构，每个给水控温机构包括一个水路控制器和一根分水管，所述的分水管的一端设置一个朝向光纤传感器方向的定向喷头，另一端连接给水管路，所述的分水管的中部设有一个电磁阀，所述电磁阀与水路控制器电连接，所述水路控制器与光纤温控仪连接；

当光纤温控仪监测到某区域的沥青路面结构层的温度超过设定警戒温度时，传输信号给水路控制器，控制电磁阀打开，对相应区域的沥青路面结构层给水降温。