一种大体积混凝土温差监测报警系统设计

一种大体积混凝土温差监测报警系统设计

苏国良

广州市城市建设工程监理有限公司  广东广州 510000

摘要：本文主要根据大体积混凝土温差监测报警系统的设计、功能以及具体实施方式进行研究和分析。

关键词：大体积混凝土；监测；报警系统；设计

引言

随着国民经济的快速发展，城市建设速度也进入高速增长期，单体工程规模越来越大，大体积混凝土施工越来越多。在混凝土浇筑初期会产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，因此水化热积聚在大体积混凝土内部不易散发，使得大体积混凝土的内部温度上升，造成大体积混凝土的表面温度与内部温度存在差异。当大体积混凝土的表面与内部的温差较大时，混凝土容易出现温度裂痕，因此温差监测是大体积混凝土施工中的一个重要环节，也是防止温度裂缝产生的关键。

1.设计一种大体积混凝土温差监测报警系统的目的

本设计提供一种大体积混凝土温差监测报警系统，以解决现有技术在对大体积混凝土进行温差监测时容易发生漏测或测量不及时的技术问题，通过在大体积混凝土的上表面设置包括测温单元的警报模块，以及在大体积混凝土内间隔设置若干温度检测模块，能够及时对大体积混凝土的表面及内部各个位置的温度进行检测，从而有效避免发生漏测或测量不及时的情况。

2.一种大体积混凝土温差监测报警系统的结构设计

本设计提供的一种大体积混凝土温差监测报警系统，通过在大体积混凝土的上表面设置包括测温单元的警报模块，以及在大体积混凝土内间隔设置若干温度检测模块，能够及时对大体积混凝土的表面及内部各个位置的温度进行检测，从而有效避免发生漏测或测量不及时的情况。大体积混凝土温差监测报警系统的结构示意图如下：

                   大体积混凝土温差监测报警系统的结构示意图

1、主机；101、图像显示模块；2、警报模块；201、报警单元；202、数值显示单元；3、温度检测模块；4、大体积混凝土；5、抗拉件；6、视频监控设备。

3.具体实施方式

一种大体积混凝土温差监测报警系统，包括主机1、警报模块2和若干温度检测模块3。主机1包括数据分析模块；模块2设于大体积混凝土4的上表面，警报模块2包括报警单元201和测温单元；测温单元的数据输出端与数据分析模块的第一数据输入端连接；大体积混凝土4内间隔设有若干温度检测模块3，温度检测模块3与数据分析模块通讯连接；数据分析模块的信号输出端与报警单元201的信号输入端连接。

警报模块2设于大体积混凝土4的上表面，且警报模块2包括测温单元，因此能够通过警报模块2对大体积混凝土4的上表面温度进行测量。通过测温单元的数据输出端与数据分析模块的第一数据输入端连接，能够将测量到的上表面温度值传输至数据分析模块。通过在大体积混凝土4内间隔设有若干温度检测模块3，能够对大体积混凝土4内部的各个位置的温度进行检测，然后通过温度检测模块3与数据分析模块通讯连接，能够将大体积混凝土4内部的各个位置的温度值传输至数据分析模块，数据分析模块便能够根据接收到的上表面温度值和内部各个位置的温度值，对大体积混凝土4的表内温差进行计算。通过数据分析模块的信号输出端与报警单元201的信号输入端连接，当表内温差不满足预先规定的温差要求时，能够向报警单元201发送报警信号，以使报警单元201发出警示，提醒现场施工人员。

数据分析模块内置有数据分析系统，工作人员能够根据大体积混凝土4的厚度对数据分析系统的报警策略进行设置，例如，当大体积混凝土4的厚度小于1.5m时，将数据分析系统的报警策略配置为当表内温差大于20℃时报警，当大体积混凝土4的厚度为1.5m～2.5m时，将数据分析系统的报警策略配置为当表内温差大于25℃时报警当大体积混凝土4的厚度大于2.5m时，将数据分析系统的报警策略配置为当表内温差大于28℃时报警。报警单元201为警报灯，当警报灯通过其信号输入端接收到数据分析模块发送的报警信号时，警报灯开启，提醒现场施工人员。温度检测模块3设于大体积混凝土4内的若干抗拉件5，每个抗拉件5上的若干温度检测模块3沿大体积混凝土4的深度方向间隔设置。大体积混凝土4内通常在不同位置设有若干抗拉件5例如钢筋，因此本实施例通过温度检测模块3设于大体积混凝土4内的若干抗拉件5上，且每个抗拉件5上的若干温度检测模块3沿大体积混凝土4的深度方向间隔设置，从而能够对大体积混凝土4内不同位置的温度进行测量。温度检测模块3的温度检测量程为-30℃~130℃。每个抗拉件5上的若干温度检测模块3之间的间隔距离大于或等于500mm。温度检测模块3与大体积混凝土4的上表面之间的间隔距离大于或等于200mm。温度检测模块3与大体积混凝土4的底部之间的间隔距离大于或等于200mm。本设计按照大体积混凝土4温度测控技术规范要求，将温度检测模块3分别设于大体积混凝土4内部的上部位、中部位和下部位，可以理解的是，设于上部位的温度检测模块3即为靠近大体积混凝土4的上表面的温度检测模块3，且该部位的温度检测模块3与上表面之间的间隔距离大于或等于200mm；设于下部位的温度检测模块3即为靠近大体积混凝土4的底部的温度检测模块3，且该部位的温度检测模块3与底部之间的间隔距离大于或等于200mm；设于中部位的温度检测模块3即为上部位和下部位之间的温度检测模块3，从设于上部位的温度检测模块3开始，往大体积混凝土4的深度方向间隔设置若干温度检测模块3，且温度检测模块3之间的间隔距离大于或等于500mm。温度检测模块3为无线温度传感器，无线温度传感器的信号输出端通过无线通讯与数据分析模块的信号输入端连接。由于大体积混凝土4内需要设置的温度检测模块3的数量较多，为了减少通信线缆的数量，本设计采用无线温度传感器作为温度检测模块3，无线温度传感器与数据分析模块之间通过网络进行无线通讯，从而能够有效减少通信线缆的数量。警报模块2还包括用于显示温度检测模块3编号和温差值的数值显示单元202；数据分析模块的数据输出端与数值显示单元202的数据输入端连接。每个温度检测模块3均具有一编码以用于对不同的温度检测模块3进行识别，数据分析模块的数据输出端通过与数值显示单元202的数据输入端连接，能够将不满足预先规定的温差要求的温差值以及对应的温度检测模块3的编号传输至数值显示单元202进行显示，从而现场人员能够根据温度检测模块3编号快速地对大体积混凝土4内温度过高的位置进行定位，并知晓该位置与上表面之间的具体温差值，有助于现场人员及时对大体积混凝土4内温度过高的位置进行控温，避免出现温度裂痕。系统还包括视频监控设备6和图像显示模块101，视频监控设备6的镜头对准大体积混凝土4和位于大体积混凝土4上方的数值显示单元202，视频监控设备6的数据输出端与图像显示模块101的数据输入端连接。为了能够对施工现场及数值显示单元202的显示数值进行实时监控，本设计通过视频监控设备6的镜头对准大体积混凝土4和位于大体积混凝土4上方的数值显示单元202，并通过视频监控设备6的数据输出端与图像显示模块101的数据输入端连接，从而能够在图像显示模块101显示监控图像，实现对施工现场及数值显示单元202的实时监控。设于每个抗拉件5上的温度检测模块3的数量为3～5个。

4.结语

现有技术为了实现对大体积混凝土的温差监测，通常采用手动测量方式测量大体积混凝土的表面温度与内部温度，但这种方式受限于测量人员的测量经验，容易发生漏测或测量不及时的情况。因此，为控制混凝土内部因水化热引起的绝热温升同时控制混凝土表面温度、防止内外温差过大，而采取的大体积混凝土温差自动报警系统成为在工程建设之中既有效又及时的控制手段之一

参考文献内容：

[1]《大体积混凝土施工标准》GB 50496-2018

[2] 《大体积混凝土温度测控技术规范》GB/T 51028-2015