[實用新型]一種高寒地區隧道測溫模塊

有效

• 申請號: 201720603222.1
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN206725117U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 廖凱;鄭波;吳劍;劉志強;王剛;王斌;史憲明;冷希喬;曹海靜
• 申請（專利權）人: 中鐵西南科學研究院有限公司
• 主分類號: G01K7/18
• 分類號: G01K7/18;G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司51200
• 代理人: 張輝

技術領域

本實用新型涉及巖土工程項目的溫度測量技術領域，特別是應用于高寒冷地區隧道洞內溫度測試的一種低功耗、高精度的測溫模塊。

背景技術

近年來，隨著我國西部大開發進程的不斷深入，在高海拔寒冷地區修建隧道的數量越來越多，并且修建隧道的長度也不斷增大。寒區隧道的修建，會破壞原有圍巖的熱力平衡，代之以開放的通風對流(包括自然通風和車輛運營通風等)、避開太陽輻射的新的熱力系統，隧道襯砌會因圍巖凍脹或圍巖融化沉降而發生破壞，影響正常交通。

對于高寒地區長隧道及特長隧道，從經濟角度考慮，應根據隧道環境溫度與圍巖溫度在不同季節表現出的縱向溫度分布特點，采取“分段防治”措施。“分段防治”是高寒地區長隧道、特長隧道設計的關鍵問題，需要實際工程洞內縱向溫度數據的支持。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高寒地區隧道測溫模塊，對既有高海拔寒冷地區長隧道或特長隧道進行洞內縱向溫度的監測，有利于為該類隧道的“分段防治”設計提供有力支撐。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種高寒地區隧道測溫模塊，包括溫度傳感器和CC2530zigbee片上系統；所述CC2530zigbee片上系統包括8051內核，所述8051內核分別連接到12位A/D轉換單元、zigbee RF收發單元和接口單元；所述12位A/D轉換單元連接到溫度傳感器；還設置有18650低溫充電電池，所述18650低溫充電電池通過電源管理單元連接到CC2530zigbee片上系統。

根據上述方案，所述CC2530zigbee片上系統還連接到存儲單元。

根據上述方案，所述溫度傳感器為采用PT1000鉑電阻制成的溫度傳感器。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1)每個測溫模塊均可自成系統，按照系統預設參數進行溫度數據采集、存儲、傳輸。

2)模塊無線自組網，可互為中繼，實現數據經模塊無線鏈路傳輸至隧道內或洞口無線數據傳輸基站。

3)模塊帶自診斷功能，可將電池信息、溫度傳感器狀態等信息發送至溫度信息處理平臺，便于系統故障診斷及維護。

4)模塊無線且自帶電池設計，便于在隧道內需要部位安裝。

5)單模塊可采用1-8通道溫度傳感器接入設計，實現溫度傳感器冗余布置，提高系統可靠性。

附圖說明

圖1是基于智能化高寒地區隧道測溫傳感器的隧道洞內測溫系統示意圖。

圖2是本實用新型高寒地區隧道測溫模塊結構框圖。

圖3是高寒地區隧道測溫模塊示意圖。

圖4是高寒地區隧道測溫模塊接口示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

高海拔寒冷地區隧道洞內縱向溫度監測系統必須滿足高海拔、低溫度、低氣壓等環境特點，才能保證得到實時、有效、可靠的溫度數據。

智能化高寒地區隧道測溫模塊針對高寒地區海拔高、氣溫低特點設計，模塊采用無線自組網設計，便于在運營隧道中布設及調整安裝位置，多個模塊采集溫度數據經無線傳感器網絡傳輸至隧道內或洞口無線數據傳輸基站，通過3G/4G路由接入互聯網，將數據匯集至隧道洞內溫度信息處理平臺，如圖1所示。

如圖2所示，本實用新型模塊由CC2530zigbee片上系統、18650低溫充電電池、存儲單元及電源管理單元構成。CC2530為zigbee片上系統芯片，包含8051核心、zigbee RF收發單元、12位A/D轉換單元。本模塊采用CC2530標準功能實現鉑電阻溫度傳感器數據采集、無線組網及數據傳輸；電源管理單元實現低溫充電電池充電、模塊供電轉換及電池狀態監控管理；存儲單元用于存儲模塊采集到的溫度數據；鉑電阻溫度傳感器采用PT1000鉑電阻制作。

本實用新型模塊的具體結構為：CC2530zigbee片上系統包括8051內核，8051內核分別連接到12位A/D轉換單元、zigbee RF收發單元和接口單元；12位A/D轉換單元連接到溫度傳感器；還設置有18650低溫充電電池，18650低溫充電電池通過電源管理單元連接到CC2530zigbee片上系統。