一种栈桥混凝土温度测量系统及方法与流程

1.本发明主要涉及栈桥技术领域，具体涉及一种栈桥混凝土温度测量系统及方法。


背景技术：

2.水泥混凝土是建筑行业中常见的材料，利用水泥混凝土作为材料的建筑物随处可见，而且一些重要部位的构件均采用水泥混凝土制成。
3.目前，随着检测技术的发展以及人们对建筑安全要求的日益提高。针对水泥混凝土构件，一旦水泥混凝土结构构件中出现开裂的情况，就代表该构件存在较大的质量问题、甚至是安全风险。由于内外温差的原因，混凝土内部热量积聚不易散发，当温差大到一定程度，表面的拉应力超过当时的混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。因此，对建筑物中的水泥混凝土进行有效的温度检测极为重要。
4.现有技术中主要是利用人工巡检的方式对建筑物中的大体积水泥混凝土进行温度检测，工作人员的工作量大，且极为繁琐，使得温度监测值的实时性较差，读取数据的误差较大，导致测温数据处理不及时、不准确等问题时常出现，人工巡检测温度的低效及失真，也使得这种温度监测技术方法诟病太多而不为工程技术人员所接受。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种整体结构简单、减少布线工作量的栈桥混凝土温度测量系统及方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
7.一种栈桥混凝土温度测量系统，包括温度测量单元，所述温度测量单元包括多个温度电子标签、泄露电缆、阅读器和控制器；多个温度电子标签分层布置于所述混凝土内部的测温点处，用于采集所述测温点的温度信息，并将包含对应位置信息和温度信息的射频信号发送至泄露电缆；所述泄露电缆位于所述混凝土内部，用于将所述射频信号发送至阅读器；所述阅读器与所述控制器相连，用于接收并解调所述射频信号，得到数据信息，并将数据信息发送至控制器。
8.作为上述技术方案的进一步改进：
9.各所述温度电子标签至少呈两层分布于所述混凝土的内部，其中相邻层之间的温度电子标签沿竖直方向布置。
10.各层温度电子标签之间的间距为15～25cm。
11.还包括伸缩杆，所述伸缩杆由多节空心杆套接而成；同一竖直方向上的多个温度电子标签则依次安装于伸缩杆上，且各温度电子标签对应一节空心杆且安装于对应空心杆的外露端。
12.各所述空心杆为钢杆。
13.所述空心杆与对应的温度电子标签之间设有隔热层。
14.所述阅读器包括接收模块、发送模块与读写模块；所述接收模块，用于接收并解调
所述射频信号，得到所述数据信息，并将所述数据信息发送给所述读写模块；所述读写模块，用于接收所述数据信息，并对所述数据信息进行解码后发送给所述控制器，还用于接收所述控制器发送的控制信号，并对所述控制信号进行编码后发送给所述发送模块；所述发送模块，用于接收经过编码后的所述控制信号，并对经过编码后的所述控制信号进行调制放大，并将经过调制放大后的所述控制信号发送给所述温度电子标签。
15.本发明还公开了一种基于如上所述的栈桥混凝土温度测量系统的测量方法，包括：
16.分层布置于所述混凝土内部的测温点处的多个温度电子标签，采集所述测温点的温度信息，并将包含对应位置信息和温度信息的射频信号发送至泄露电缆；
17.位于所述混凝土内部的泄露电缆，将所述射频信号发送至阅读器；
18.与所述控制器相连的阅读器，接收并解调所述射频信号，得到数据信息，并将数据信息发送至控制器。
19.与现有技术相比，本发明的优点在于：
20.(1)本发明通过温度电子标签采集测温点的温度信息，并将包含对应位置信息和温度信息的射频信号经泄露电缆发送至阅读器以得到数据信息，实现对混凝土多个测量点的精准测量，其布置方式能够减少布线工作量，简化施工过程中混凝土内部温度测量过程，且整体结构简单。
21.(2)本发明通过伸缩杆来实现温度电子标签上下布置，能够实现在竖直方向上不同位置点的温度测量，而且操作简便。
22.(3)本发明的温度电子标签与伸缩杆之间设有隔热层(如绝缘胶)，通过绝缘胶来阻隔伸缩杆(一般为钢杆或其它金属杆)对混凝土温度检测的干扰，提高温度电子标签与伸缩杆之间的隔热效果，提高温度电子标签的检测准确度。
附图说明
23.图1为本发明的温度测量系统在具体应用时的实施例图。
24.图2为本发明的温度测量方法在具体应用时的流程图。
25.图3为本发明的养护系统在实施例的方框结构图。
26.图4为本发明的水冷组件在具体应用时的实施例图。
27.图中标号表示：1、温度测量单元；101、温度电子标签；102、泄露电缆；103、阅读器；104、控制器；105、伸缩杆；1051、空心杆；2、温度调节单元；201、鼓风组件；2011、鼓风机；202、喷淋组件；2021、喷淋头；203、水冷组件；2031、水冷管；2032、水冷泵；2033、水箱。
具体实施方式
28.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
29.如图1所示，本实施例的栈桥混凝土温度测量系统，包括温度测量单元1，温度测量单元1包括多个温度电子标签101、泄露电缆102、阅读器103和控制器104；多个温度电子标签101分层布置于混凝土内部的测温点处，用于采集测温点的温度信息，并将包含对应位置信息和温度信息的射频信号发送至泄露电缆102；泄露电缆102位于混凝土内部，用于将射频信号发送至阅读器103；阅读器103与控制器104相连，用于接收并解调射频信号，得到数
据信息，并将数据信息发送至控制器104。另外，阅读器103还通过泄露电缆102向温度电子标签101发送电磁波，以进行供电。
30.在一具体实施例中，各温度电子标签101呈两层水平分布于混凝土的内部，其中下层的测温点均匀分布在混凝土的内部，上层对应的测温点则位于下层测温点的正上方，上层测温点与下层测温点位于同一竖直线上，且两者间隔一定距离(如15～25cm，此间距范围既能够保证对混凝土的全面监测，同时又能保证其使用的温度电子标签101数量最少)，从而可以实现混凝土沿其深度方向不同点的温度，从而可以得到两者的温差，便于后续更好的进行温度调节。当然，在其它实施例中，也可以设置为三层、四层或者更多层。
31.在一具体实施例中，阅读器包括接收模块、发送模块与读写模块；接收模块，用于接收并解调射频信号，得到数据信息，并将数据信息发送给读写模块；读写模块，用于接收数据信息，并对数据信息进行解码后发送给控制器，还用于接收控制器发送的控制信号，并对控制信号进行编码后发送给发送模块；发送模块，用于接收经过编码后的控制信号，并对经过编码后的控制信号进行调制放大，并将经过调制放大后的控制信号发送给温度电子标签。
32.在一具体实施例中，同一竖直线上的温度电子标签101均安装于同一伸缩杆105上。其中伸缩杆105由多节空心杆1051套接而成；各温度电子标签101对应一节空心杆1051且安装于对应空心杆1051的外露端。上述可以根据需要调整伸缩杆105的长度,从而调整同一竖直线上两个温度电子标签101之间的距离，如混凝土厚度越大，相邻的两个温度电子标签101之间的间距越大，从而能够节省其使用数量；同时也便于将温度电子标签101伸入至狭窄部位或钢筋密集区域进行混凝土温度检测。
33.进一步地，温度电子标签101与伸缩杆105之间设有隔热层(如绝缘胶)，通过绝缘胶来阻隔伸缩杆105(一般为钢杆或其它金属杆)对混凝土温度检测的干扰，提高温度电子标签101与伸缩杆105之间的隔热效果，提高温度电子标签101的检测准确度。
34.如图2所示，本发明还公开了一种基于如上所述的栈桥混凝土温度测量系统的测量方法，包括：
35.分层布置于混凝土内部的测温点处的多个温度电子标签101，采集测温点的温度信息，并将包含对应位置信息和温度信息的射频信号发送至泄露电缆102；
36.位于混凝土内部的泄露电缆102，将射频信号发送至阅读器103；
37.与控制器104相连的阅读器103，接收并解调射频信号，得到数据信息，并将数据信息发送至控制器104。
38.下面结合一具体的实施例对上述温度测量系统及方法做进一步说明：
39.先敷设泄露电缆102，将泄露电缆102的泄露孔按测量点的布置位置进行布置，将温度电子标签101埋设在测量点，每个测量点设置一个温度电子标签101。测试时，阅读器103通过泄露电缆102向温度电子标签101发射电磁波，为每个温度电子标签101提供电能，阅读器103通过泄露电缆102接收各个测量位置处温度电子标签101发送的射频信号，并将射频信号进行解调后发送给控制器104。上述布置方式能够减少布线工作量，简化施工过程中混凝土内部温度测量过程。
40.在上述温度测量系统的基础上，本发明还设有温度调节单元2，其中温度测量单元1和温度调节单元2构成混凝土养护系统，如图3所示。温度调节单元2根据每个测量点的温
度信息对混凝土进行温度调节；其中测量点可根据现场混凝土面积大小、深度等情况进行选择，可以为一个，也可以为多个。本发明的栈桥混凝土智能养护系统，通过温度测量单元1对混凝土中每个测量点的温度信息进行测量，温度调节单元2根据每个测量点的温度信息对混凝土进行温度调节，从而实现混凝土的自动化及智能化养护。
41.本实施例中，温度调节单元2包括鼓风组件201、喷淋组件202或水冷组件203中的一种或多种，具体可根据实际情况进行选择。其中鼓风组件201则用于对混凝土的表面进行鼓风作业以进行降温；喷淋组件202则用于对混凝土的表面进行喷淋作业。水冷组件203则布置于混凝土内部，通过水冷的方式为混凝土尤其是混凝土内部进行冷却降温。
42.具体地，鼓风组件201为鼓风机2011，数量为多台，均匀布置在混凝土表面，通过鼓风实现对混凝土的降温。其中鼓风机2011的鼓风量可调，可以根据检测到的温度信息进行速度调节，如温度过高，则鼓风量越大；反之则减少其鼓风量。
43.具体地，喷淋组件202包括多个喷淋头2021，且各个喷淋头2021均对应安装于最上层各测温点的上方。通过喷淋头2021向混凝土洒水以进行养护，防止混凝土出现裂缝。另外，各个喷淋头2021可以独立控制且各喷淋头2021的洒水量也可调节，可以根据对应的测温点的数据进行调节，从而达到精细化养护的目的。
44.具体地，如图4所示，水冷组件203包括水冷管2031、水冷泵2032和水箱2033，水冷管2031铺设于混凝土内部，一端与水冷泵2032的输出端相连，另一端与水箱2033相连，水冷泵2032的输入端与水箱2033相连。其中水冷管2031呈s形竖直布置于混凝土内部，使其与混凝土内部有足够的接触面积，以使降温效果更加明显。当然，上述水冷泵2032也是可以控制而独立调节冷水量的，即可以根据对应的温度进行调节，即温度越高，对应的水冷泵2032频率更高，冷水量更多，达到快速冷却的目的。当然，上述水箱2033内的水通过相应散热件(如散热器或散热风机等)与外界环境进行热量交换，保证其温度在合适范围内。
45.在本实施例中，温度调节单元2包括鼓风组件201、喷淋组件202和水冷组件203，其调节方式多样，可根据实际需求进行选择，提高其适用性；同时各组件均可以根据具体的温度值进行相应调整，达到精准的温度调节。
46.在一优选实施例中，采用两层水平分布于混凝土的内部的温度电子标签101进行温度测量，其中上下两层相邻的温度电子标签101之间的温度差可以反映混凝土上下层之间的温度差，如上层与混凝土上表面之间的距离为5cm，下层与混凝土上表面之间的距离为25cm，之间间隔20cm(上述数据根据现场经验得到的最优值，能够精准的反应混凝土温度的变化)。在进行温度测量时，可以间隔一定时间(如10分钟)测量一次。
47.具体地，每隔一定时间，如10mi n，上述各温度电子标签101测量对应测量点的温度数据，如测量得到的上层测温点的数据大于第一预设值(根据混凝土工艺进行预设)，则通过鼓风组件201(鼓风机2011)对混凝土表面进行鼓风作业，以降低混凝土表面的温度。如测量得到的下层测温点的数据大于第二预设值(根据混凝土工艺进行预设)，则通过水冷组件203(水冷管2031)对混凝土的内部进行水冷，以达到快速冷却混凝土内部的目的。当测量得到的上层与下层之间的温度差大于预设差值时，在水冷组件203(水冷管2031)对混凝土的内部进行水冷的同时，也可以对混凝土表面进行保温(铺设保温层)，以降低温度差，防止开裂。
48.另外，在对上述各测温点进行温度监控的同时，根据各时间点的温度值得到对应
的温度曲线，根据温度曲线判断对应的工艺过程。具体地，在上述工艺过程中，在温度差处于最大值且处于下降趋势时，说明混凝土内部的温度差正在减小，此时混凝土表面的温度较高，易出现干燥的状态，此时则控制喷淋组件202(各喷淋头2021)对混凝土进行喷洒水以保湿养护。其中在进行洒水作业时，各喷淋头2021的洒水量可以根据各测量点对应的温差来进行独立控制；同时各喷淋头2021的洒水量也可以根据温度差的变化来进行调整，如温度差越大，洒水量则越大，反之则洒水量减少，具体可预设洒水量-温度差之间的关系(如对应的曲线图)，根据上述曲线图进行洒水量的精准控制，从而实现混凝土的精准养护。
49.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。