CN210195301U - 一种冬期施工混凝土智能养护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种冬期施工混凝土智能养护装置,包括电源模块、无线收发模块、温湿度监测模块、人机交互模块、GSM通讯模块、单片机、PTC加热模块。所述电源模块采用太阳能板及蓄电池为实用新型提供电能。所述温湿度监测模块、无线收发模块、GSM通讯模块、单片机集成为智能系统，所述无线收发模块、单片机、人机交互模块、PTC加热模块集成为养护系统。本实用新型具有可实时监测混凝土温湿度，可无线自动控制、可手动控制加热装置进行可调温的混凝土养护。该实用新型实现冬期施工混凝土智能养护，提高了冬季施工混凝土养护质量，节约人力成本，利用清洁能源太阳能，提升智能电网在电力工程中的应用领域。

Description

一种冬期施工混凝土智能养护装置

技术领域

本实用新型涉及一种冬期施工混凝土智能养护装置，具体是一种可实时稳定检测冬期施工温湿度条件，无线控制、手动控制可调温加热的混凝土智能养护装置。

背景技术

北方地区冬季气候较为寒冷，送变电工程施工过程中，需要工程进行混凝土冬期施工。混凝土在冬期施工过程中需要进行保温，因此相较于常规施工存在诸多风险因素，如：有毒有害气体中毒风险、火灾风险、砼冻害风险，严重影响工程整体安全质量。在进行常规的混凝土养护过程中，存在混凝土测温不及时导致保温棚内养护中断、温度过低和有毒有害气体伤人等不利因素。

根据要求，现场人员需定时对养护温度进行监测及记录，若现场养护基础较多，则牵扯的人力物力较大。同时，频繁的进入棚内监测温度和填煤加热，操作过程中热量散失也不利于混凝土养护。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种冬期施工混凝土智能养护装置。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种冬期施工混凝土智能养护装置，包括：检测系统和养护系统；

所述检测系统包括第一单片机以及与其连接的温湿度检测模块、第一无线收发模块；

所述养护系统包括第二单片机以及与其连接的PTC加热模块、第二无线收发模块。

所述温湿度监测模块为温湿度传感器。

所述第一单片机、第二单片机与蓄电池连接；所述蓄电池与太阳能板连接，所述蓄电池与太阳能板构成电源模块。

所述第一单片机连有第一人机交互模块；所述第一人机交互模块包括显示屏、按键；所述显示屏、按键与第一单片机连接。

所述第二单片机连有第二人机交互模块；所述第二人机交互模块包括开关键和调档旋钮；所述开关键与第二单片机连接；所述调档旋钮与第二单片机的电源端连接，还与PTC加热模块连接。

所述PTC加热模块包括多个PTC热敏电阻片，均与第二单片机连接。

所述调档旋钮的输入与第二单片机的电源端连接，输出包括多档端口；每档端口依次通过继电器、PTC热敏电阻片与第二单片机连接。

所述继电器为常开继电器。

所述第一单片机连有GSM通讯模块。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.摆脱人为等客观因素限制，全部装置机械化，全程无需人力现场实施。

2.本实用新型能够自动监测环境温度、湿度，根据监测情况进行升温加热。

3.进行四个档位的温度调节，实现混凝土加温养护。

4.本实用新型具有可实时监测混凝土温湿度，进行可调温的混凝土养护。

5.该实用新型实现冬期施工混凝土智能养护，提高了冬季施工混凝土养护质量，节约人力成本，利用清洁能源太阳能，提升智能电网在电力工程中的应用领域。

附图说明

图1是本实用新型的总体工作流程图；

图2是本实用新型的检测系统结构框图；

图3是本实用新型的养护系统结构框图；

图4是本实用新型的PTC加热模块接线图；

其中，1、显示屏，2、GSM通讯模块，3、温湿度检测模块，4、第一无线收发模块，5、第一单片机，6、按键，7、PTC加热模块，8、第二单片机，9、开关键，10、第二无线收发模块，11、调档按钮，12、电源模块，13、继电器、14、第一人机交互模块，15、第二人机交互模块，13a、13b、13c、13d分别表示常开继电器的第一触点、常开继电器的第二触点、常开继电器的第三触点、常开继电器的第四触点，7a、7b、7c、7d分别表示第一PTC热敏电阻片、第二 PTC热敏电阻片、第三PTC热敏电阻片、第四PTC热敏电阻片。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

一种冬期施工混凝土智能养护装置，主要由检测系统(智能系统)、养护系统组成。检测系统中设置显示屏1、GSM通讯模块2、温湿度检测模块3、无线收发模块4、单片机5、按键6，所述养护系统中设置PTC加热模块7、单片机8、开关键9、无线收发模块10、调档按钮11，本实用新型采用太阳能板及蓄电池供电即电源模块12。无线收发模块4用于与无线收发模块10进行无线通信。

单片机采用STC15F2K60S2型号，STC15系列单片机处理速度快，输入输出端口为8路。温湿度监测模块采用DHT11型号温湿度传感器。GSM模块采用SIM800C通讯模块，功能稳定，便于安装携带。无线收发模块选择NRF24L01 无线模块，可实现20m～25m传输，工作温度-40℃～+80℃满足冬期施工基础应用范围及施工环境条件。

PTC加热模块选择PTC热敏电阻，可实现恒温加热，安全性能高，价钱低，需要单片机连接光电耦合器作为驱动电路后连接PTC加热电阻片即可驱动进行加热。PTC加热模块采用四排片PTC热敏电阻片，进行四个档位的温度调节。 PTC加热装置导热性、散热性高，可实现混凝土的加热养护温度要求，可自身恢复，安全性能高。

如图1所示，电源模块与单片机1和单片机2相连接，为整个实用新型装置供电。单片机1连接人机交互模块1与温湿度检测模块，单片机1连接无线收发模块与GSM通讯模块。单片机2连接无线收发模块2与人机交互模块2，单片机2连接光电耦合器作为驱动电路后连接PTC加热电阻即可驱动进行加热。智能系统与养护系统采用无线控制，可以与管理人员间采用远程控制、手动控制。

单片机1通过无线收发模块1向与无线收发模块2连接的单片机2进行无线数据传输。单片机2控制PTC加热模块为可自动调节档位的加热，当温湿度检测模块监测到混凝土温度较预先设定值低则PTC会自动调节到高档位，当温湿度检测模块监测到混凝土温度较预先设定值高则PTC会自动调节到低档位。

管理人员可以远程发送短信通过GSM通讯模块给单片机1进行远程控制。远程控制可以更改预先设定的混凝土需要加热的温度值。可以发送短信给单片机1 返回实时加热的温度值。可以远程控制整个实用新型装置的开关。

如图2、图3所示，一种冬期施工混凝土智能养护装置由智能系统、养护系统组成；智能系统包括显示屏1、GSM通讯模块2、温湿度检测模块3、无线收发模块4、单片机5、按键6，所述养护系统中设置PTC加热模块7、单片机8、开关键9、无线收发模块10、调档按钮11，电源模块12。

所述显示屏1、按键6组成图1的第一人机交互模块。所述调档按钮11、开关键9组成图1的第二人机交互模块。

电源模块12由太阳能板与蓄电池组成，采用清洁能源太阳能为实用新型装置供电，如果太阳能板或蓄电池出现问题，均可立即进行更换一部分，不影响整个实用新型装置的运行。

PTC加热模块7由四排PTC热敏电阻片，输出四个端子线组成。进行四个档位的温度调节。当温湿度监测模块3检测到外界环境温度低时，单片机模块1 会通过无线收发模块1向无线收发模块2传输信号。单片机2接收到无线收发模块2传输过来的信号，进行PWM占空比调节，使得四个端子线均接受到高电压，即四排PTC热敏电阻片同时进入阻值跃变区，进行恒温加热。即无线控制 PTC加热模块。

同理，根据温度检测模块3检测到的外界环境温度不同，接入的PTC热敏电阻片数量不同。若接入一片PTC热敏电阻片则达到的加热温度为最低档位1 档，若接入二片PTC热敏电阻片则达到的加热温度为2档，若接入三片PTC热敏电阻片则达到的加热温度为3档，若接入四片PTC热敏电阻片则达到的加热温度为最高档4档。

如图4所示，手动控制PTC加热模块是直接旋转旋钮，进行PTC加热模块的接线。旋钮后通过四个常开继电器分别连接四排PTC热敏电阻片。旋钮旋转到档位1时，常开继电器触点闭合，第一片PTC热敏电阻片工作，进行档位最低档位1挡的混凝土加热养护。

同理，根据手动旋转旋钮的位置，使得常开继电器触点闭合，改变接入整个装置的PTC热敏电阻片的数量。进行手动的四个档位的混凝土养护温度的调节。PTC热敏电阻片7的加热来源为电流，电流值越大，电阻值越大，加热值越大。

调档按钮设有多个档位，各档位用于选择接通至少一个回路，为现有技术。每档端口依次通过继电器、PTC热敏电阻片与第二单片机连接，继电器的两个触点分别与调档旋钮11的某档端口、该档端口对应的PTC热敏电阻片连接，常开继电器在线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合接通线路。

调档按钮的各档位输出端口依次用于接通1～4个支路(一个继电器以及与其连接的PTC热敏电阻片构成一个支路)。调档按钮11的输入端连接第二单片机的电源端，某个档位的输出端口与对应的常开继电器的线圈一端、一个触点连接，该线圈另一端连接第二单片机接地引脚，该常开继电器的另一触点与PTC 热敏电阻片7连接。

当调档按钮11旋转到a档位后，a的对应a线路接到主电路中，继续旋转调档按钮11旋转到b档位后，b的对应线路并联到原有的a线路上；继续旋转调档按钮11旋转到c档位后，c的对应线路并联到原有的a、b的并联线路上；继续旋转调档按钮11旋转到d档位后，d的对应线路并联到原有的a、b、c的并联线路上。则a档电流为a的主电流值；b档电流为a、b并联电流值；c档位电流为a、b、c并联电流值；d档位电流为a、b、c、d并联电流值。即a,b,c,d 四档位的电流值分别为a＜b＜c＜d的关系。电流值越大，PTC热敏电阻片的加热温度值越大，对混凝土加热的温度值越大。a,b,c,d四档位的加热温度值分别为 a＜b＜c＜d的关系。

当调档旋钮11旋转到a档位，常开继电器触点13a闭合，则接通常开继电器触点13a和与常开继电器触点13a直接连接的PTC热敏电阻片7a时，PTC热敏电阻片接入a档位的电流，进行a档电流下的电阻发热，对混凝土进行a档温度值的养护。

当调档旋钮11旋转到b档位，常开继电器触点13a、13b闭合，则接通常开继电器触点13a、13b和分别与常开继电器触点13a、13b直接连接的PTC热敏电阻片7a、7b时，PTC热敏电阻片接入b档位的电流，进行b档电流下的电阻发热，对混凝土进行b档温度值的养护。

依次类推，当调档旋钮11旋转到c档位，常开继电器触点13a、13b、13c 闭合，分别与常开继电器触点13a、13b、13c直接连接的PTC热敏电阻片7a、7b、7c接通，PTC热敏电阻片接入c档位的电流，进行c档电流下的电阻发热，对混凝土进行c档温度值的养护。

当调档旋钮11旋转到d档位，常开继电器触点13a、13b、13c、13d闭合，分别与常开继电器触点13a、13b、13c、13d直接连接的PTC热敏电阻片7a、7b、 7c、7d接通，PTC热敏电阻片接入d档位的电流，进行d档电流下的电阻发热，对混凝土进行d档温度值的养护。

Claims (9)

1.一种冬期施工混凝土智能养护装置，其特征在于，包括：检测系统和养护系统；

所述检测系统包括第一单片机(5)以及与其连接的温湿度检测模块(3)、第一无线收发模块(4)；

所述养护系统包括第二单片机(8)以及与其连接的PTC加热模块(7)、第二无线收发模块(10)。

2.根据权利要求1所述的一种冬期施工混凝土智能养护装置，其特征在于，所述温湿度检测模块(3)为温湿度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种冬期施工混凝土智能养护装置，其特征在于，所述第一单片机(5)、第二单片机(8)与蓄电池连接；所述蓄电池与太阳能板连接，所述蓄电池与太阳能板构成电源模块(12)。

4.根据权利要求1所述的一种冬期施工混凝土智能养护装置，其特征在于，所述第一单片机(5)连有第一人机交互模块；所述第一人机交互模块包括显示屏(1)、按键(6)；所述显示屏、按键(6)与第一单片机(5)连接。

5.根据权利要求1所述的一种冬期施工混凝土智能养护装置，其特征在于，所述第二单片机(8)连有第二人机交互模块；所述第二人机交互模块包括开关键(9)和调档旋钮(11)；所述开关键(9)与第二单片机(8)连接；所述调档旋钮(11)与第二单片机(8)的电源端连接，还与PTC加热模块(7)连接。

6.根据权利要求1所述的一种冬期施工混凝土智能养护装置，其特征在于，所述PTC加热模块(7)包括多个PTC热敏电阻片，均与第二单片机(8)连接。

7.根据权利要求5所述的一种冬期施工混凝土智能养护装置，其特征在于，所述调档旋钮(11)的输入与第二单片机(8)的电源端连接，输出包括多档端口；每档端口依次通过继电器、PTC热敏电阻片与第二单片机(8)连接。

8.根据权利要求7所述的一种冬期施工混凝土智能养护装置，其特征在于，所述继电器为常开继电器。

9.根据权利要求1所述的一种冬期施工混凝土智能养护装置，其特征在于，所述第一单片机(5)连有GSM通讯模块(2)。

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