[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

本發明公開了一種大體積混凝土溫度自動化監測裝置，主要包括太陽能電源、現場采集器、溫度傳感器和傳感器引線。太陽能電源與現場采集器相連，保證對溫度傳感器和現場采集器持續供電。溫度傳感器利用微控制單元采集多通道的混凝土溫度，利用傳感器引線通過串口傳輸到現場采集器的主控芯片中進行溫度數據的讀取和保存。現場采集器在接收到溫度傳感器傳輸的信號后，負責溫度數據的信號匹配以及傳輸，將現場數據實時發送至云端服務器；現場采集器進行設備指令的接收與發送、設備睡眠與喚醒。本發明采用無線通訊、USB通訊、自動化控制手段，操作簡便，設計智能，可開發程度高，能夠實現對工業、民用條件下大體積混凝土溫度的現場和遠程監測和預警。

技術領域

本發明涉及一種大體積混凝土溫度自動化監測裝置，可應用于橋梁、大壩、承臺基礎等大型建筑的大體積混凝土溫度監測中。裝置通過對混凝土內部的溫度進行動態監控，進而為大體積混凝土的裂縫控制提供依據。

背景技術

隨著建筑結構復雜程度不斷提高，混凝土工程的體量也不斷增加，而大體積混凝土澆筑后，水泥水化釋放出大量的熱量會使混凝土內部的溫度升高。混凝土表面散熱較快，但大體積混凝土結構較厚，且自身導熱性能差，水泥水化的熱量聚集在結構內部不易散失，使混凝土內外溫差大，在大體積內部產生溫度應力。當溫度應力足夠大時，會產生貫穿整個界面的溫度裂縫，給結構帶來重大的損傷，嚴重影響工程結構安全。因此，在大體積混凝土的施工中，有效的測溫工作可以及時了解大體積混凝土內部的溫度變化情況，并依據測溫結果指導混凝土外部的保溫、保濕工作，縮小混凝土構件內外溫差，對控制混凝土的質量和裂縫都有著重要意義。

傳統的大體積混凝土測溫多以人工為主，即在現場布設溫度傳感器，由施工人員不定期現場溫度采樣，以了解混凝土溫度變化。這種做法的缺陷就是，人工采樣時間間隔大，不能實時且高頻率獲取溫度變化數據，且人工成本高、效率低下，這成為亟待了解決的技術問題。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種大體積混凝土溫度自動化監測裝置，針對目前建筑結構大體積混凝土溫度監測中存在的技術難題，能實時監測大體積混凝土內部溫度的變化，并確保整個裝置在監測過程中不受外在因素的影響，保證了監測數據傳輸的連續性和精確性。本發明裝置還能在溫度超過限定值時發送預警信息，以便工作人員及時采取適當的工程措施。本發明裝置結構簡單，可靠性高，成本低，且監控溫度的范圍廣、精度高，操作簡單，對大體積混凝土施工的溫度監控具有較好效果，能有效降低大體積混凝土施工的溫度監控成本和施工難度，具有良好的工程應用前景。

為達到上述發明創造目的，本發明采用如下技術方案：

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，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；