大体积混凝土智能通水系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于大体积混凝土工程技术领域，具体地涉及一种新型的大体积混凝 土智能通水系统。
【背景技术】
[0002] 通水冷却是大体积混凝土温控防裂的一项主要措施，早期主要采用人工通水的方 式，通水流量、通水水温和降温速率不能够有效保证，换向也主要依靠人工，资料记录也主 要依靠人工测量和记录，工作量巨大，耗时费力。
[0003] 随着自动化监测技术、GPS技术、无线传输技术、自动控制技术的迅速发展，智能通 水技术得以迅速发展，现有的智能通水系统主要是对流量的调节，且调节模型为通断式，即 温度达到要求后停止通水，温度超标后启动通水，这种通水方式势必造成混凝土温度的不 断冷激，在水管周边易于形成微裂缝，且对于通水水温只是提出了对通水水温的选择，并没 有具体实现方法，因此，现有智能通水系统无法精确控制通水流量、通水水温和通水方向， 有待进一步改进。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种准确预测下一时 段的目标温度、自动精确地控制下一个时段的通水流量、通水水温和自动换向的一种新型 的大体积混凝土智能通水系统。
[0005] 本实用新型的技术解决方案是：提供一种大体积混凝土智能通水系统，包括：水 温控制装置、通水换向装置、水管流量测控装置、测控装置，参数测量装置及测控服务器；水 温控制装置与通水换向装置连接，通水换向装置与水管流量测控装置连接；水温控制装置、 通水换向装置及水管流量测控装置与测控装置连接，测控装置与参数测量装置及测控服务 器连接；参数测量装置用于获取温度及水压信息；水温控制装置通过测控装置与测控服务 器通信实时调控通水水温；通水换向装置通过测控装置与测控服务器通信实时自动调控流 向；水管流量测控装置通过测控装置与测控服务器通信实时对通水流量进行控制。
[0006] 进一步，水温控制装置采用分层取水控制装置或冷却机组，分层取水控制装置包 括设于水源不同深度的多个取水管路，每个取水管路设有用于实时测量水源不同深度温度 的水源温度传感器及用于调控通水水温的电磁阀；通水换向装置布置于主通水管路上，用 于实时记录换向信息并24小时自动调控流向；通水换向装置设有四个通水管路，分别连 接进水口、排水口、进口冷却口及出口冷却口；分层取水控制装置通过输水管路与进水口 连接；水管流量测控装置布置于主通水管路上用于实时测量水管水温及流量并对通水流 量进行控制；参数测量装置包括：布置于坝址处用于实时测量坝址处温湿度的温湿度传感 器，布置于大体积混凝土坝内部用于实时测量混凝土内部温度的多个温度传感器；设于进 水口及排水口分别设有用于实时测量进口水温、出口水温的进口水温传感器及出口水温传 感器；设于进水口及排水口的水压传感器；用于测量气温、地温、仓面温度的温度传感器； 用于测量太阳辐射热的太阳辐射仪；用于测量温度梯度的温度梯度仪；大体积混凝土坝内 部设有通水管，通水管的一端设于进口冷却口一侧并通过水管流量测控装置与主通水管路 连接，另一端设于出口冷却口一侧并与主通水管路连接；测控装置与水源温度传感器、电磁 阀、通水换向装置、水管流量测控装置、温湿度传感器、温度传感器、进口水温传感器、出口 水温传感器、水压传感器、辐射仪及温度梯度仪连接；测控服务器还连接有用于测控骨料温 度、机口温度、入仓温度、浇筑温度的测试记录仪；测控装置通过无线传输网络或有线传输 网络与测控服务器连接。
[0007] 进一步，测控服务器通过下式获取通水水温：
[0008]
[0009] 式中，Tw为混凝土的温度，AT##为外界温度在水管附近引起的温度增量，I\(t)为 某时刻的混凝土平均温度，％W(t)为某时刻的绝热温升，T。为混凝土初温，t为时间；p= k2ga/D2,式中g为重力加速度，a为水管导温系数，D为水管直径，k2为流量系数。
[0010] 进一步，冷却机组包括设于水源内的取水管，冷却机组通过输水管与进水口连接； 冷却机组通过测控装置接收测控服务器发送的冷却指令对通水水温进行自动调节。
[0011] 进一步，通水换向装置包括四通及换向电磁阀，四通与换向电磁阀连接。
[0012] 进一步，大体积混凝土坝内部的温度传感器的数量为三个，分别布置于浇筑块上 下游方向长度的1/4、1/2、3/4处。
[0013] 与现有技术相比本实用新型的有益效果是：通过对混凝土通水设备通水流量、通 水水温和通水方向的自动精准控制，可实现混凝土内部温度的可控，使得混凝土内部温度 按照理想化温度进行控制。
【附图说明】
[0014] 图1示出了本实用新型大体积混凝土智能通水系统的结构框图；
[0015] 图2示出了本实用新型大体积混凝土智能通水系统第一实施方式的结构示意图；
[0016] 图3示出了本实用新型大体积混凝土智能通水系统第二实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0018] 下面结合具体实例和说明书附图对本实用新型做进一步说明。
[0019] 参图1及图3所示，图1示出了本实用新型大体积混凝土智能通水系统的结构框 图；图2示出了本实用新型大体积混凝土智能通水系统第一实施方式的结构示意图；图3 示出了本实用新型大体积混凝土智能通水系统第二实施方式的结构示意图。
[0020] 本实施例提供了一种大体积混凝土智能通水系统，包括：水温控制装置10、通水 换向装置20、水管流量测控装置30、测控装置40 (装于配电箱内，配电箱装于坝址附近的分 控站中），参数测量装置50及测控服务器60 ;水温控制装置10与通水换向装置20连接， 通水换向装置20与水管流量测控装置30连接；水温控制装置10、通水换向装置20及水管 流量测控装置30与测控装置40连接，测控装置40与参数测量装置50及测控服务器60连 接；参数测量装置50用于获取温度及水压信息；水温控制装置10通过测控装置40与测控 服务器60通信实时调控通水水温；通水换向装置20通过测控装置40与测控服务器60通 信实时自动调控流向；水管流量测控装置30通过测控装置40与测控服务器60通信实时对 通水流量进行控制。
[0021] 本实施例提供的智能通水系统通过对混凝土通水设备通水流量、通水水温和通水 方向的自动精准控制，可实现混凝土内部温度的可控，使得混凝土内部温度按照理想化温 度进行控制。
[0022] 在本实施例中，水温控制装置10采用分层取水控制装置11或冷却机组12,分层取 水控制装置包括设于水源70不同深度的多个取水管路，每个取水管路设有用于实时测量 水源温度的水源温度传感器111及用于调控通水水温的电磁阀112。当采用水库分层取水 时，布置水库不同深度的管路（深度不同水温不同），管路上安装电磁阀，通过调整电磁阀 实现水温的调节，若需要的流量大于供水最大流量时，则取供水最大流量，计算所需水温， 通过电磁阀112调控通水水温。
[0023] 通水换向装置20布置于主通水管路80上，用于实时记录换向信息并24小时自动 调控流向；通水换向装置20设有四个通水管路，分别连接进水口 21、排水口 22、进口冷却口 23及出口冷却口 24 ;分层取水控制装置通过输水管路113与进水口 21连接。
[0024]水管流量测控装置30布置于主通水管路80上用于实时测量水管水温及流量并对 通水流量进行控制；
[0025] 参数测量装置50包括：布置于坝址处用于实时测量坝址处温湿度的温湿度传感 器，布置于大体积混凝土坝90内部用于实时测量混凝土内部温度的多个温度传感器51 ;设 于进水口 21及排水口 22分别设有用于实时测量进口水温、出口水温的进口水温传感器52 及出口水温传感器53 ;设于进水口 21及排水口 22的水压传感器；用于测量气温、地温、仓 面温度的温度传感器；用于测量太阳辐射热的太阳辐射仪；用于测量温度梯度的温度梯度 仪；
[0026]大体积混凝土坝90内部设有通水管91，通水管91的一端设于进口冷却口 23 -侧 并通过水管流量测控装置30与主通水管路80连接，另一端设于出口冷却口 24 -侧并与主 通水管路80连接。
[0027] 测控装置40与水源温度传感器111、电磁阀112、通水换向装置20、水管流量测 控装置30、温湿度传感器、温度传感器、进口水温传感器52、出口水温传感器53、水压传感 器、太阳辐射仪及温度梯度仪连接；测控服务器60还连接有用于测控骨料温度、机口温度、 入仓温度、浇筑温度的测试记录仪，测试记录仪通过无线网络与测控服务器连接实时测量 骨料温度、机口温度、入仓温度和浇筑温度；测控装置40通过无线传输网络或有线传输网 络与测控服务器60连接。本实施例的总控室可设在机房内，测控服务器60可布置于总控 室内，服务器中安装有实时采集程序与调控程序，在施工现场布置无线网络（WIFI、ZIGBEE 等）或有线网络，实现总控室与施工现场相关设备的实时通讯，实时采集与调控程序每天 根据采集的信息实现自动计算（流量、流向、水温），服务器根据计算量自动将通水流量、流 向及水温下发给相关设备，实现设备的自动调控，调控完成后，设备自动返回通水正常与不 正常的相关预警信息，施工人员可根据软件的预警信息进行相关处理。