CN206993157U - 一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及混凝土监测技术领域，提出一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统。所述监测系统包括：耐久性监测传感器，安装于所述冷却塔内部的各个指定测量点，用于将冷却塔混凝土的化学参数和钢筋腐蚀参数转换成电信号；就地式数据变送器，安装于所述冷却塔内部，用于将所述耐久性监测传感器采集到的电信号转换成数字信号；数据中转收发器，用于接收所述就地式数据变送器传输的数字信号，并将所述数字信号转发给监控服务器；监控服务器，用于对各个耐久性监测传感器进行监控，接收所述数据中转收发器发送的数字信号，进行数据处理、数据存储以及数据显示。本实用新型能够适应冷却塔的恶劣环境和远距离传输，实现冷却塔混凝土结构的耐久性在线监测。

Description

一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统

技术领域

本实用新型涉及混凝土监测技术领域，尤其涉及一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统。

背景技术

钢筋混凝土结构和成分的老化会导致工程耐久性的下降，从而影响构筑物经受各种自然环境、事故考验的能力。对于火电厂的冷却塔来说，由于所处地理环境的特殊，往往面临着十分严峻的自然环境，这将导致冷却塔自身的混凝土结构出现腐蚀。

冷却塔是电站中极其重要的构筑物，其一旦出现腐蚀就会严重危害到电厂的安全运行，而且由于其腐蚀所造成的停工和维修成本十分高昂。因此，为了保证冷却塔在设计寿命内或延寿期间内稳定、安全的运行，必须采取有效措施监测冷却塔混凝土的耐久性能。

目前已经存在针对普通建筑物的混凝土耐久性在线监测系统，主要由多个设置在混凝土中各监测点上的传感器、信号处理装置、数据转化器和监控计算机组成。然而，由于火电厂的冷却塔高达100多米，且其内部环境恶劣，目前尚无适用于冷却塔混凝土结构的耐久性在线监测系统。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统，能够适应冷却塔的恶劣环境和远距离传输，实现冷却塔混凝土结构的耐久性在线监测。

本实用新型实施例提供了一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统，包括：

耐久性监测传感器，安装于所述冷却塔内部的各个指定测量点，用于将冷却塔混凝土的化学参数和钢筋腐蚀参数转换成电信号；

就地式数据变送器，安装于所述冷却塔内部，用于将所述耐久性监测传感器采集到的电信号转换成数字信号；

数据中转收发器，用于接收所述就地式数据变送器传输的数字信号，并将所述数字信号转发给监控服务器；

监控服务器，用于对各个耐久性监测传感器进行监控，接收所述数据中转收发器发送的数字信号，进行数据处理、数据存储以及数据显示。

进一步的，所述就地式数据变送器设置有防尘以及抗盐雾腐蚀的防护外壳。

进一步的，所述耐久性监测传感器和所述就地式数据变送器一体化集成。

进一步的，所述各个指定测量点为在所述冷却塔一个以上指定高度水平面上的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点。

更进一步的，所述在所述冷却塔一个以上指定高度水平面上的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点包括：沿所述冷却塔顶部内侧围墙均匀布置的两个以上的测量点、和/或沿所述冷却塔顶部往下指定高度的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点、和/或沿所述冷却塔入口处所在高度的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点。

进一步的，所述冷却塔混凝土的耐久性监测系统还包括：风险评估系统，用于实现各个测量点的动态数据管理，对数据进行统计分析，预测数据的发展趋势，评估冷却塔混凝土出现腐蚀的风险。

进一步的，所述冷却塔混凝土的耐久性监测系统还包括：无线通讯模块，用于将所述数字信号通过GSM无线网络发送至所述监控服务器。

进一步的，所述数据中转收发器通过通讯电缆接收所述就地式数据变送器发送的数字信号。

更进一步的，所述数据中转收发器设置于所述冷却塔外部的指定位置，所述通讯电缆从所述冷却塔的塔顶至地面按照指定的布线路径敷设。

更进一步的，所述冷却塔的塔底至塔顶设有扶梯，所述通讯电缆的敷设方式具体为：从所述冷却塔的塔顶至所述冷却塔的入口处沿着所述扶梯敷设于所述冷却塔的外壁上，从所述冷却塔的入口处至地面敷设于所述扶梯上。

本实用新型提供的冷却塔混凝土的耐久性监测系统包括：耐久性监测传感器，安装于所述冷却塔内部的各个指定测量点，用于将冷却塔混凝土的化学参数和钢筋腐蚀参数转换成电信号；就地式数据变送器，安装于所述冷却塔内部，用于将所述耐久性监测传感器采集到的电信号转换成数字信号；数据中转收发器，用于接收所述就地式数据变送器传输的数字信号，并将所述数字信号转发给监控服务器；监控服务器，用于对各个耐久性监测传感器进行监控，接收所述数据中转收发器发送的数字信号，进行数据处理、数据存储以及数据显示。本实用新型利用安装在冷却塔内部的就地式数据变送器先将模拟的电信号转换成数字信号，然后再进行信号传输，由于数字信号相对于模拟信号抗干扰性更强，因此能够适应冷却塔内的恶劣环境，解决了冷却塔中信号传输的衰减或失真问题，从而实现冷却塔混凝土结构的耐久性在线监测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统的第一个实施例的结构图；

图2是本实用新型实施例提供的一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统的第二个实施例的结构图；

图3是本实用新型实施例提供的一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统中的测量点选取示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统的通讯电缆敷设方式示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

本实用新型提供了一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统，能够适应冷却塔的恶劣环境和远距离传输，实现冷却塔混凝土结构的耐久性在线监测。

请参阅图1，本实用新型实施例一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统的第一个实施例包括：

耐久性监测传感器101，安装于所述冷却塔内部的各个指定测量点，用于将冷却塔混凝土的化学参数和钢筋腐蚀参数转换成电信号；

就地式数据变送器102，安装于所述冷却塔内部，用于将所述耐久性监测传感器采集到的电信号转换成数字信号；

数据中转收发器103，用于接收所述就地式数据变送器传输的数字信号，并将所述数字信号转发给监控服务器；

监控服务器104，用于对各个耐久性监测传感器进行监控，接收所述数据中转收发器发送的数字信号，进行数据处理、数据存储以及数据显示。

所述耐久性监测传感器101安装于火电厂冷却塔内部的各个指定测量点，用于采集冷却塔混凝土的各类化学参数和钢筋腐蚀参数，转换为电信号输出。这些参数主要包括钢筋的腐蚀电位、电流及混凝土的Cl^-含量、PH值、碳化深度或相对湿度等参数。所述各个指定测量点是预先设置的采集点，位于冷却塔内壁的各个指定位置。

所述就地式数据变送器102同样安装于所述冷却塔的内部，比如冷却塔的内壁上，用于实现各种电信号的数字化转换，即将所述耐久性监测传感器采集到的电信号转换成数字信号。所述就地式数据变送器根据上位机的指令进行信号激励，可以内置电子开关满足多种运算模式，根据耐久性监测传感器采集到的数据计算腐蚀速率或混凝土电阻率等重要参数，并以数字信号输出。

进一步的，由于冷却塔内部环境十分恶劣，存在大量粉尘以及盐雾腐蚀，为了提高就地式数据变送器的使用寿命，可以为该数据变送器设置防尘以及抗盐雾腐蚀的防护外壳。优选的，所述防护外壳为表明经过防腐处理的铝合金壳体。

进一步的，由于所述耐久性传感器和所述就地式数据变送器都安装于冷却塔的内部，为了减少系统器件的数量和体积，缩短连接线的长度，进而提高系统稳定性以及降低成本，可以将所述耐久性监测传感器和所述就地式数据变送器一体化集成，统称为耐久性监测单元或现场监测单元。

所述数据中转收发器103用于接收所述就地式数据变送器传输的数字信号，并将所述数字信号转发给监控服务器。数据中转收发器和就地式数据变送器之间可以通过有线方式通信，比如使用抗干扰性能较强的通讯电缆将它们连接起来。数据中转收发器用于信号的中转、放大，是远距离有线信号传输的必备设备。在本系统中，所述数据中转收发器可以是一个，也可以有多个，优选设置于冷却塔外的有线信号传输路径中的指定位置。

所述监控服务器104用于对各个耐久性监测传感器进行监控，接收所述数据中转收发器发送的数字信号，进行数据处理、数据存储以及数据显示。监控服务器获取到中转收发器发送过来的数字信号后，对该数字信号进行各类数据处理，得到冷却塔混凝土各个参数的实时监测结果，同时对该实时监测结果进行分析与保存，以及实时的监测结果显示。

本实用新型实施例提供的冷却塔混凝土的耐久性监测系统的基本工作原理如下：首先由安装于冷却塔内部各个指定测量点的耐久性监测传感器将采集到的冷却塔混凝土的化学参数和钢筋腐蚀参数转换成电信号，然后由同样安装于所述冷却塔内部的就地式数据变送器将这些电信号转换成数字信号，传输给数据中转收发器，最后由数据中转收发器将这些数字信号转发给监控服务器，监控服务器对这些数字信号进行处理，得到冷却塔混凝土的耐久性监测结果并实时显示。

本实用新型实施例提供的冷却塔混凝土的耐久性监测系统包括：耐久性监测传感器，安装于所述冷却塔内部的各个指定测量点，用于将冷却塔混凝土的化学参数和钢筋腐蚀参数转换成电信号；就地式数据变送器，安装于所述冷却塔内部，用于将所述耐久性监测传感器采集到的电信号转换成数字信号；数据中转收发器，用于接收所述就地式数据变送器传输的数字信号，并将所述数字信号转发给监控服务器；监控服务器，用于对各个耐久性监测传感器进行监控，接收所述数据中转收发器发送的数字信号，进行数据处理、数据存储以及数据显示。本实施例利用安装在冷却塔内部的就地式数据变送器先将模拟的电信号转换成数字信号，然后再进行信号传输，由于数字信号相对于模拟信号抗干扰性更强，因此能够适应冷却塔内的恶劣环境，解决了冷却塔中信号传输的衰减或失真问题，从而实现冷却塔混凝土结构的耐久性在线监测。

请参阅图2，本实用新型实施例一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统的第二个实施例包括：

耐久性监测传感器201，安装于所述冷却塔内部的各个指定测量点，用于将冷却塔混凝土的化学参数和钢筋腐蚀参数转换成电信号；

就地式数据变送器202，安装于所述冷却塔内部，用于将所述耐久性监测传感器采集到的电信号转换成数字信号；

数据中转收发器203，用于接收所述就地式数据变送器传输的数字信号，并将所述数字信号转发给监控服务器；

监控服务器204，用于对各个耐久性监测传感器进行监控，接收所述数据中转收发器发送的数字信号，进行数据处理、数据存储以及数据显示；

风险评估系统205，用于实现各个测量点的动态数据管理，对数据进行统计分析，预测数据的发展趋势，评估冷却塔混凝土出现腐蚀的风险；

无线通讯模块206，用于将所述数字信号通过GSM无线网络发送至所述监控服务器。

其中，耐久性监测传感器201、就地式数据变送器202，数据中转收发器203和监控服务器204和本实用新型第一个实施例中的相同，在此不再赘述。

所述风险评估系统205用于实现各个测量点的动态数据管理，对数据进行统计分析，预测数据的发展趋势，评估冷却塔混凝土出现腐蚀的风险。具体的，该风险评估系统可以是运行于各类终端上的应用程序，也可以是单独设置的硬件设备。该风险评估系统对获取到的数据进行处理和统计分析，能够预测数据的发展趋势，评估冷却塔混凝土出现腐蚀的风险，可以以文字、表格或图形等各类形式输出评估结果，便于相关人员直观地掌握冷却塔混凝土的实时状况，使得针对紧急情况能够及时制定应对措施。

所述无线通讯模块206用于将所述数字信号通过GSM无线网络发送至所述监控服务器。所述无线通讯模块能够将所述数字信号通过无线网络发送至所述监控服务器或者其它远端的服务器，在有线通讯的基础上增加了无线通讯，能够进一步提高数据传输的稳定性，在有线线路出现问题的情况下仍然能够保证监控服务器正常获取现场采集到的数据。

本实用新型实施例提供的冷却塔混凝土的耐久性监测系统的基本工作原理和本实用新型第一个实施例大致相同。区别在于本实用新型实施例的数字信号能够通过有线和无线两种方式传输至监控服务器，而且本实用新型实施例能够对数据进行统计分析，预测数据的发展趋势，评估冷却塔混凝土出现腐蚀的风险。

本实用新型实施例提供的冷却塔混凝土的耐久性监测系统包括：耐久性监测传感器，安装于所述冷却塔内部的各个指定测量点，用于将冷却塔混凝土的化学参数和钢筋腐蚀参数转换成电信号；就地式数据变送器，安装于所述冷却塔内部，用于将所述耐久性监测传感器采集到的电信号转换成数字信号；数据中转收发器，用于接收所述就地式数据变送器传输的数字信号，并将所述数字信号转发给监控服务器；监控服务器，用于对各个耐久性监测传感器进行监控，接收所述数据中转收发器发送的数字信号，进行数据处理、数据存储以及数据显示；风险评估系统，用于实现各个测量点的动态数据管理，对数据进行统计分析，预测数据的发展趋势，评估冷却塔混凝土出现腐蚀的风险；无线通讯模块，用于将所述数字信号通过GSM无线网络发送至所述监控服务器。本实施例利用安装在冷却塔内部的就地式数据变送器先将模拟的电信号转换成数字信号，然后再进行信号传输，由于数字信号相对于模拟信号抗干扰性更强，因此能够适应冷却塔内的恶劣环境，解决了冷却塔中信号传输的衰减或失真问题，从而实现冷却塔混凝土结构的耐久性在线监测。

在本实用新型的一个实施例中，所述各个指定测量点为在所述冷却塔一个以上指定高度水平面上的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点。具体可参照图3，图3为本实用新型实施例中一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统中的测量点选取示意图。

在图3中，T表示冷却塔，IN表示冷却塔的入口，所述各个测量点用小圆圈表示，包括区域A1：沿所述冷却塔顶部内侧围墙均匀布置的两个以上的测量点；区域A2：沿所述冷却塔顶部往下指定高度的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点；区域A3：沿所述冷却塔入口处所在高度的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点。

在一个优选的实施例中，区域A1设置两个均匀分布的测量点，区域A2设置4个均匀分布的测量点，区域A3设置4个均匀分布的测量点，区域A2为冷却塔顶部往下7米左右的塔内壁所处的区域。通过在冷却塔的多个不同高度均匀布置多个测量点，能够较为全面、准确地评估整个冷却塔的混凝土状况。

需要说明的是，图3示出的仅仅是本实用新型测量点选取的一个优选实施例。在应用中可以根据实际需要选取不同数量的水平面区域，针对每个水平面区域也可以选取不同数量的测量点。

对于信号的有线传输来说，良好的线路敷设方式至关重要。请参阅图4，示出了本实用新型实施例中一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统的通讯电缆敷设方式。

在图4中，数据中转收发器设置于冷却塔T外部的指定位置，通过通讯电缆W接收所述就地式数据变送器发送的数字信号，冷却塔T的塔底至塔顶设有扶梯L，通讯电缆W从该冷却塔T的塔顶至地面G按照指定的布线路径敷设。比如在图4中，所述通讯电缆W的敷设方式具体为：从所述冷却塔T的塔顶至所述冷却塔的入口处IN沿着所述扶梯L敷设于所述冷却塔T的外壁上，从所述冷却塔的入口处IN至地面G敷设于所述扶梯L上。

采用图4所示的电缆敷设方式有以下优点：(1)敷设线路长度最短，能够节省电缆的材料成本，提高信号的传输质量；(2)敷设于冷却塔扶梯附近，便于相关人员进行检修。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

在本实用新型所提供的实施例中所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷却塔混凝土的耐久性监测系统，其特征在于，包括：

耐久性监测传感器，安装于所述冷却塔内部的各个指定测量点，用于将冷却塔混凝土的化学参数和钢筋腐蚀参数转换成电信号；

就地式数据变送器，安装于所述冷却塔内部，用于将所述耐久性监测传感器采集到的电信号转换成数字信号；

数据中转收发器，用于接收所述就地式数据变送器传输的数字信号，并将所述数字信号转发给监控服务器；

监控服务器，用于对各个耐久性监测传感器进行监控，接收所述数据中转收发器发送的数字信号，进行数据处理、数据存储以及数据显示。

2.如权利要求1所述的冷却塔混凝土的耐久性监测系统，其特征在于，所述就地式数据变送器设置有防尘以及抗盐雾腐蚀的防护外壳。

3.如权利要求1所述的冷却塔混凝土的耐久性监测系统，其特征在于，所述耐久性监测传感器和所述就地式数据变送器一体化集成。

4.如权利要求1所述的冷却塔混凝土的耐久性监测系统，其特征在于，所述各个指定测量点为在所述冷却塔一个以上指定高度水平面上的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点。

5.如权利要求4所述的冷却塔混凝土的耐久性监测系统，其特征在于，所述在所述冷却塔一个以上指定高度水平面上的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点包括：沿所述冷却塔顶部内侧围墙均匀布置的两个以上的测量点、和/或沿所述冷却塔顶部往下指定高度的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点、和/或沿所述冷却塔入口处所在高度的塔内壁均匀布置的两个以上的测量点。

6.如权利要求1所述的冷却塔混凝土的耐久性监测系统，其特征在于，还包括：

风险评估系统，用于实现各个测量点的动态数据管理，对数据进行统计分析，预测数据的发展趋势，评估冷却塔混凝土出现腐蚀的风险。

7.如权利要求1所述的冷却塔混凝土的耐久性监测系统，其特征在于，还包括：

无线通讯模块，用于将所述数字信号通过GSM无线网络发送至所述监控服务器。

8.如权利要求1至7中任一项所述的冷却塔混凝土的耐久性监测系统，其特征在于，所述数据中转收发器通过通讯电缆接收所述就地式数据变送器发送的数字信号。

9.如权利要求8所述的冷却塔混凝土的耐久性监测系统，其特征在于，所述数据中转收发器设置于所述冷却塔外部的指定位置，所述通讯电缆从所述冷却塔的塔顶至地面按照指定的布线路径敷设。

10.如权利要求9所述的冷却塔混凝土的耐久性监测系统，其特征在于，所述冷却塔的塔底至塔顶设有扶梯，所述通讯电缆的敷设方式具体为：

从所述冷却塔的塔顶至所述冷却塔的入口处沿着所述扶梯敷设于所述冷却塔的外壁上，从所述冷却塔的入口处至地面敷设于所述扶梯上。