一種大體積混凝土溫度採集裝置的製作方法

2023-05-12 01:33:36 1

專利名稱：一種大體積混凝土溫度採集裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於基建工程混凝土施工領域，特別是ー種大體積混凝土溫度採集裝置。
背景技術：
大體積混凝土施工過程中的溫度監測是大型基建工程質量控制的關鍵，傳統的溫度監測，採用差阻式溫度計，人工讀數，普遍存在數據不準確、不及時、不全面等問題，數據採集的勞動強度高，不利於實現大體積混凝土的精細化溫度控制。應用數字傳感技術開發混凝土溫度採集裝置，對提高大體積混凝土的精細化溫度控制水平有十分重要的意義。目前的混凝土溫度監測過程中，普遍採用的是差阻式溫度計，主要有鉬電阻溫度計和銅電阻溫度計，由於其工作特性，無法對每隻溫度計予以標識，不便於使用時對其進行 管理。另外，現有溫度採集裝置普遍存在體積大，攜帯不便，且無法實現溫度採集裝置與傳感器、溫度採集裝置與PC工作站、中心伺服器之間的信號交互。數字式溫度監測和採集裝置在エ業領域的永久性溫度監測中，在大體積混凝土溫控中已有局部應用，其主要原理是採用DS18B20作為傳感器，但是此種採集裝置設計為固定式的多路採集裝置、使用外部電源供電，使用無線通訊實現數據傳輸，此種應用模式需要有穩定的外部電源長期供電，設備投入量大，施工周期長，特別不適用於大體積混凝土澆築期間及養護前期複雜的現場條件，難以滿足靈活的溫度數據採集需求。
發明內容本實用新型的目的在於提供ー種快速、準確，可即插即用，可通過無線方式或數據線與計算機進行通訊的大體積混凝土溫度採集裝置。本實用新型是通過以下方案實現的ー種大體積混凝土溫度採集裝置，其特徵在於包括溫度傳感器埋設在混凝土內部，用於獲取埋設部位的溫度信息；數據採集模塊與所述溫度傳感器通訊，獲取並解析溫度傳感器發送的傳感器序列號及當前的溫度信息；數據存儲模塊用於存儲採集的綜合信息，所述綜合信息包括採集時間、傳感器序列號、溫度值；數據傳輸模塊用於將存儲的綜合信息發送到PC工作站，進入中心伺服器；中央處理單元與所述數據採集模塊、數據存儲模塊以及數據傳輸模塊相連接，用於數據處理；電源模塊負責給所述裝置所有用電單元供電。還包括顯示模塊與所述中央處理單元連接，用於實時顯示採集裝置的狀態，包括當前時亥|J、連接的溫度傳感器數目、累計存儲的溫度記錄數、採集狀態、電源狀態；[0015]鍵盤與所述中央處理單元連接，包括9個按鍵，用於進行電源開關、採集模式切換、顯示模式切換、屏幕背光開關、無線發送及其它自定義操作。所述溫度傳感器至少為兩個，每個溫度傳感器分別埋設在混凝土內部的不同位置。所述溫度傳感器採用DS18B20晶片，用一體成型的不鏽鋼圓柱形外殼和環氧樹脂密實封裝，外接三芯傳感器線纜。所述數據採集模塊包括一個三芯航空接頭，外接可更換式採集線纜，通過專用線夾與三芯傳感器線纜相連，所述數據採集模塊包括自動與手動兩種採集模式，支持總長度在300米以內的I 8隻溫度傳感器的ー線制並行採集。所述數據傳輸模塊設有ZigBee無線通訊和USB串ロ兩種數據傳輸模式。本實用新型的有益效果是本實用新型的大體積混凝土溫度採集裝置中數據採集模塊可以與溫度傳感器即插即用，數據採集前無需對裝置進行初始化，可直接進行溫度採集；由於採用了 ZigBee無線通訊和USB串ロ兩種數據傳輸模式，克服了在線式溫度監測系統布線困難、可用性差、採集效率低、設備投入大的弊端，並在施工現場較為惡劣的環境條件下，保證設備的穩定可靠性，滿足了大體積混凝土施工現場的大批量數據採集需求。本實用新型可用來滿足大體積混凝土施工期的溫度數據採集，具有數據採集準確、及時、操作靈活、環境適用性強、實施成本低等特點。

圖I為本實用新型的原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例進ー步說明本實用新型。如圖I所示，ー種大體積混凝土溫度採集裝置，包括溫度傳感器、數據採集模塊、數據存儲模塊、數據傳輸模塊、中央處理單元、顯示模塊、電源模塊及鍵盤。所述溫度傳感器採用DS18B20晶片，用一體成型的不鏽鋼圓柱形外殼和環氧樹脂密實封裝，外接三芯傳感器線纜，溫度傳感器埋設在混凝土內部，用於獲取埋設部位的溫度信息。所述數據採集模塊包括一個三芯航空接頭，外接可更換式採集線纜，並可隨時更換。該模塊通過專用線夾與三芯傳感器線纜相連，通過改良的電路設計，支持總長度在300米以內的1-8隻傳感器的ー線制並行採集。該模塊具有自動與手動兩種採集模式，在自動模式下，數據採集模塊自動偵測傳感器的連接狀態與連接數量，及時採集各個傳感器的序列號與溫度值，測值穩定後自動觸發溫度存儲操作。所述數據存儲模塊使用容量為512K的ROM存儲晶片，用來存儲採集的綜合信息，包括採集時間、傳感器序列號、溫度值。所述數據傳輸模塊用來將存儲的信息發送到PC工作站，進入中心伺服器。模塊提供ー個ZigBee無線通訊接ロ及ー個USB接ロ，可以通過無線方式或數據線接入連接計算機，與計算機實現溫度數據的同歩。在無網絡的情況下可以採用UBS接入模式來進行數據的傳輸；在場地較為開闊、無線通訊正常的情況下可使用無線通訊發送數據。所述顯示模塊用來實時顯示採集裝置的狀態，包括當前時刻、連接的傳感器數目、累計存儲的溫度記錄數、採集狀態、電源狀態。顯示模塊使用128*64的圖形液晶顯示器，帶背光，分4行顯示。顯示模塊實現兩種顯示模式，主屏幕顯示當前的時間，電池電量，連接狀態，連接傳感器數量、各個傳感器溫度值及累計存儲計數；詳細信息模式下，顯示當前連接的各個傳感器的序列號後6位及對應的溫度值。所述電源模塊用於實現電壓轉換、電池充電、設備供電與電量檢測。裝置使用鋰電池供電，提供兩路獨立的電源，分別供給裝置主機與溫度傳感器。電源模塊提供防電湧及短路保護功能，保護傳感器與裝置主機在異常狀況下 不被燒壞。所述鍵盤採用防水設計，接ロ板可単獨插拔，提供3*3共9個觸控式按鍵；其中6個按鍵分別實現電源開關、自動/手動切換、背光開關、手動存儲與翻頁、顯示切換、無線發送功能；其餘3個按鍵功能可另行配置，保證個別按鈕長時間使用失靈時可隨時替換。所述中央處理單元與所述數據採集模塊、數據存儲模塊、數據傳輸模塊、顯示模塊、電源模塊和鍵盤相連接，用於數據處理。本裝置與配套管理軟體相結合，實現了大體積混凝土施工過程中溫度的快速、精確採集，克服了傳統的採集方法效率低，差錯率高的缺陷。利用數字傳感器的單總線特點，數據採集模塊可通過電纜串接多隻溫度傳感器，可一次採集多個數據。設備支持ZigBee無線傳輸與USB串ロ通訊傳輸兩種模式，能較好地適應各種複雜環境，保證了設備的可用性；較傳統的採集手段，溫度數據採集效率提高80%，數據準確度提高90%。該裝置的使用操作步驟為I、混凝土施工過程中，根據設計要求將溫度傳感器埋設到混凝土內部，使用三芯水エ電纜將溫度傳感器引出到合適的採集部位，並將多個傳感器並列連接為ー組(可使用集線器)；2、打開本裝置電源開關，將連接線夾與溫度傳感器引出線逐一連接，其中，紅色為電源線、藍色為信號線、棕色為地線；3、裝置自動識別連接狀態，讀值穩定後自動記錄採集時間、序列號及溫度值；或手動觸發並存儲，採集計數器累加；4、在ZigBee網絡環境下，人工觸發將採集的溫度數據上傳到指定計算機，或將本採集裝置通過連接線與計算機相連。本說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技木。
權利要求1.ー種大體積混凝土溫度採集裝置，其特徵在於，包括 溫度傳感器埋設在混凝土內部，用於獲取埋設部位的溫度信息； 數據採集模塊與所述溫度傳感器通訊，獲取並解析溫度傳感器發送的傳感器序列號及當前的溫度信息； 數據存儲模塊用於存儲採集的綜合信息，所述綜合信息包括採集時間、傳感器序列號、溫度值； 數據傳輸模塊用於將存儲的綜合信息發送到PC工作站，進入中心伺服器； 中央處理単元與所述數據採集模塊、數據存儲模塊以及數據傳輸模塊相連接，用於數據處理； 電源模塊負責給所述裝置所有用電單元供電。
2.如權利要求I所述的大體積混凝土溫度採集裝置，其特徵在於還包括 顯示模塊與所述中央處理單元連接，用於實時顯示採集裝置的狀態，包括當前時刻、連接的溫度傳感器數目、累計存儲的溫度記錄數、採集狀態、電源狀態； 鍵盤與所述中央處理單元連接，包括9個按鍵，用於進行電源開關、採集模式切換、顯示模式切換、屏幕背光開關、無線發送及其它自定義操作。
3.如權利要求I所述的大體積混凝土溫度採集裝置，其特徵在於所述溫度傳感器至少為兩個，每個溫度傳感器分別埋設在混凝土內部的不同位置。
4.如權利要求I所述的大體積混凝土溫度採集裝置，其特徵在於所述溫度傳感器採用DS18B20晶片，用一體成型的不鏽鋼圓柱形外殼和環氧樹脂密實封裝，外接三芯傳感器線纜。
5.如權利要求I或4所述的大體積混凝土溫度採集裝置，其特徵在於所述數據採集模塊包括一個三芯航空接頭，外接可更換式採集線纜，通過專用線夾與三芯傳感器線纜相連，所述數據採集模塊包括自動與手動兩種採集模式，支持總長度在300米以內的I 8隻溫度傳感器的ー線制並行採集。
6.如權利要求I所述的大體積混凝土溫度採集裝置，其特徵在於所述數據傳輸模塊設有ZigBee無線通訊和USB串ロ兩種數據傳輸模式。
專利摘要本實用新型公開了一種大體積混凝土溫度採集裝置，包括溫度傳感器、數據採集模塊、數據存儲模塊、數據傳輸模塊、電源模塊及中央處理單元。該裝置中數據採集模塊可以與溫度傳感器即插即用，數據採集前無需對裝置進行初始化，可直接進行溫度採集；數據傳輸模塊由於採用了ZigBee無線通訊和USB串口兩種數據傳輸模式，克服了在線式溫度監測系統布線困難、可用性差、採集效率低、設備投入大的弊端，並在施工現場較為惡劣的環境條件下，保證設備的穩定可靠性。本實用新型可滿足大體積混凝土施工期的溫度數據採集，具有數據採集準確、及時、操作靈活、環境適用性強、實施成本低等特點。
文檔編號G01K1/02GK202471265SQ201120565699
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者張攀峰, 戴洪義, 李俊平, 林恩德 申請人:中國長江三峽集團公司, 武漢英思工程科技有限公司