专利名称：多通道混凝土水化温度自动监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属混凝土材料性能测试技术领域，尤其是混凝土水化温度的自动监测装置。
背景技术：
混凝土在浇筑之后，进入水化硬化阶段，在这一阶段，水泥等胶凝材料与水等物质发生反应，形成水化产物。该反应过程为放热反应。而且，由于混凝土的导热性能不佳，往往会导致混凝土温度出现大幅度上升现象。尤其是近年来，随着混凝土工程向大型化、复杂化方向发展，混凝土的水化温度上升幅度越来越大。过大的温度升幅和混凝土体积常常导致混凝土冷却不均匀，如混凝土表面比内部冷却的较快。因而，表面混凝土的收缩率高于内部，致使表面混凝土出现拉应力，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现开裂等问题，损害混凝土结构的质量。因此，对于大体积和大面积的混凝土结构，需要监测其水化温度的变化情况，预防出现过大的温升现象，防止开裂等质量问题的出现。
目前，在混凝土工地上主要采用在混凝土中分布埋设热电偶的方法监测其温度变化情况。在实际监测过程中，通过人工使用电压表量测热电偶的电压值，换算成温度，并进行记录。因为混凝土在早期水化过程中反应快速，温度变化剧烈，需对混凝土的温度进行24小时的连续监测，因此，人工方法工作量大，并且人工记录受个人的精神状态影响较大，在长时间工作情况下，容易出现误读、误记和误算等问题，导致监测误差较大。此外，人工方法的综合成本也是比较高的。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种由便携式电脑控制的多通道混凝土水化温度全自动监测装置，该装置可对大体积或大面积的混凝土进行全面的温度监测。
本实用新型提出的多通道混凝土化温度自动监测装置，由温度传感器1、信号调理器2、A/D转换器3、笔记本电脑4依次连接组成。其中，温度传感器用于测试温度；信号调理器用于对来自温度传感器的模拟电信号进行放大和转换；信号调理器输出的信号进入A/D转换器，由A/D转换器将模拟电信号转换为数字信号，并输入笔记本电脑，存储于其硬盘中。
与人工方法相比本项发明提出的多通道混凝土水化温度自动监测装置具有如下优点，可满足各种类型的混凝土结构施工的需求。
(1)监测过程全自动，具有高精度和可靠性强等优点，并降低人工成本。
(2)温度测试时间间隔在毫秒级到无穷大之间可任意调节，适合各种混凝土情况，尤其是快速抢修混凝土结构，这是人工方法无法比拟的。
(3)可以实时在电脑上显示混凝土结构的温度分布情况，为分析混凝土的温度应力分布，及时采取应对措施，提供有力的信息支持。
(4)监测通道具有可扩充性。
(5)整套装置便携性强。
图1多通道混凝土水化温度自动监测装置原理方框图。
图2温度校对线。其中，横坐标为模拟电压输出(V)，纵坐标为温度(℃)。
图3实施例电路图。
图中符号1为温度传感器，2为模拟信号调理模块，3为A/D转换器，4为笔记本电脑，5为并行接口，6为USB电缆。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明作进一步描述。如图3所示。
用于测量混凝土水化温度的传感器1可选用热电偶或热电阻温度计，本实施例中采用热电阻(Pt100)作为温度传感器，信号调理器2为一种模拟信号调理模块；热电阻PTD的两端接入模拟信号调理模块的3、4、5端口，在模块的1、2端口接入模块放大范围调整电阻RG，调理模块的7、8端口为模拟电源输入，调理模块的9、10端口分别为+5V电源输入和电源公共端；温度变化引起铂热电阻的电阻值的变化，通过1、2两端口与模块中的桥式电路相连，将电阻值的变化转换为电压信号，然后模块对信号进行放大和去噪处理，由端口6输出小于±10V的模拟电信号；模拟电信号经并行接口输入A/D转换器。为达到0.1℃的温度测量精度，采用分辨率为16Bit的A/D转换器，输入通道为32个，输入电压范围±10V，输入阻抗100MΩ，采用频率大于20KHz。A/D转换器3输出的数字信号采用USB方式输入到笔记本电脑4中。
系统建立之后，要对其进行温度校对，图2为其温度校对曲线。之后，该装置即可用于混凝土水化温度的监测。
权利要求1.一种多通道混凝土水化温度自动监测装置，其特征在于由温度传感器(1)、信号调理器(2)、A/D转换器(3)、笔记本电脑(4)依次连接组成；其中，温度传感器(1)用于测试温度；信号调理器(2)用于对来自温度传感器的模拟电信号进行放大和转换；信号调理器(2)输出的信号进入A/D转换器，由A/D转换器将模拟电信号转换为数字信号，并输入笔记本电脑，存储于其硬盘中。
2.根据权利要求1所述的自动监测装置，其特征在于采用热电阻作为温度传感器，信号调理器(2)为一种模拟信号调理模块；热电阻PTD的两端接入模拟信号调理模块的3、4、5端口，在调理模块的1、2端口接入模块放大范围调整电阻RG，调理模块的7、8端口为模拟电源输入，调理模块的9、10端口分别为+5V电源输入和电源公共端；温度变化引起铂热电阻的电阻值的变化，通过1、2两端口与模块中的桥式电路相连，将电阻值的变化转换为电压信号，然后模块对信号进行放大和去噪处理，由端口6输出小于±10V的模拟电信号；模拟电信号经并行接口输入A/D转换器，A/D转换器(3)输出的数字信号采用USB方式输入到笔记本电脑(4)中。
专利摘要本实用新型为一种多通道混凝土水化温度自动监测装置。它由温度传感器、信号调理器、A/D转换器、电脑依次连接组成。温度传感器用于测试温度，信号调理器对来自温度传感器的模拟电信号进行放大和转换，信号调理器输出的信号进入A/D转换器，将模拟电信号转换为数字信号，并输入电脑。本测试装置使监测过程自动化，检测精度高，可靠性强，监测通道具有可扩充性。
文档编号G01K3/06GK2687639SQ20032010780
公开日2005年3月23日 申请日期2003年11月6日 优先权日2003年11月6日
发明者张东, 吴科如, 周剑敏 申请人:同济大学