CN110499790A - 一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置。包括远端温度检测装置和手持端装置，远端温度检测装置与手持端装置通过2.4G无线网络通讯连接；远端温度检测装置包括第一单片机MCU及与其端口相连接的温度传感器端口、第一液晶显示屏和第一2.4G无线通讯模块；所述的手持端装置包括第二单片机MCU及与其端口相连接的第二液晶显示屏和第二2.4G无线通讯模块；远端温度检测装置通过温度传感器端口连接用于测量混凝土养护温度的温度传感器，将检测到的温度数据通过2.4G无线通讯网络发送至手持端装置中，在手持端装置中通过此温度值换算出相应的混凝土临界强度值并进行显示。给冬季混凝土施工的养护工作带来极大的方便，确保施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及冬季混凝土施工装置技术领域，尤其涉及一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置。
背景技术
在建设输电线路的过程中，由于征地赔偿和大型机械施工作业问题，需要冬季施工，冬季施工的关键问题是混凝土施工、混凝土的养护问题，很容易造成混凝土受冻，质量不合格甚至报废。冬季混凝土养护是一个认真严肃、费时费事的问题，一旦疏忽大意，就会造成不可挽回的后果。
目前采用的方法是通过加防冻剂和早强剂，降低混凝土的冰点、加快混凝土强度增加速度。混凝土工程的冬期施工和常温施工不同，由于自然气温已降低到0℃以下，从整个施工过程的各个环节，都要采取相应的保温、防风、防失水等措施，尽量给混凝土创造正温养护环境，使混凝土能不断凝结、硬化、增长强度。然而在寒冷地区进行混凝土冬期施工，由于各种因素影响，欲使混凝土完全不受冻，是不现实也是不经济的。混凝土的养护早期保温、对混凝土加热，提高混凝土养护温度非常关键的。
在实际施工过程中主要存在以下几个问题：1、浪费大量人力和物力进行混凝土养护，一般用焦炉进行加温，可是加温到什么时间无法确定，靠经验盲目进行；2、早期没有简单的检测方法，一般回弹仪无法测试早期的混凝土强度；3、用人工温度检测方法，定时用温度表测温，不易实现，易造成看护人员一氧化碳中毒，危害人员生命；4、野外环境，条件恶劣，人员长期看管不现实，往往存在严重的质量问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置。将检测到的混凝土温度数据通过2.4G无线通讯网络实时传递，为计算混凝土强度提供数据依据，从而计算出混凝土的实时强度。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置，包括远端温度检测装置和手持端装置，远端温度检测装置与手持端装置通过2.4G无线网络通讯连接。
所述的远端温度检测装置包括第一单片机MCU及与其端口相连接的温度传感器端口、第一液晶显示屏和第一2.4G无线通讯模块；所述的手持端装置包括第二单片机MCU及与其端口相连接的第二液晶显示屏和第二2.4G无线通讯模块；远端温度检测装置通过温度传感器端口连接用于测量混凝土养护温度的温度传感器，将检测到的温度数据通过2.4G无线通讯网络发送至手持端装置中，在手持端装置中通过此温度值和相应的持续时间换算出相应的混凝土的强度，当强度超过临界强度值并进行显示。
所述的用于测量混凝土养护温度的温度传感器采用总线式温度传感器DS18B20。
所述的第一单片机MCU还连接有第一时钟芯片的数据采集端；第二单片机MCU还连接有第二时钟芯片的手持接收端。
所述第一时钟芯片和第二时钟芯片均采用PCF8563。可唤醒休眠的单片机，节省电能，降低功耗。
所述的远端温度检测装置和手持端装置均采用电池供电，具有较低的能耗。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)远端温度检测装置通过温度传感器端口连接用于测量混凝土养护温度的温度传感器，将检测到的温度数据通过2.4G无线通讯网络发送至手持端装置中；为计算混凝土强度提供数据依据，通过养护温度龄期和混凝土强度的曲线关系，从而计算出混凝土的实时强度。
(2)远端温度检测装置与手持端装置通过2.4G无线网络通讯连接；采用无线数据通信技术，施工人员不用下到基础附近，可以远距离(1000米内)观察采集数据，有效防止人员一氧化碳中毒。
(3)第一单片机MCU还连接有第一时钟芯片，第二单片机MCU还连接有第二时钟芯片；采用时钟定时发送和接收；这项技术主要解决低功耗问题，平时采集端和接收端处于休眠状态，通过时钟定时唤醒发射和接收装置，并进行校时，确保发射和接收同步。
(4)远端温度检测装置和手持端装置均采用电池供电，适应野外远离电源的环境。
附图说明
图1为本发明电路原理图；
图2为本发明电气原理框图；
图3为本发明电源电路图1；
图4为本发明电源电路图2。
图5为无线数据收发模块电路图；
图6为液晶显示屏电路图；
图7为数字温度传感器电路图；
图8为单片机电路图；
图9为音箱报警电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例：
如图1、图2所示，一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置，包括单片机以及与单片机电气相连的5V电源、3.3V后备电源、无线数据收发模块、时钟模块、显示屏、数字温度传感器以及音响。单片机采用AT89C52型51系列，5V电源采用干电池，无线数据收发模块采用NRF24L01型，时钟模块PCF8563型，显示屏采用LCD1602型液晶显示屏，数字温度传感器采用18B20型。
如图1、图8所示，单片机采用AT89C52型51系列，***有复位电路，晶体震荡器，供电回路。接口有p0、p1、p2、p3、4个8位端口，用于输入输出各种数据和信号。
如图1、图3所示，5V电源采用1.2伏电池4节，输出电压5伏左右。如图3所示，降压稳压电路包括1117三端稳压电源模块与电容器滤波，由5伏转换成3.3伏电源，供给无线数据收发模块NRF24L01芯片工作电源。
如图1、图4所示，供给时钟模块PCF8563芯片工作的后备电源，防止***休眠时，3.3V关闭时芯片掉电，3V电池确保时钟正常工作。电解电容和单向导电二极管使电池不倒流。
如图1、图5所示，无线数据收发模块采用NRF24L01型，与单片机p0端口相连。2.4G频率，125组频道任选，有功率放大芯片，通信距离远，抗干扰能力强，功耗低。
如图1、图6所示，液压显示屏型号为LCD1602，每行16的字符，供两行。电位器用来调整显示屏的辉光，DB0～DB7为8条拼口线总线，和单片机p1端口相连，用于显示数据的传送。
如图1、图7所示，数字温度传感器型号为18B20，数字温度探头，最大误差0.5℃。三端线，电源正，电源负，单总线，与单片机p2.2端口相连，用于输出温度数据。
如图1、图9所示，采用直流风鸣器，与单片机p3.4端口相连，通过单片机控制三极管开关，驱动音响。
如图1所示，时钟模块采用PCF8563型时钟芯片，可计算时间，其优点是超低功耗，静态工作电流为0.25μA，具有中断输出口，与单片机p2.0和p2.1端口相连，可以通过外部中断唤醒休眠的单片机。
本发明通过温度传感器测量混凝土温度，将检测到的温度数据通过2.4G无线通讯网络发送至手持端装置中，为计算混凝土强度提供数据依据，通过养护温度龄期和混凝土强度的曲线关系，从而计算出混凝土的实时强度。
本发明通过2.4G无线网络通讯连接；采用无线数据通信技术，施工人员不用下到基础附近，可以远距离(1000米内)观察采集数据，有效防止人员一氧化碳中毒。
铁塔基础冬季施工对环境的破坏较小，有利于大型机械作业，施工用地征用难度较小，对农作物损害小，征地赔偿费用较低。然而，铁塔基础混凝土施工温度低，容易造成混凝土冻害、混凝土强度下降，甚至造成基础报废，造成巨大的经济损失。为了防止铁塔基础冻伤、冻坏，发生质量问题，对混凝土临界强度的检测是一个最简单的技术手段，也就是在混凝土养护的早期强度达到一定强度值时，即使混凝土温度降低到冰点以下，混凝土就不会被冻伤，这个强度就称混凝土的临界强度。通过本发明计算出混凝土的实时强度，给冬季混凝土施工的养护工作带来极大的方便，养护时间大幅度缩短，节省大量的人力物力和施工费用的支出，确保施工质量。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (5)
1.一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置，其特征在于，包括远端温度检测装置和手持端装置，远端温度检测装置与手持端装置通过2.4G无线网络通讯连接；
所述的远端温度检测装置包括第一单片机MCU及与其端口相连接的温度传感器端口、第一液晶显示屏和第一2.4G无线通讯模块；所述的手持端装置包括第二单片机MCU及与其端口相连接的第二液晶显示屏和第二2.4G无线通讯模块；远端温度检测装置通过温度传感器端口连接用于测量混凝土养护温度的温度传感器，将检测到的温度数据通过2.4G无线通讯网络发送至手持端装置中，在手持端装置中通过此温度值和相应的持续时间换算出相应的混凝土的强度，当强度超过临界强度值并进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置，其特征在于，所述的用于测量混凝土养护温度的温度传感器采用总线式温度传感器DS18B20。
3.根据权利要求1所述的一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置，其特征在于，所述的第一单片机MCU还连接有第一时钟芯片；第二单片机MCU还连接有第二时钟芯片。
4.根据权利要求3所述的一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置，其特征在于，所述第一时钟芯片和第二时钟芯片均采用PCF8563。
5.根据权利要求1所述的一种冬季铁塔基础施工混凝土临界强度的检测装置，其特征在于，所述的远端温度检测装置和手持端装置均采用电池供电。
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