CN210377186U - 一种大体积混凝土智能温控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大体积混凝土智能温控系统，包括固定盘；所述固定盘的内部开设有第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽，所述第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽呈环形阵列排布，所述第一安装槽的内部卡接有第一水管，所述第二安装槽的内部卡接有第二水管。该大体积混凝土智能温控系统，设置若干组温度传感器，实时监控混凝土温度，避免了人工测量的误差，数据采集频次更高，数据更全面、更精准，再配合温度采集箱和PLC控制器，调控各个设备，实时性好，有利于对不同位置的混凝土进行降温，实现了智能化的目的，用凉风和水对混凝土进行降温，双管齐下，实现了降温效果好的目的，减轻了人力成本，实现了规范化的管理，提高了效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及混凝土控温技术领域，具体是涉及一种大体积混凝土智能温控系统。
背景技术
建设领域超大体积混凝土施工规范要求和施工技术比较完善，但是与之匹配的温控技术相对滞后，数据靠人工检测、记录，无法保证数据完整真实；现场调控相对延迟滞后；监控信息汇报不及时等不足的情况。有的施工单位不够重视混凝土浇筑后的养护温控工作，仅仅通过冷却水管降温冷却几天，没有温度数据，没有监测仪器，没有监测人员，更没有智能化的温控系统。有的监测团队是在校学生，经验不足，靠人工检测、记录数据，且数据单一，不全面，很难精细化，精准化的做好温控工作。
大体积混凝土温控技术问题十分复杂，涉及到混凝土结构、建筑材料、施工环境、施工工期等多方面因素，仅靠简单数据记录、经验判断是远远不够的，所以开展超大体积混凝土智能化温控技术的研究显得尤为重要，而且传统的用水管给混凝土降温的方法有个很大的问题，在水管的入水口出，水的温度较低，但是在出水口出温度较高，所以水管的出水口处的降温效果不佳，因此这个问题也必须得以解决。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服上述背景技术中大体积混凝土施工温控管理粗放，很难精细化，精准化的做好温控工作的不足，提供一种大体积混凝土智能温控系统。
本实用新型提供一种大体积混凝土智能温控系统，其包括：
固定盘，所述固定盘的内部开设有第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽，所述第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽呈环形阵列排布，所述第一安装槽的内部卡接有第一水管，所述第二安装槽的内部卡接有第二水管，所述第三安装槽的内部卡接有风管；
所述第一水管的入水口固定连接有第一电磁阀，所述第二水管的入水口固定连接有第二电磁阀，所述风管的一端固定连接有风冷设备；
所述第一电磁阀、第二电磁阀、和风冷设备均与PLC控制器的输出端电连接，所述PLC控制器的输入端电连接有温度采集箱，所述温度采集箱电连接有若干温度传感器。
优选方案：所述固定盘的边缘处开设有卡槽，所述卡槽的内部卡接有固定带，所述固定带的一端固定连接有第一固定块，所述固定带的另一端固定连接有第二固定块，所述第一固定块和第二固定块通过锁紧螺栓固定连接；
所述第一水管、第二水管和风管为一组，每组所述第一水管、第二水管和风管的周围均匀分布有若干温度传感器。
优选方案：所述第一水管远离第一电磁阀的一端固定连接有第一回收池，所述第一电磁阀的入水口通过连接管固定连接有第一蓄水池；
所述第二水管远离第二电磁阀的一端固定连接有第二回收池，所述第二电磁阀的入水口通过连接管固定连接有第二蓄水池。
优选方案：所述第一水管中的水流方向和第二水管的水流方向相反。
优选方案：所述温度传感器的型号为JMT-36型温度传感器，所述温度采集箱为金码智能温度采集箱，所述PLC控制器的型号为台达Dvp14ss211t，所述风冷设备为风机或工业空调。
优选方案：所述PLC控制器无线连接有云监控平台，所述云监控平台包括智能移动终端和监控终端。
本实用新型另一方面提供了一种大体积混凝土智能温控方法，包括以下步骤：
按照混凝土的浇筑层次，把若干温度传感器、第一水管、第二水管和风管按照设定的排布顺序布置混凝土内，若干温度传感器按照设定的频次来采集混凝土硬化过程中各监测点的温度；
温度采集箱实时把若干温度传感器采集的温度数据传输给PLC控制器；
PLC控制器获取到混凝土硬化过程中各监测点的温度后进行比较和处理，PLC控制器根据各监测点的温度变化速率来调节冷却水流量和/或通风量，对混凝土循环冷却控制；
PLC控制器获取到混凝土硬化过程中各监测点的温度信息发送给云监控平台，云监控平台对各监测点的温度信息进行显示和存储。
优选方案：按照混凝土的浇筑层次，把若干温度传感器、第一水管、第二水管和风管按照设定的排布顺序布置混凝土内，若干温度传感器按照设定的频次来采集混凝土硬化过程中各监测点的温度，具体为：
按照混凝土的从下向上的浇筑层次，把若干温度传感器、第一水管、第二水管和风管按照设定的排布顺序布置混凝土内，第一水管、第二水管和风管对分层浇筑的混凝土分层冷却降温，若干温度传感器埋设在混凝土结构内用于采集混凝土内各个区域的温度信息，若干温度传感器每间隔1小时测1次采集混凝土硬化过程中各监测点的温度，直到养护结束。
优选方案：所述PLC控制器获取到混凝土硬化过程中各监测点的温度后进行比较和处理，PLC控制器根据各监测点的温度变化速率来调节冷却水流量和/或通风量，对混凝土循环冷却控制，具体为：
PLC控制器获取到混凝土硬化过程中各监测点的温度后根据各检测点的实际温度与设定的标准温度的温度差来确定各监测点的温度变化速率，根据温度变化速率调节冷却水流量和/或通风量，PLC控制器通过控制流量控制电磁阀的开度来调节通水流量和/或通风量；
混凝土升温阶段：混凝土温度升温速率大于1℃/h时，第一水管、第二水管和风管同时开启，第一水管和第二水管的水流方向相反，第一水管和第二水管的通水流量为5m3/h，风管内的风速为5m/s；混凝土温度升温速率降低至1℃/h时，第一水管和第二水管(6)的通水流量3m3/h，风管内的风速为3m/s；混凝土温度升温速率在0.5～1℃/h时，第一水管和第二水管(6)的通水流量1.5m3/h，风管内的风速为1m/s；混凝土温度升温速率在0.1～0.5℃/h时，通水流量1m3/h，风管暂停通风；
混凝土降温阶段：混凝土每小时降温速率维持0.1℃保持当前通水流量和通风量不变，混凝土每小时降温速率大于0.1℃通水流量和通风量按照20％递减，持续2h降温速率为零或者变为升温速率，通水流量和通风量按照20％递增，对混凝土循环冷却控制；当通水流量达到0.5m3/h时混凝土每小时降温速率仍大于0.1℃/h时，停止第一水管和第二水管通水，仅开启风管通风，风管内的通风温度保持比混凝土温度低10℃，混凝土每小时降温速率维持0.1℃保持当前通风量不变，混凝土每小时降温速率大于0.1℃通风温度按照20％递增，持续2h降温速率为零或者变为升温速率，通风温度按照20％递减，对混凝土循环冷却控制；当风管通风温度保持比混凝土温度低20℃，混凝土每小时降温速率小于0.1℃时，开启第一水管、第二水管降温。
优选方案：所述PLC控制器获取到混凝土硬化过程中各监测点的温度信息发送给云监控平台，云监控平台对各监测点的温度信息进行显示和存储，具体为：
PLC控制器获取到混凝土硬化过程中各监测点的温度信息通过无线传输模块发送给云监控平台，所述云监控平台为智能手机和/或计算机，云监控平台对各监测点的温度信息进行快速存储，然后云监控平台显示混凝土的三维模型，在三维模型上可以查看各监测点的当前温度信息、历史最高温度信息、历史最低温度信息和实时告警状态，在各监测点的温度超出设定阈值时，云监控平台发出告警信息。
在上述技术方案的基础上，与现有技术相比，本实用新型的优点如下：
1)该大体积混凝土智能温控系统，通过设置在混凝土中的若干组温度传感器，而进行实时监控混凝土的温度，这就避免了人工现场手动测量的误差，数据采集频次也更高一些，数据更全面，更精准。再配合温度采集箱和PLC控制器，使流量控制电磁阀和风冷设备工作，以此来调控各个设备，实时性好，有利于对不同位置的混凝土进行降温，实现了智能化的目的，用凉风和水对混凝土进行降温，双管齐下，实现了降温效果好的目的。本实用新型提高监测效率，提高监测精准度，减轻了人力成本，实现了规范化的管理，降低混凝土开裂风险，降低施工成本，提高了效益。
2)该大体积混凝土智能温控系统，通过设置固定盘，并在固定盘上开设三个安装槽，然后把水管和风管安装到安装槽的内部，然后通过固定带把水管和风管固定到固定盘的内部，实现了固定效果好的目的。通过把每组两个水管内部的水流方向相反的设计，避免了传统水管降温出水口处降温效果不好的问题，使降温组件的每个位置都能有效地降温，实现了降温效果好的目的。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种大体积混凝土智能温控系统的剖面结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种大体积混凝土智能温控系统固定盘的结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种大体积混凝土智能温控系统图2中A-A处的剖面结构示意图；
图4为本实用新型提出的一种大体积混凝土智能温控系统固定带的结构示意图；
图5为本实用新型提出的一种大体积混凝土智能温控系统第一水管的结构示意图；
图6为本实用新型提出的一种大体积混凝土智能温控系统第二水管的结构示意图；
图7为本实用新型提出的一种大体积混凝土智能温控系统风管的结构示意图；
图8为本实用新型提出的一种大体积混凝土智能温控系统的原理图。
附图标记：1-固定盘、2-第一安装槽、3-第二安装槽、4-第三安装槽、5-第一水管、6-第二水管、7-风管、8-卡槽、9-固定带、10-第一固定块、11-第二固定块、12-锁紧螺栓、13-第一电磁阀、14-第二电磁阀、15-风冷设备、16-第一回收池、17-第一蓄水池、18-第二回收池、19-第二蓄水池。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
实施例1
参见图1至图8所示，本实用新型实施例提供一种大体积混凝土智能温控系统，包括固定盘1，固定盘1的内部开设有第一安装槽2、第二安装槽3和第三安装槽4，第一安装槽2、第二安装槽3和第三安装槽4呈环形阵列排布，第一安装槽2的内部卡接有第一水管5，第二安装槽3的内部卡接有第二水管6，第三安装槽4的内部卡接有风管7，风管7的材质为导热性能好的金属。第一水管5中的水流方向和第二水管6的水流方向相反，通过把每组两个水管内部的水流方向相反的设计，避免了传统水管降温出水口处降温效果不好的问题，使降温组件的每个位置都能有效地降温，实现了降温效果好的目的。
第一水管5的入水口固定连接有第一电磁阀13，第二电磁阀6的入水口固定连接有第二电磁阀14，风管7的一端固定连接有风冷设备15，所述风冷设备15为风机或工业空调，风管7可以通入风机的自然风，也可以通入工业空调的冷风。
第一电磁阀13、第二电磁阀14、和风冷设备15均与PLC控制器的输出端电连接，PLC控制器用于控制第一电磁阀13、第二电磁阀14的开度，PLC控制器用于控制风冷设备15的通断。PLC控制器的输入端电连接有温度采集箱，温度采集箱电连接有若干温度传感器。
通过设置在混凝土中的若干组温度传感器，而进行实时监控混凝土的温度，这就避免了人工现场手动测量的误差，数据采集频次也更高一些，数据更全面、更精准。再配合温度采集箱和PLC控制器，PLC控制器触发流量控制电磁阀和风冷设备工作，以此来调控各个设备的工作状态，实时性好，有利于对不同位置的混凝土进行降温，实现了智能化的目的。用凉风和水对混凝土进行降温，双管齐下，实现了降温效果好的目的，减轻了人力成本，实现了规范化的管理，提高了效益。
优选实施例方案，在固定盘1的边缘处开设有卡槽8，卡槽8的内部卡接有固定带9，固定带9的一端固定连接有第一固定块10，固定带9的另一端固定连接有第二固定块11，第一固定块10和第二固定块11通过锁紧螺栓12固定连接，通过设置固定盘1，并在固定盘1上开设三个安装槽，然后把水管和风管7安装到安装槽的内部，然后通过固定带9把水管和风管7固定到固定盘1的内部，实现了固定效果好的目的。
优选实施例方案，本实施例以一个第一水管5、一个第二水管6和一个风管7为一组，每组第一水管5、第二水管6和风管7的周围按实际需要均匀分布有10～20个温度传感器，并对温度传感器进行编号，传感器编号为第一温度传感器到第N温度传感器，多个温度传感器对混泥土的温度进行多点采集。第一水管5远离第一电磁阀13的一端固定连接有第一回收池16，第一电磁阀13的入水口通过连接管固定连接有第一蓄水池17。第二水管6远离第二电磁阀14的一端固定连接有第二回收池18，第二电磁阀13的入水口通过连接管固定连接有第二蓄水池19。
优选实施例方案，温度传感器的型号优选为JMT-36型温度传感器，改温度传感器的测试灵敏度0.1℃，测试精度0.5℃，温度测量范围-40℃～125℃，该传感器采用半导体材料制作，测量结果不受导线长度影响。温度采集箱为金码智能温度采集箱，可任意配接1-8个AMT-64或AMT-32多点自动温度集线箱组成32～512个点的自动温度监测系统。系统的任意通道均可配接电压输出型的半导体温度传感器或其它电压型温度传感器，测试分辨率0.1℃。
优选实施例方案，PLC控制器的型号优选为台达Dvp14ss211t，PLC控制器无线连接有云监控平台，所述云监控平台包括智能移动终端和监控终端。云监控平台由上位机、采集模块(MCU)、系统软件及相关配件组成，计算机作为自动化测量系统的上位机与系统软件组成监测指挥系统，上位机通过不同的数据传输方式与各种采集模块(MCU)联系，完成系统管理、系统参数设定、指挥系统的指令下达与数据实时采集、定时测量数据的上载传输、数据分析与处理、数据库管理、显示或打印数据报表、绘制各参数变量随时间的走势图、数据存储等。
该文中出现的电器元件均与外界的主控器与220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
综上所述，该大体积混凝土智能温控系统，通过设置在混凝土中的若干组温度传感器，而进行实时监控混凝土的温度，这就避免了人工现场手动测量的误差，数据采集频次也更高一些，数据更全面、更精准，再配合温度采集箱和PLC控制器，使流量控制电磁阀和风冷设备工作，以此来调控各个设备，实时性好，有利于对不同位置的混凝土进行降温，实现了智能化的目的，用凉风和水对混凝土进行降温，双管齐下，实现了降温效果好的目的，减轻了人力成本，实现了规范化的管理，提高了效益；通过设置固定盘1，并在固定盘1上开设三个安装槽，然后把水管和风管7安装到安装槽的内部，然后通过固定带9把水管和风管7固定到固定盘1的内部，实现了固定效果好的目的，通过把每组两个水管内部的水流方向相反的设计，避免了传统水管降温出水口处降温效果不好的问题，使降温组件的每个位置都能有效地降温，实现了降温效果好的目的。
本实用新型的另一方面提供了一种大体积混凝土智能温控方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，按照混凝土的从下向上的浇筑层次，把若干温度传感器、第一水管5、第二水管6和风管7按照设定的蛇形排布顺序布置混凝土内，第一水管5、第二水管6和风管7对分层浇筑的混凝土分层冷却降温，每层布置的第一水管5、第二水管6和风管7的冷却水流量和通风量相互独立，互不影响；若干温度传感器埋设在混凝土结构内，若干温度传感器用于采集混凝土内各个区域的温度信息，若干温度传感器每间隔1小时测1次采集混凝土硬化过程中各监测点的温度，增加混凝土硬化过程中各监测点的温度采集频次，及时检测各监测点的温度变化信息，直到养护结束。
步骤2，温度采集箱实时把若干温度传感器采集的温度数据传输给PLC控制器。
步骤3，PLC控制器获取到混凝土硬化过程中各监测点的温度后根据各检测点的实际温度与设定的标准温度的温度差来确定各监测点的温度变化速率，根据温度变化速率调节冷却水流量和/或通风量，PLC控制器通过控制流量控制电磁阀的开度来调节通水流量和/或通风量；
混凝土升温阶段：混凝土温度升温速率大于1℃/h时，第一水管5、第二水管6和风管7同时开启，第一水管5和第二水管6的水流方向相反，第一水管5和第二水管6的通水流量为5m3/h，风管7内的风速为5m/s，风管7内通风温度比混凝土温度低20℃以上；混凝土温度升温速率降低至1℃/h时，第一水管5和第二水管6的通水流量3m3/h，风管7内的风速为3m/s；混凝土温度升温速率在0.5～1℃/h时，第一水管5和第二水管6的通水流量1.5m3/h，风管7内的风速为1m/s；混凝土温度升温速率在0.1～0.5℃/h时，通水流量1m3/h，风管7暂停通风；
混凝土降温阶段：混凝土每小时降温速率维持0.1℃保持当前通水流量和通风量不变，混凝土每小时降温速率大于0.1℃通水流量和通风量按照20％递减，持续2h降温速率为零或者变为升温速率，通水流量和通风量按照20％递增，对混凝土循环冷却控制；当通水流量达到0.5m3/h时混凝土每小时降温速率仍大于0.1℃/h时，停止第一水管5和第二水管6通水，仅开启风管7通风，风管7内的通风温度保持比混凝土温度低10℃，混凝土每小时降温速率维持0.1℃保持当前通风量不变，混凝土每小时降温速率大于0.1℃通风温度按照20％递增，持续2h降温速率为零或者变为升温速率，通风温度按照20％递减，对混凝土循环冷却控制；当风管7通风温度保持比混凝土温度低20℃以上，且混凝土每小时降温速率小于0.1℃时，开启第一水管5、第二水管6降温。
步骤4，PLC控制器获取到混凝土硬化过程中各监测点的温度信息通过无线传输模块发送给云监控平台，所述云监控平台为智能手机和/或计算机，云监控平台对各监测点的温度信息进行快速存储，然后云监控平台显示混凝土的三维模型，在三维模型上可以查看各监测点的当前温度信息、历史最高温度信息、历史最低温度信息和实时告警状态，在各监测点的温度超出设定阈值时，云监控平台发出告警信息。
本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (6)
1.一种大体积混凝土智能温控系统，其特征在于，其包括：
固定盘(1)，所述固定盘(1)的内部开设有第一安装槽(2)、第二安装槽(3)和第三安装槽(4)，所述第一安装槽(2)、第二安装槽(3)和第三安装槽(4)呈环形阵列排布，所述第一安装槽(2)的内部卡接有第一水管(5)，所述第二安装槽(3)的内部卡接有第二水管(6)，所述第三安装槽(4)的内部卡接有风管(7)；
所述第一水管(5)的入水口固定连接有第一电磁阀(13)，所述第二水管(6)的入水口固定连接有第二电磁阀(14)，所述风管(7)的一端固定连接有风冷设备(15)；
所述第一电磁阀(13)、第二电磁阀(14)、和风冷设备(15)均与PLC控制器的输出端电连接，所述PLC控制器的输入端电连接有温度采集箱，所述温度采集箱电连接有若干温度传感器。
2.如权利要求1所述的一种大体积混凝土智能温控系统，其特征在于：
所述固定盘(1)的边缘处开设有卡槽(8)，所述卡槽(8)的内部卡接有固定带(9)，所述固定带(9)的一端固定连接有第一固定块(10)，所述固定带(9)的另一端固定连接有第二固定块(11)，所述第一固定块(10)和第二固定块(11)通过锁紧螺栓(12)固定连接；
所述第一水管(5)、第二水管(6)和风管(7)为一组，每组所述第一水管(5)、第二水管(6)和风管(7)的周围均匀分布有若干温度传感器。
3.如权利要求1所述的一种大体积混凝土智能温控系统，其特征在于：
所述第一水管(5)远离第一电磁阀(13)的一端固定连接有第一回收池(16)，所述第一电磁阀(13)的入水口通过连接管固定连接有第一蓄水池(17)；
所述第二水管(6)远离第二电磁阀(14)的一端固定连接有第二回收池(18)，所述第二电磁阀(14)的入水口通过连接管固定连接有第二蓄水池(19)。
4.如权利要求1所述的一种大体积混凝土智能温控系统，其特征在于：
所述第一水管(5)中的水流方向和第二水管(6)的水流方向相反。
5.如权利要求1所述的一种大体积混凝土智能温控系统，其特征在于：
所述温度传感器的型号为JMT-36型温度传感器，所述温度采集箱为金码智能温度采集箱，所述PLC控制器的型号为台达Dvp14ss211t，所述风冷设备(15)为风机或工业空调。
6.如权利要求1所述的一种大体积混凝土智能温控系统，其特征在于：
所述PLC控制器无线连接有云监控平台，所述云监控平台包括智能移动终端和监控终端。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110427058A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-11-08 | 中铁大桥科学研究院有限公司 | 一种大体积混凝土智能温控系统及方法 |
| CN114397924A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-26 | 中交天津港湾工程研究院有限公司 | 一种大体积混凝土温度智能调控方法 |
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2019
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| CN110427058B (zh) * | 2019-07-29 | 2024-07-30 | 中铁大桥科学研究院有限公司 | 一种大体积混凝土智能温控系统及方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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