大壩移動式實時多點溫度採集裝置的製作方法
2023-05-29 07:09:26 2
專利名稱：大壩移動式實時多點溫度採集裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動式實時多點溫度採集裝置，尤其涉及ー種大體積混凝土施工通水換熱過程、以及大壩長期運行期大壩移動式實時多點溫度採集裝置。
背景技術：
大量大型水電工程大體積混凝土施工工程實踐表明，在高溫或低溫季節澆築混凝土吋，受入倉溫度、太陽輻射、嚴寒和通水冷卻等外界條件的影響，混凝土澆築倉溫度很難完全控制在理想的溫度。為了使混凝土材料性能正常發展，必須使混凝土溫度在正常齡期內按照設計的要求發展，即混凝土澆築倉的最高溫度不能過高，也不能過低。為了使混凝土溫度保持在設計溫度(按照設計的「溫度-吋間曲線」)附近，從而使施工程序和質量可 控。大型水電工程大體積混凝土一般採取通水降溫(升溫)、倉面覆蓋保溫被或保溫板等溫控措施，來解決混凝土水化熱和外界氣溫引起的溫度應カ變化，並且讓混凝土的溫度在一定齡期內達到設計要求的封拱灌漿溫度。為了準確進行溫控，首先必須實時準確採集大壩澆築倉、通水進出水管的真實溫度數據，目前在大壩現場還主要採取手持PDA或者人工溫度計採集測量，並進行現場記錄的全人工或半人工方式。如，目前混凝土內部溫度測量，有使用紅外或超聲波溫度計到現場測量，或澆筑前埋入溫度計，在冷卻期間，使用設備到現場讀值；目前迸出水溫度的測量通常採用水銀溫度計直接在水中測量，這樣就需要人工在現場打開水管進行測量。總之，目前的數據採集方式和控制方式為人工記錄，手段較落後，精度差，數據可靠性不高等不足，因此開發一種適合現場環境的移動式多點溫度採集儀具有重要意義。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供拱壩移動式實時多點溫度採集裝置，既能自動採集換熱管的溫度，實現對混凝土換熱介質溫度進行自動測量和數據傳輸，又能隨著施工進度方便移動或者固定裝置，節省連接線和人力；並且通過在混凝土內部預埋了溫度計，通水管道內插溫度測量裝置實現對混凝土內部溫度、通水進出口水溫的實時測量，解決了人エ測量記錄和控制需要耗費大量人工、信息反饋慢且精度不高的缺點，省時省力，測量精度高且反饋迅速，能及時調整混凝土溫控措施、避免混凝土裂縫，保證工程質量和進度。為解決上述技術問題，本發明設計了ー種大壩移動式實時多點溫度採集裝置。一種大壩移動式實時多點溫度採集裝置，包括混凝土內部數字溫度計、換熱管內插式數字測溫裝置和溫度採集儀，混凝土內部數字溫度計和換熱管內插式數字測溫裝置分別與溫度採集儀電連接。其中，所述溫度採集儀包括數據採集線、採集控制模塊、電源、緩存模塊、無線/有線通訊模塊和防水防潮外盒，其中採集控制模塊、電源、緩存模塊和無線/有線通訊模塊在防水防潮外盒內。通過無線/有線通訊模塊可以實現無線和/或有線通訊。其中，混凝土內部數字溫度計為I 一 256個；混凝土內部數字溫度計分布數量依據測控精度、大壩倉面大小和倉面所處的部位不同而不同，優選倉面所處的部位為孔ロ、陡坡或自由壩段。其中溫度採集儀和混凝土內部數字溫度計通過防水屏蔽電纜相連。其中，所述採集裝置還包括伺服器，溫度採集儀將數據無線或有線上傳至伺服器。其中，混凝土內部數字溫度計在混凝土內的分布方式為混凝土內部數字溫度計位於兩層水管中間同一高層布置；優選的布置形式有線型、星型、均布型或者紡錘型。按照這種方式分布溫度計可以精確的測量出混凝土內部的溫度場。其中，所述換熱管內插式數字測溫裝置包括ー個三通，三通的水平管左右端ロ分別與換熱管連接，三通的垂直管內設置絕熱密封環、中空螺絲和溫度傳感器，絕熱密封環與溫度傳感器靠中空螺絲與三通的垂直管內螺紋連接固定。其中，在三通的垂直管內下部設置絕熱密封環，上部設置中空螺絲，溫度傳感器穿 過中空螺絲和絕熱密封環插入三通水平管內部。其中，所述絕熱密封環由密封和絕熱兩種材料構成，下部是密封材料，上部是絕熱材料。其中，所述溫度傳感器，由溫度傳感器探頭和導線組成，導線與溫度傳感器探頭電連接。其中，所述溫度傳感器探頭端頭位於三通水平管中軸線上。由於存在密封絕熱環，可以保證溫度傳感器探頭不與三通及外界空氣接觸，提高了測量精度。中空螺釘與溫度傳感器擰入三通垂直管中，使得中空螺釘能夠對絕熱密封環產生足夠壓迫作用不致在水壓下洩露，且溫度傳感器探頭恰能位於三通水平管中軸線上。測溫裝置經過與管壁的絕熱處理，能排除外界氣溫對測溫的幹擾，準確測量進出ロ的水溫，能準確預測大體積混凝土內部熱交換量。溫度傳感器探頭端頭位於水管中軸線，與測溫對象充分接觸，保證了測溫的精度。本發明提供的大壩移動式實時多點溫度採集裝置，有益效果如下(I)、由於採用智能數據採集，存儲並傳輸安裝在換熱管上的溫度計數據，數據採集方便可靠，實現了對混凝土換熱介質溫進行自動測試和數據傳輸，解決了人工測試記錄信息反饋慢且精度不高的缺點，省時省力、測量精度高且反應迅速。(2)、混凝土中預埋入總線式溫度計，實現對混凝土中多點溫度的讀取，有利於實時掌握混凝土內部溫度，為研究混凝土溫升曲線做好數據採集。(3)、安裝在每組換熱管的內插式數字測溫裝置和澆築時預埋入混凝土塊中各點的數字溫度計與測溫對象之間接觸充分，保證了測溫的精度。(4)溫度採集儀，採用電池供電，移動方便，使採集數據對施工幹擾小。(5)、溫度計採用總線連接式，接線簡單，可以連接點多，每個溫度採集儀可以連接128個溫度計。(6)、溫度計安裝和使用方便，實用性強。
下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步說明；
圖I本發明的結構示意2控制箱內部模塊分布示意圖 圖3大壩倉面內部數字溫度計分布示意圖；圖4內插式數字測溫裝置正面剖視圖；圖5內插式數字測溫裝置側面剖視圖。圖中，I水管內插式數字測溫裝置；2混凝土內部數字溫度計；3溫度採集儀；4伺服器；5數據採集線；6採集控制模塊；7電源；8緩存模塊；9無線通訊模塊；10防水防潮外盒；11三通，12溫度傳感器探頭，13導線，14止水絕熱環，15中空螺釘
具體實施方式
如圖I所示，大壩移動式實時多點溫度採集裝置包括安裝在每組冷卻水管進水管和出水管的內插式數字測溫裝置I ;澆築時預埋入混凝土塊中各點的數字溫度計2 ，溫度採集儀3，採集內插式數字測溫裝置I和數字溫度計2的數據，將數據無線上傳至伺服器4 ;伺服器4，接收溫度採集儀數據。本發明的安裝和使用過程如下I、澆筑前按不同部位設計的溫度計分布圖(見圖3)，預埋入混凝土塊中各點的溫度計2，在澆築混凝土前均勻放置在混凝土澆築設施(含圍欄、布管)中。2、在每組冷卻水管進水管和出水管安裝內插式數字測溫裝置I。3、內插式數字測溫裝置I和將澆筑前預埋入混凝土塊中各點的數字溫度計2的總線接入溫度採集儀3。4、溫度採集儀可以壁掛在大壩下遊面通水壩後橋與採集點相近的壩面或者支架上，或隨施工進度移動，安裝，移動方便。5、溫度採集儀3通電後，啟動伺服器4中服務程序，伺服器就能和溫度採集儀持續通訊，伺服器上就能進行查看和分析數據、列印報表等操作。6、伺服器4中軟體通過採集來的混凝土中的溫度、進出水溫度、通水流量數據繪製出實時趨勢圖和歷史趨勢圖，並分析每個時刻混凝土溫度、進出水溫度，當溫度或溫度變化梯度出現異常時，發出報警，提醒工作人員改變通水冷卻溫控策略。內插式數字測溫裝置I的結構和安裝方法為三通下端左右兩端ロ配有螺紋，分別與通水水管相連接。三通上端ロ配有螺紋，把止水絕熱環從上端ロ放入壓緊，把溫度傳感器從上埠和止水絕熱環中插入，使溫度傳感器探頭位於三通下端部分的中軸上。中空螺釘通過螺紋與三通上端ロ連接，對止水絕熱環、溫度傳感器探頭和導線進行固定，導線下端與溫度傳感器探頭上端電連接。
權利要求
1.一種大壩移動式實時多點溫度採集裝置，包括混凝土內部數字溫度計、換熱管內插式數字測溫裝置和溫度採集儀，混凝土內部數字溫度計和換熱管內插式數字測溫裝置分別與溫度採集儀電連接。
2.根據權利要求I的採集裝置，所述溫度採集儀包括數據採集線、採集控制模塊、電源、緩存模塊、無線/有線通訊模塊和防水防潮外盒，其中採集控制模塊、電源、緩存模塊和無線/有線通訊模塊在防水防潮外盒內。
3.根據上述權利要求之一的採集裝置，其中混凝土內部數字溫度計為I一 256個；混凝土內部數字溫度計分布數量依據測控精度、大壩倉面大小和倉面所處的部位不同而不同，優選倉面所處的部位為孔ロ、陡坡或自由壩段。
4.根據上述權利要求之一的採集裝置，其中溫度採集儀和混凝土內部數字溫度計通過防水屏蔽電纜相連。
5.根據上述權利要求之一的採集裝置，其中所述採集裝置還包括伺服器，溫度採集儀將數據無線或有線上傳至伺服器。
6.根據上述權利要求之一的採集裝置，其中混凝土內部數字溫度計在混凝土內的分布方式為混凝土內部數字溫度計位於兩層水管中間同一高層布置；優選的布置形式有線型、星型、均布型或者紡錘型。
7.如上述權利要求任一的裝置，其中所述換熱管內插式數字測溫裝置包括ー個三通，三通的水平管左右端ロ分別與換熱管連接，三通的垂直管內設置絕熱密封環、中空螺絲和溫度傳感器，絕熱密封環與溫度傳感器靠中空螺絲與三通的垂直管內螺紋連接固定。
8.如權利要求7所述的裝置，其中在三通的垂直管內下部設置絕熱密封環，上部設置中空螺絲，溫度傳感器穿過中空螺絲和絕熱密封環插入三通水平管內部。
9.如權利要求8所述的裝置，所述絕熱密封環由密封和絕熱兩種材料構成，下部是密封材料，上部是絕熱材料。
10.如權利要求7— 9任一所述的裝置，所述溫度傳感器，由溫度傳感器探頭和導線組成，導線與溫度傳感器探頭電連接，優選所述溫度傳感器探頭端頭位於三通水平管中軸線上。
全文摘要
一種大壩移動式實時多點溫度採集裝置，本發明包括安裝在每組冷卻水管進水管和出水管的內插式數字測溫裝置1；澆築時預埋入混凝土塊中各點的數字溫度計2；溫度採集儀3包括數據採集線5，採集控制模塊6、電源7、緩存模塊8、無線通訊模塊9以及防水防潮外盒10，將溫度數據無線上傳至伺服器4；伺服器4，接收溫度採集儀3數據。使用溫度採集儀3可以對混凝土進出水溫度以及預埋入混凝土塊中各點的數字溫度計2的溫度採集，一個溫度採集儀3可以接入128個以上溫度點，滿足混凝土冷卻工程中的測溫需要，接線簡便、安裝移動方便，測溫實時快速準確。
文檔編號G01K13/00GK102829894SQ20121029966
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者周紹武, 林鵬, 李慶斌, 胡昱, 洪文浩, 汪紅宇, 黃榮 申請人:中國長江三峽集團公司, 清華大學