專利名稱：一種大體積混凝土溫度采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于基建工程混凝土施工領(lǐng)域，特別是ー種大體積混凝土溫度采集裝置。
背景技術(shù)：
大體積混凝土施工過程中的溫度監(jiān)測是大型基建工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測，采用差阻式溫度計，人工讀數(shù)，普遍存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不及時、不全面等問題，數(shù)據(jù)采集的勞動強度高，不利于實現(xiàn)大體積混凝土的精細化溫度控制。應(yīng)用數(shù)字傳感技術(shù)開發(fā)混凝土溫度采集裝置，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(jiān)測過程中，普遍采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，由于其工作特性，無法對每只溫度計予以標(biāo)識，不便于使用時對其進行 管理。另外，現(xiàn)有溫度采集裝置普遍存在體積大，攜帯不便，且無法實現(xiàn)溫度采集裝置與傳感器、溫度采集裝置與PC工作站、中心服務(wù)器之間的信號交互。數(shù)字式溫度監(jiān)測和采集裝置在エ業(yè)領(lǐng)域的永久性溫度監(jiān)測中，在大體積混凝土溫控中已有局部應(yīng)用，其主要原理是采用DS18B20作為傳感器，但是此種采集裝置設(shè)計為固定式的多路采集裝置、使用外部電源供電，使用無線通訊實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，此種應(yīng)用模式需要有穩(wěn)定的外部電源長期供電，設(shè)備投入量大，施工周期長，特別不適用于大體積混凝土澆筑期間及養(yǎng)護前期復(fù)雜的現(xiàn)場條件，難以滿足靈活的溫度數(shù)據(jù)采集需求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供ー種快速、準(zhǔn)確，可即插即用，可通過無線方式或數(shù)據(jù)線與計算機進行通訊的大體積混凝土溫度采集裝置。本實用新型是通過以下方案實現(xiàn)的ー種大體積混凝土溫度采集裝置，其特征在于包括溫度傳感器埋設(shè)在混凝土內(nèi)部，用于獲取埋設(shè)部位的溫度信息；數(shù)據(jù)采集模塊與所述溫度傳感器通訊，獲取并解析溫度傳感器發(fā)送的傳感器序列號及當(dāng)前的溫度信息；數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲采集的綜合信息，所述綜合信息包括采集時間、傳感器序列號、溫度值；數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將存儲的綜合信息發(fā)送到PC工作站，進入中心服務(wù)器；中央處理單元與所述數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接，用于數(shù)據(jù)處理；電源模塊負責(zé)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，用于實時顯示采集裝置的狀態(tài)，包括當(dāng)前時亥|J、連接的溫度傳感器數(shù)目、累計存儲的溫度記錄數(shù)、采集狀態(tài)、電源狀態(tài)；[0015]鍵盤與所述中央處理單元連接，包括9個按鍵，用于進行電源開關(guān)、采集模式切換、顯示模式切換、屏幕背光開關(guān)、無線發(fā)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(shè)在混凝土內(nèi)部的不同位置。所述溫度傳感器采用DS18B20芯片，用一體成型的不銹鋼圓柱形外殼和環(huán)氧樹脂密實封裝，外接三芯傳感器線纜。所述數(shù)據(jù)采集模塊包括一個三芯航空接頭，外接可更換式采集線纜，通過專用線夾與三芯傳感器線纜相連，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括自動與手動兩種采集模式，支持總長度在300米以內(nèi)的I 8只溫度傳感器的ー線制并行采集。所述數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)有ZigBee無線通訊和USB串ロ兩種數(shù)據(jù)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采集裝置中數(shù)據(jù)采集模塊可以與溫度傳感器即插即用，數(shù)據(jù)采集前無需對裝置進行初始化，可直接進行溫度采集；由于采用了 ZigBee無線通訊和USB串ロ兩種數(shù)據(jù)傳輸模式，克服了在線式溫度監(jiān)測系統(tǒng)布線困難、可用性差、采集效率低、設(shè)備投入大的弊端，并在施工現(xiàn)場較為惡劣的環(huán)境條件下，保證設(shè)備的穩(wěn)定可靠性，滿足了大體積混凝土施工現(xiàn)場的大批量數(shù)據(jù)采集需求。本實用新型可用來滿足大體積混凝土施工期的溫度數(shù)據(jù)采集，具有數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、及時、操作靈活、環(huán)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(jié)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采集裝置，包括溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、中央處理單元、顯示模塊、電源模塊及鍵盤。所述溫度傳感器采用DS18B20芯片，用一體成型的不銹鋼圓柱形外殼和環(huán)氧樹脂密實封裝，外接三芯傳感器線纜，溫度傳感器埋設(shè)在混凝土內(nèi)部，用于獲取埋設(shè)部位的溫度信息。所述數(shù)據(jù)采集模塊包括一個三芯航空接頭，外接可更換式采集線纜，并可隨時更換。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(shè)計，支持總長度在300米以內(nèi)的1-8只傳感器的ー線制并行采集。該模塊具有自動與手動兩種采集模式，在自動模式下，數(shù)據(jù)采集模塊自動偵測傳感器的連接狀態(tài)與連接數(shù)量，及時采集各個傳感器的序列號與溫度值，測值穩(wěn)定后自動觸發(fā)溫度存儲操作。所述數(shù)據(jù)存儲模塊使用容量為512K的ROM存儲芯片，用來存儲采集的綜合信息，包括采集時間、傳感器序列號、溫度值。所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用來將存儲的信息發(fā)送到PC工作站，進入中心服務(wù)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(shù)據(jù)線接入連接計算機，與計算機實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的同歩。在無網(wǎng)絡(luò)的情況下可以采用UBS接入模式來進行數(shù)據(jù)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(fā)送數(shù)據(jù)。所述顯示模塊用來實時顯示采集裝置的狀態(tài)，包括當(dāng)前時刻、連接的傳感器數(shù)目、累計存儲的溫度記錄數(shù)、采集狀態(tài)、電源狀態(tài)。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(xiàn)兩種顯示模式，主屏幕顯示當(dāng)前的時間，電池電量，連接狀態(tài)，連接傳感器數(shù)量、各個傳感器溫度值及累計存儲計數(shù)；詳細信息模式下，顯示當(dāng)前連接的各個傳感器的序列號后6位及對應(yīng)的溫度值。所述電源模塊用于實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換、電池充電、設(shè)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。電源模塊提供防電涌及短路保護功能，保護傳感器與裝置主機在異常狀況下 不被燒壞。所述鍵盤采用防水設(shè)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(xiàn)電源開關(guān)、自動/手動切換、背光開關(guān)、手動存儲與翻頁、顯示切換、無線發(fā)送功能；其余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(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、顯示模塊、電源模塊和鍵盤相連接，用于數(shù)據(jù)處理。本裝置與配套管理軟件相結(jié)合，實現(xiàn)了大體積混凝土施工過程中溫度的快速、精確采集，克服了傳統(tǒng)的采集方法效率低，差錯率高的缺陷。利用數(shù)字傳感器的單總線特點，數(shù)據(jù)采集模塊可通過電纜串接多只溫度傳感器，可一次采集多個數(shù)據(jù)。設(shè)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(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境，保證了設(shè)備的可用性；較傳統(tǒng)的采集手段，溫度數(shù)據(jù)采集效率提高80%，數(shù)據(jù)準(zhǔn)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(jù)設(shè)計要求將溫度傳感器埋設(shè)到混凝土內(nèi)部，使用三芯水エ電纜將溫度傳感器引出到合適的采集部位，并將多個傳感器并列連接為ー組(可使用集線器)；2、打開本裝置電源開關(guān)，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(tài)，讀值穩(wěn)定后自動記錄采集時間、序列號及溫度值；或手動觸發(fā)并存儲，采集計數(shù)器累加；4、在ZigBee網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，人工觸發(fā)將采集的溫度數(shù)據(jù)上傳到指定計算機，或?qū)⒈静杉b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(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技木。
權(quán)利要求1.ー種大體積混凝土溫度采集裝置，其特征在于，包括 溫度傳感器埋設(shè)在混凝土內(nèi)部，用于獲取埋設(shè)部位的溫度信息； 數(shù)據(jù)采集模塊與所述溫度傳感器通訊，獲取并解析溫度傳感器發(fā)送的傳感器序列號及當(dāng)前的溫度信息； 數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲采集的綜合信息，所述綜合信息包括采集時間、傳感器序列號、溫度值； 數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將存儲的綜合信息發(fā)送到PC工作站，進入中心服務(wù)器； 中央處理単元與所述數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接，用于數(shù)據(jù)處理； 電源模塊負責(zé)給所述裝置所有用電單元供電。
2.如權(quán)利要求I所述的大體積混凝土溫度采集裝置，其特征在于還包括 顯示模塊與所述中央處理單元連接，用于實時顯示采集裝置的狀態(tài)，包括當(dāng)前時刻、連接的溫度傳感器數(shù)目、累計存儲的溫度記錄數(shù)、采集狀態(tài)、電源狀態(tài)； 鍵盤與所述中央處理單元連接，包括9個按鍵，用于進行電源開關(guān)、采集模式切換、顯示模式切換、屏幕背光開關(guān)、無線發(fā)送及其它自定義操作。
3.如權(quán)利要求I所述的大體積混凝土溫度采集裝置，其特征在于所述溫度傳感器至少為兩個，每個溫度傳感器分別埋設(shè)在混凝土內(nèi)部的不同位置。
4.如權(quán)利要求I所述的大體積混凝土溫度采集裝置，其特征在于所述溫度傳感器采用DS18B20芯片，用一體成型的不銹鋼圓柱形外殼和環(huán)氧樹脂密實封裝，外接三芯傳感器線纜。
5.如權(quán)利要求I或4所述的大體積混凝土溫度采集裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集模塊包括一個三芯航空接頭，外接可更換式采集線纜，通過專用線夾與三芯傳感器線纜相連，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括自動與手動兩種采集模式，支持總長度在300米以內(nèi)的I 8只溫度傳感器的ー線制并行采集。
6.如權(quán)利要求I所述的大體積混凝土溫度采集裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)有ZigBee無線通訊和USB串ロ兩種數(shù)據(jù)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采集裝置，包括溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源模塊及中央處理單元。該裝置中數(shù)據(jù)采集模塊可以與溫度傳感器即插即用，數(shù)據(jù)采集前無需對裝置進行初始化，可直接進行溫度采集；數(shù)據(jù)傳輸模塊由于采用了ZigBee無線通訊和USB串口兩種數(shù)據(jù)傳輸模式，克服了在線式溫度監(jiān)測系統(tǒng)布線困難、可用性差、采集效率低、設(shè)備投入大的弊端，并在施工現(xiàn)場較為惡劣的環(huán)境條件下，保證設(shè)備的穩(wěn)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(shù)據(jù)采集，具有數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、及時、操作靈活、環(huán)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(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)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