混凝土試件養護室及其溫度調節方法與流程
2023-07-02 01:40:51
本發明涉及混凝土試件的測試環境的控制，特別涉及混凝土試件養護室及其溫度調節方法。
背景技術：
隨著混凝土技術的不斷發展、高性能混凝土和外加劑的使用，人們對於混凝土材料長期變形性能的重視程度逐步提高，許多混凝土長期性能的測試指標也逐步為人們所熟知，比如：混凝土自身收縮性能、混凝土塑性收縮性能、混凝土幹縮性能、混凝土徐變性能等等。
這些指標的有效測試，對於混凝土性能的準確判定，起到了決定性的作用。在檢測混凝土變形性能指標的過程中，首先應解決好試驗環境的問題，能否將20±2℃、60±5%的相對溫溼度恆定的實現，對於試驗的科學性起到至關重要的作用。由於該溫溼度的要求與傳統的試驗環境要求有著較大的區別，目前尚無成熟的構建方案，一直以來都無法有效的實現，成為困擾混凝土試驗人員的主要問題之一。
混凝土試件養護室，其主要由試驗室和設置在試驗室內的微電腦、溫度感應器、溼度感應器、恆溫恆溼箱和風道組成，微電腦分別和溫度感應器、溼度感應器、恆溫恆溼箱連接，恆溫恆溼箱內設有全封閉製冷壓縮機、電熱管、超聲波加溼器、 離心式風機和蒸發器；微電腦控制超聲波高頻震蕩，將水霧化為1-5微米的超微粒子，通過風動裝置，將水霧擴散到空氣中，並通過設置管道送霧及吹風方式，確保室內溫度和溼度均勻；離心式風機送出的風，通過風道把超聲波加溼器的霧吹到恆溫恆溼箱的各處。
為了提高試驗的效率，養護室會設置的較大以方便放置更多的混凝土試件，同時在整個養護室內均放置混凝土試件，而在一個大型的養護室中採用上述的方案能夠對整體的溫度進行控制，但是只能進行粗略的控制，整體的控制精度低，容易出現室內的不同區域存在溫度差，若出現溫度差的情況，則採用上述的方案無法對溫度差進行合理的調控，導致了在同一個養護室內的混凝土試件的環境仍然存在一定的偏差，造成各種性能指標的檢測也出現不夠精確的情況，所以具有一定的改進空間。
技術實現要素：
本發明的第一目的是提供一種能夠調節室內的溫度更加均勻且效率更高的混凝土試件養護室。
本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：
一種混凝土試件養護室，包括用於升高養護室室內溫度的加熱裝置、用於降低養護室室內溫度的散熱裝置以及用於控制加熱裝置與散熱裝置啟閉的控制終端，還包括用於檢測養護室室內溫度情況的若干溫度檢測元件，若干所述溫度檢測元件周向分布於養護室室內，所述加熱裝置與散熱裝置均設置有若干且溫度檢測元件、加熱裝置與散熱裝置相互一一對應；所述溫度檢測元件根據養護室室內溫度以輸出溫度檢測信號至控制終端，所述控制終端預設有溫度基準值信號且將溫度檢測信號與溫度基準值信號相互比較，若存在一個或多個溫度檢測信號低於溫度基準值信號，則控制終端控制對應位置的加熱裝置啟動且散熱裝置關閉；若存在一個或多個溫度檢測信號高於溫度基準值信號，則控制終端控制對應位置的散熱裝置啟動且加熱裝置關閉。
採用上述方案，多個溫度檢測元件的設置以實現對養護室室內各個位置的監控，若其中任何的一個位置的所檢測到的溫度檢測信號低於溫度基準值信號，則控制溫度較低的位置的加熱裝置啟動以進行加熱，同時將散熱裝置關閉；而如果其中任何的一個位置的所檢測到的溫度檢測信號高於溫度基準值信號，則控制溫度較高的位置的薩熱裝置啟動以進行散熱，同時將加熱裝置關閉；整個過程中通過控制終端實現，且全自動化進行調控，大大提高的調節的效率，同時也能調節的更加的均勻，使得養護室內的溫度情況保持的更加的平均，如果由於開門或者開窗等情況而導致某一側的溫度出現瞬間降低或升高，能夠迅速的進行調節。
作為優選，所述加熱裝置包括殼體、位於殼體內後側且與殼體固定連接並受控於控制終端的加熱管以及位於殼體內前側且與殼體固定連接並受控於控制終端的風機，所述殼體的底部還設有用於用於驅動殼體軸向旋轉的驅動組件且所述驅動組件受控於控制終端。
採用上述方案，驅動組件能夠驅動殼體發生自動的旋轉，即在通過加熱管進行加熱過程中，將風機啟動，能夠將熱氣充份的發散到各個位置，能夠更加簡便的對溫度低的位置進行升溫，保證室內各個位置溫度的均勻。
作為優選，所述驅動組件包括與殼體旋轉連接的底座與設置與底座上的驅動電機，所述殼體上設有安裝軸且所述底座上設有供安裝軸穿設的安裝槽，所述驅動電機的驅動軸以及安裝軸上分別設有相互嚙合的齒輪。
採用上述方案，齒輪嚙合的方式來實現驅動更加的穩定可靠，且驅動電機的設置能夠更加方便的實現來迴轉動的方式，結構簡單，且驅動電機受控於控制終端，以實現自動調節的方式。
作為優選，所述加熱管設置有兩個加熱功率等級且分別為高加熱功率等級以及低加熱功率等級，且所述加熱管的高加熱功率等級以及低加熱功率等級響應於控制終端進行切換。
採用上述方案，兩個加熱功率等級的設置能夠方便在不同情況下，進行加熱，如果出現溫度過低的情況，則直接通過高加熱功率等級以實現高效升溫的情況，如果溫度降低的不是很大，則通過低加熱功率等級進行加熱，以避免溫度升高太快而無法進行掌控，而對於如何進行切換，則直接根據溫度檢測元件所檢測到的溫度檢測信號來決定。
作為優選，所述控制終端預設有小於溫度基準值信號極限溫度值信號，所述控制終端控制溫度檢測元件對室內溫度檢測以判斷是否低於極限溫度值信號，定位低於極限溫度值信號的位置為低溫處；若存在至少一個低溫處，所述控制終端控制處於低溫處的加熱管啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機關閉。
採用上述方案，若存在一個或多個低溫處，則通過控制終端控制對應位置的加熱管啟動以對對應位置的溫度進行調節，同時將加熱管的等級切換至高加熱功率等級以及關閉風機，避免風機啟動而造成熱量被散失到其他地方，提高升溫的效率。
作為優選，所述控制終端包括第一工作模式，所述第一工作模式如下：
若存在一個低溫處，所述控制終端控制處於低溫處的加熱管啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機關閉，所述控制終端控制其餘位置的加熱管啟動並切換至低加熱功率等級並控制其餘位置的風機啟動且通過驅動組件驅動風機朝向低溫處。
採用上述方案，存在一個低溫出，說明其他位置的溫度相對都比較正常，所以先將對應低溫處的電熱管切換至高加熱功率等級並且關閉風機以提高加熱速率來更快的調節低溫處的溫度，同時將其餘位置的加熱管也啟動並切換至低加熱功率等級以及風機也啟動，以使得通過風機將加熱管的熱量傳輸至對應低溫處的位置，進一步提高調溫的效率，而其餘位置的加熱管處於低加熱功率等級能夠有效的降低其餘位置的溫度升高的過快或者僅僅只是保持其餘位置的溫度處於某一個範圍內浮動以進行保溫，避免出現為了提高調溫效率而導致其餘位置的溫度升高而造成的不均勻的問題。
作為優選，所述控制終端還包括第二工作模式，所述第二工作模式如下：
若存在兩個低溫處，所述控制終端控制兩個處於低溫處的加熱管啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機關閉，所述控制終端控制其餘位置的加熱管啟動並切換至低加熱功率等級並控制其餘位置的風機啟動且通過驅動組件驅動風機於兩處低溫處之間來迴轉動。
採用上述方案，存在兩個低溫處，則直接將處於低溫處的加熱管切換至高加熱功率等級，同時控制風機關閉，避免在風機的控制下而將熱量傳輸至別處而影響調溫的效率，同時將其餘位置的加熱管切換至低加熱功率等級，並將其餘位置的風機啟動已將加熱管的熱量散失到低溫處，由於存在兩個低溫處，所以進行來回送風以達到平衡的效果。
作為優選，所述控制終端還預設有大於溫度基準值信號的上限溫度值信號，若其餘位置中的溫度檢測元件檢測到對應位置的溫度檢測信號大於上限溫度值信號，所述控制終端控制對應位置的加熱管關閉且控制風機繼續啟動直至溫度基準值信號小於上限溫度值信號後關閉風機。
採用上述方案，避免在其餘位置的加熱管啟動而造成其他位置的溫度過高的情況，通過上限溫度值信號的設置大大降低了由於啟動其餘位置的加熱管而造成溫度上升而出現溫度不均勻的風險，提高整個養護室設計的合理性。
本發明的第二目的是提供一種基於混凝土試件養護室的溫度調節方法，能夠更加有效的進行溫差調節。
本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：
一種基於混凝土試件養護室的溫度調節方法，其特徵是：溫度檢測元件根據養護室室內溫度以輸出溫度檢測信號至控制終端，控制終端預設有溫度基準值信號且將溫度檢測信號與溫度基準值信號相互比較，若存在一個或多個溫度檢測信號低於溫度基準值信號，則控制終端控制對應位置的加熱裝置啟動且散熱裝置關閉；若存在一個或多個溫度檢測信號高於溫度基準值信號，則控制終端控制對應位置的散熱裝置啟動且加熱裝置關閉。
採用上述方案，能使得調節的更加的均勻，如果由於開門或者開窗等情況而導致某一側的溫度出現瞬間降低或升高，能夠迅速的進行調節。
作為優選，控制終端預設有小於溫度基準值信號極限溫度值信號，控制終端控制溫度檢測元件對室內溫度檢測以判斷是否低於極限溫度值信號，定位低於極限溫度值信號的位置為低溫處；若存在至少一個低溫處，控制終端控制處於低溫處的加熱管啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機關閉；
若存在一個低溫處，控制終端控制處於低溫處的加熱管啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機關閉，控制終端控制其餘位置的加熱管啟動並切換至低加熱功率等級並控制其餘位置的風機啟動且通過驅動組件驅動風機朝向低溫處；
若存在兩個低溫處，控制終端控制兩個處於低溫處的加熱管啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機關閉，控制終端控制其餘位置的加熱管啟動並切換至低加熱功率等級並控制其餘位置的風機啟動且通過驅動組件驅動風機於兩處低溫處之間來迴轉動；
若存在至少三個低溫處，控制終端控制處於低溫處的加熱管啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機關閉，控制終端控制其餘位置的加熱管與風機關閉；
控制終端還預設有大於溫度基準值信號的上限溫度值信號，若其餘位置中的溫度檢測元件檢測到對應位置的溫度檢測信號大於上限溫度值信號，控制終端控制對應位置的加熱管關閉且控制風機繼續啟動直至溫度基準值信號小於上限溫度值信號後關閉風機。
採用上述方案，若存在一個或多個低溫處，則通過控制終端控制對應位置的加熱管啟動以對對應位置的溫度進行調節，同時將加熱管的等級切換至高加熱功率等級以及關閉風機，避免風機啟動而造成熱量被散失到其他地方，提高升溫的效率，同時設置多種模式以應對出現的不同情況，使得設計更加的合理。
綜上所述，本發明具有以下有益效果：能夠對多個點的溫度同時進行監控並進行調節，使得室內的溫度調節更加方便且更加均勻，提高調溫的效率。
附圖說明
圖1為混凝土試件養護室的結構示意圖；
圖2為加熱裝置的正視圖；
圖3為圖2中A-A部的剖視圖；
圖4為加熱裝置的結構示意圖；
圖5為溫度調節方法的控制框圖一；
圖6為溫度調節方法的控制框圖二；
圖7為若存在一個低溫處的控制框圖；
圖8為若存在二個低溫處的控制框圖；
圖9為若存在至少三個低溫處的控制框圖；
圖10為溫度調節方法的控制框圖三。
圖中：1、加熱裝置；11、殼體；111、安裝軸；12、加熱管；13、風機；14、驅動組件；141、底座；142、驅動電機；143、安裝槽；144、齒輪；2、散熱裝置；21、全封閉製冷壓縮機組；22、散熱風扇；3、溫度檢測元件；4、控制終端。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其並不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求範圍內都受到專利法的保護。
實施例一，公開的一種混凝土試件養護室，如圖1所示，包括用於檢測養護室室內溫度情況的若干溫度檢測元件3、用於升高養護室室內溫度的加熱裝置1、用於降低養護室室內溫度的散熱裝置2以及用於控制加熱裝置1與散熱裝置2啟閉的控制終端4，加熱裝置1與散熱裝置2均設置有若干且溫度檢測元件3、加熱裝置1與散熱裝置2相互一一對應，且定義相互對應的溫度檢測元件3、加熱裝置1與散熱裝置2為一組溫度調節組件，優選採用四組溫度調節組件，且分別設置於養護室的四個牆角處；通過溫度檢測元件3以對養護室內的溫度進行實施監控並將所檢測到溫度檢測信號反饋至控制終端4，控制終端4對對加熱裝置1以及散熱裝置2進行控制。
控制終端4優選採用固定式終端，固定式終端可以是控制主機、桌上型電腦、伺服器等，且控制終端4設置於養護室外側。
若干溫度檢測元件3周向分布於養護室室內，且溫度檢測元件3對養護室室內的溫度可以採用實時監控的方式，也可以採用間歇性進行檢測的方式；溫度檢測元件3優選採用溫度傳感器，溫度傳感器的型號可以為PT100，溫度傳感器是指能感受溫度並轉換成可用輸出信號的傳感器。優選採用非接觸式的溫度傳感器，它的敏感元件與被測對象互不接觸，這種溫度傳感器可用來測量運動物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對象的表面溫度，也可用於測量溫度場的溫度分布；最常用的非接觸式測溫儀表基於黑體輻射的基本定律，輻射測溫法包括亮度法（見光學高溫計）、輻射法（見輻射高溫計）和比色法（見比色溫度計）。各類輻射測溫方法只能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對黑體（吸收全部輻射並不反射光的物體）所測溫度才是真實溫度。氣體和液體介質真實溫度的輻射測量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過計算求出與介質達到熱平衡後的圓筒空腔的有效發射係數。在自動測量和控制中就可以用此值對所測腔底溫度（即介質溫度）進行修正而得到介質的真實溫度。非接觸測溫優點有一下幾點，測量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對最高可測溫度原則上沒有限制。對於1800℃以上的高溫，主要採用非接觸測溫方法。隨著紅外技術的發展，輻射測溫逐漸由可見光向紅外線擴展，700℃以下直至常溫都已採用，且解析度很高。
如圖2至4所示，加熱裝置1包括殼體11、位於殼體11內後側且與殼體11固定連接並受控於控制終端4的加熱管12以及位於殼體11內前側且與殼體11固定連接並受控於控制終端4的風機13，殼體11的底部還設有用於用於驅動殼體11軸向旋轉的驅動組件14且驅動組件14受控於控制終端4。驅動組件14包括與殼體11旋轉連接的底座141與設置與底座141上的驅動電機142，殼體11上設有安裝軸111且底座141上設有供安裝軸111穿設的安裝槽143，驅動電機142的驅動軸以及安裝軸111上分別設有相互嚙合的齒輪144。驅動電機142受控於與控制終端4以實現正轉以及反轉，驅動電機142的驅動軸上的齒輪144與安裝軸111上的齒輪144相互嚙合以實現旋轉，從而帶動殼體11能夠根據需要自由的發生轉動，並在風機13的作用下，將加熱管12所產生的熱量發散至所需要的位置。加熱管12設置有兩個加熱功率等級且分別為高加熱功率等級以及低加熱功率等級，且加熱管12的高加熱功率等級以及低加熱功率等級響應於控制終端4進行切換。
散熱裝置2包括全封閉製冷壓縮機組21以及散熱風扇22，通過全封閉製冷壓縮機組21完成對製冷並通過散熱風扇22將冷風散發至對應位置以實現降溫的情況。
溫度檢測元件3根據養護室室內溫度以輸出溫度檢測信號至控制終端4，控制終端4預設有溫度基準值信號且將溫度檢測信號與溫度基準值信號相互比較，若存在一個或多個溫度檢測信號低於溫度基準值信號，則控制終端4控制對應位置的加熱裝置1啟動且散熱裝置2關閉；若存在一個或多個溫度檢測信號高於溫度基準值信號，則控制終端4控制對應位置的散熱裝置2啟動且加熱裝置1關閉。其中溫度基準值信號為一個範圍優選為20±2℃，在高於溫度基準值信號的情況下是選取22%的情況，在低於溼度基準值信號的情況下是選取18%的情況，通過設置的多組的溫度調節組件來完成對各個位置的溫度的實時調控，避免出現溫度不均勻的情況。
控制終端4預設有小於溫度基準值信號極限溫度值信號，極限溫度值信號優選為15℃，控制終端4控制溫度檢測元件3對室內溫度檢測以判斷是否低於極限溫度值信號，定位低於極限溫度值信號的位置為低溫處；若存在至少一個低溫處，控制終端4控制處於低溫處的加熱管12啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機13關閉。
控制終端4還預設有大於溫度基準值信號的上限溫度值信號，上限溫度值信號優選為25℃，若其餘位置中的溫度檢測元件3檢測到對應位置的溫度檢測信號大於上限溫度值信號，控制終端4控制對應位置的加熱管12關閉且控制風機13繼續啟動直至溫度基準值信號小於上限溫度值信號後關閉風機13。
其中控制終端4可以根據具體情況以對多組溫度調節組件進行適應的控制，使得控制終端4具有多種工作模式，其中一種定義為第一工作模式，第一工作模式如下：
若存在一個低溫處，控制終端4控制處於低溫處的加熱管12啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機13關閉，控制終端4控制其餘位置的加熱管12啟動並切換至低加熱功率等級並控制其餘位置的風機13啟動且通過驅動組件14驅動風機13朝向低溫處。
另一種工作模式定義為第二工作模式，第二工作模式如下：
若存在兩個低溫處，控制終端4控制兩個處於低溫處的加熱管12啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機13關閉，控制終端4控制其餘位置的加熱管12啟動並切換至低加熱功率等級並控制其餘位置的風機13啟動且通過驅動組件14驅動風機13於兩處低溫處之間來迴轉動。
最後一種工作模式定義為第三工作模式，第三工作模式如下：
若存在至少三個低溫處，控制終端4控制處於低溫處的加熱管12啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機13關閉，控制終端4控制其餘位置的加熱管12與風機13關閉。
結合本文所揭示實施例描述的各種功能以及控制方法均可藉助通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯組件、離散門或電晶體邏輯、離散硬體組件或經設計以執行本文所描述功能的任何組合來實施或執行。通用處理器可以是微處理器，但另一選擇為，所述處理器可以是任何常規的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器還可實施為計算組件的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器的組合、一個或一個以上微處理器與DSP核心的聯合或任何其它這種配置。
實施例二，一種基於混凝土試件養護室的溫度調節方法，優選採用四組溫度調節組件，溫度檢測元件3根據養護室室內溫度以輸出溫度檢測信號至控制終端4，控制終端4預設有溫度基準值信號且將溫度檢測信號與溫度基準值信號相互比較，其中溫度基準值信號為一個範圍優選為20±2℃，在高於溫度基準值信號的情況下是選取22%的情況，在低於溼度基準值信號的情況下是選取18%的情況。
如圖5所示，若存在一個或多個溫度檢測信號低於溫度基準值信號，則控制終端4控制對應位置的加熱裝置1啟動且散熱裝置2關閉；若存在一個或多個溫度檢測信號高於溫度基準值信號，則控制終端4控制對應位置的散熱裝置2啟動且加熱裝置1關閉。
如圖6所示，控制終端4預設有小於溫度基準值信號極限溫度值信號，極限溫度值信號優選為15℃，控制終端4控制溫度檢測元件3對室內溫度檢測以判斷是否低於極限溫度值信號，定位低於極限溫度值信號的位置為低溫處，若存在至少一個低溫處，控制終端4控制處於低溫處的加熱管12啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機13關閉。
其中對應出現不同個數的低溫處以通過控制終端4實現不同的控制。
如圖7所示，若存在一個低溫處，控制終端4控制處於低溫處的加熱管12啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機13關閉，控制終端4控制其餘位置的加熱管12啟動並切換至低加熱功率等級並控制其餘位置的風機13啟動且通過驅動組件14驅動風機13朝向低溫處；
如圖8所示，若存在兩個低溫處，控制終端4控制兩個處於低溫處的加熱管12啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機13關閉，控制終端4控制其餘位置的加熱管12啟動並切換至低加熱功率等級並控制其餘位置的風機13啟動且通過驅動組件14驅動風機13於兩處低溫處之間來迴轉動；
如圖9所示，若存在三個以上低溫處，控制終端4控制處於低溫處的加熱管12啟動並切換至高加熱功率等級以及控制風機13關閉，控制終端4控制其餘位置的加熱管12與風機13關閉。
如圖10所示，由於在控制其餘位置的加熱管12啟動的過程中可能會造成其餘位置的溫度也升高，所以通過控制終端4還預設有的大於溫度基準值信號的上限溫度值信號來實現控制，且上限溫度值信號優選為25℃，若其餘位置中的溫度檢測元件3檢測到對應位置的溫度檢測信號大於上限溫度值信號，控制終端4控制對應位置的加熱管12關閉且控制風機13繼續啟動直至溫度基準值信號小於上限溫度值信號後關閉風機13。
結合本文所揭示實施例描述的各種功能以及控制方法均可藉助通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯組件、離散門或電晶體邏輯、離散硬體組件或經設計以執行本文所描述功能的任何組合來實施或執行。通用處理器可以是微處理器，但另一選擇為，所述處理器可以是任何常規的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器還可實施為計算組件的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器的組合、一個或一個以上微處理器與DSP核心的聯合或任何其它這種配置。