[發明專利]一種大體積混凝土溫度自動化監測裝置

在審

• 申請號: 202011253058.9
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112556877A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 秦世偉;戴自立;孫炎;陸俊宇
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00;G01K1/024
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種大體積混凝土溫度自動化監測裝置，包括太陽能電源、現場采集器、溫度傳感器和傳感器引線，其特征在于：太陽能電源與現場采集器相連，對溫度傳感器和現場采集器進行供電；

溫度傳感器利用微控制單元MCU采集至少2個通道的多通道混凝土溫度，利用傳感器引線通過串口傳輸到現場采集器的的主控芯片中，進行溫度數據的讀取和保存；將溫度傳感器固定在鋼筋上，進行不同測溫點深度的設置，將溫度傳感器頂端的靈敏元件固定于各測溫點處，溫度傳感器頂端的靈敏元件與鋼筋之間用隔溫墊片分隔，與混凝土接觸的溫度傳感器頂端的靈敏元件和導線部分設有保護層，傳感器的導線預留松弛緩沖部分；將固定溫度傳感器頂端的靈敏元件的鋼筋固定在混凝土頂板鋼筋骨架上，使固定溫度傳感器頂端的靈敏元件埋入混凝土中；將各傳感器接頭連接到多通道上；

現場采集器包括電平轉換器、無線信號卡槽、數碼管，現場采集器在接收到溫度傳感器傳輸的信號后，進行溫度數據的信號匹配以及傳輸，并通過無線網絡信號將現場數據實時發送至云端服務器；現場采集器置于外置保護盒中；

現場采集器還進行設備指令的接收與發送、設備睡眠與喚醒，對大體積混凝土溫度的現場和遠程的監測和預警提醒，使大體積混凝土溫度自動化監測裝置在一個測點即能滿足大體積混凝土的溫度測量工作；或者能保證大體積混凝土內部各預設測點溫度能同步完成采集，而無需另外搭建裝置分批測量。

2.根據權利要求1所述大體積混凝土溫度自動化監測裝置，其特征在于：外置保護盒的外殼采用鋁合金材料制成，并在保護盒的內壁涂覆防水隔溫材料層。

3.根據權利要求1所述大體積混凝土溫度自動化監測裝置，其特征在于：使用太陽能電源與內置可充電鋰電池組成雙供電模式裝置，對大體積混凝土溫度自動化監測裝置持續供電。

4.根據權利要求1所述大體積混凝土溫度自動化監測裝置，其特征在于：在溫度傳感器的電源和電線接地端之間設置自恢復保險絲，避免在溫度傳感器連接到每個通道時，因為接線問題導致短路從而燒壞采集器的情況發生。

5.根據權利要求4所述大體積混凝土溫度自動化監測裝置，其特征在于：自恢復保險絲具有過流過熱保護、自動恢復雙重功能；當線路出現異常的大電流時，自恢復保險絲的電阻會變成非常大，產生很高的溫度從而阻止電流的通過；當溫度恢復正常，自恢復保險絲的電阻變成比較小，從而恢復線路導通。

6.根據權利要求1所述大體積混凝土溫度自動化監測裝置，其特征在于：溫度傳感器采用DS18B20數字溫度傳感器探頭，在傳感器中內置EEPROM模塊，實現限溫報警。

7.根據權利要求1所述大體積混凝土溫度自動化監測裝置，其特征在于：現場采集器采用雙隔離系統，進行溫度傳感器數據流的匹配與解包，并將信號轉化為溫度數據；通過A單片機采集溫度傳感器傳輸信號，然后將采集好的數據發送給B單片機，B單片機將數據通過無線信號模塊發送到后臺進行輸出或者在現場采集器上安裝的顯示器進行顯示。

8.根據權利要求1所述大體積混凝土溫度自動化監測裝置，其特征在于：現場采集器采用STEM32主機芯片，并內置程序快速讀取到完整的傳感器單總線信令。

9.根據權利要求1所述大體積混凝土溫度自動化監測裝置，其特征在于：現場采集器采用數據多方案傳輸，在不同外部作業條件下均能保證數據安全傳輸；在現場采集器內部設置232串口，直接現場讀取溫度數據；還在采集器內部設置局域網絡無線或4G信號傳輸裝置，進行數據遠距離傳輸。

10.根據權利要求1所述大體積混凝土溫度自動化監測裝置，其特征在于：現場采集器采用低功耗器件，使用電平轉換器將12v電源降壓到5v，能進行手動控制模式和自動控制模式的選擇和切換，現場采集器內部還設置定時器，定時控制設備的喚醒與睡眠，維持大體積混凝土溫度自動化監測裝置的整套系統持續工作。