CN202471265U - 一种大体积混凝土温度采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大体积混凝土温度采集装置，包括温度传感器、数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块、电源模块及中央处理单元。该装置中数据采集模块可以与温度传感器即插即用，数据采集前无需对装置进行初始化，可直接进行温度采集；数据传输模块由于采用了ZigBee无线通讯和USB串口两种数据传输模式，克服了在线式温度监测***布线困难、可用性差、采集效率低、设备投入大的弊端，并在施工现场较为恶劣的环境条件下，保证设备的稳定可靠性。本实用新型可满足大体积混凝土施工期的温度数据采集，具有数据采集准确、及时、操作灵活、环境适用性强、实施成本低等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于基建工程混凝土施工领域，特别是一种大体积混凝土温度采集装置。
背景技术
大体积混凝土施工过程中的温度监测是大型基建工程质量控制的关键，传统的温度监测，采用差阻式温度计，人工读数，普遍存在数据不准确、不及时、不全面等问题，数据采集的劳动强度高，不利于实现大体积混凝土的精细化温度控制。应用数字传感技术开发混凝土温度采集装置，对提高大体积混凝土的精细化温度控制水平有十分重要的意义。
目前的混凝土温度监测过程中，普遍采用的是差阻式温度计，主要有铂电阻温度计和铜电阻温度计，由于其工作特性，无法对每只温度计予以标识，不便于使用时对其进行管理。另外，现有温度采集装置普遍存在体积大，携带不便，且无法实现温度采集装置与传感器、温度采集装置与PC工作站、中心服务器之间的信号交互。数字式温度监测和采集装置在工业领域的永久性温度监测中，在大体积混凝土温控中已有局部应用，其主要原理是采用DS18B20作为传感器，但是此种采集装置设计为固定式的多路采集装置、使用外部电源供电，使用无线通讯实现数据传输，此种应用模式需要有稳定的外部电源长期供电，设备投入量大，施工周期长，特别不适用于大体积混凝土浇筑期间及养护前期复杂的现场条件，难以满足灵活的温度数据采集需求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种快速、准确，可即插即用，可通过无线方式或数据线与计算机进行通讯的大体积混凝土温度采集装置。
本实用新型是通过以下方案实现的：
一种大体积混凝土温度采集装置，其特征在于包括：
温度传感器：埋设在混凝土内部，用于获取埋设部位的温度信息；
数据采集模块：与所述温度传感器通讯，获取并解析温度传感器发送的传感器序列号及当前的温度信息；
数据存储模块：用于存储采集的综合信息，所述综合信息包括：采集时间、传感器序列号、温度值；
数据传输模块：用于将存储的综合信息发送到PC工作站，进入中心服务器；
中央处理单元：与所述数据采集模块、数据存储模块以及数据传输模块相连接，用于数据处理；
电源模块：负责给所述装置所有用电单元供电。
还包括：
显示模块：与所述中央处理单元连接，用于实时显示采集装置的状态，包括当前时刻、连接的温度传感器数目、累计存储的温度记录数、采集状态、电源状态；
键盘：与所述中央处理单元连接，包括9个按键，用于进行电源开关、采集模式切换、显示模式切换、屏幕背光开关、无线发送及其它自定义操作。
所述温度传感器至少为两个，每个温度传感器分别埋设在混凝土内部的不同位置。
所述温度传感器采用DS18B20芯片，用一体成型的不锈钢圆柱形外壳和环氧树脂密实封装，外接三芯传感器线缆。
所述数据采集模块包括一个三芯航空接头，外接可更换式采集线缆，通过专用线夹与三芯传感器线缆相连，所述数据采集模块包括自动与手动两种采集模式，支持总长度在300米以内的1～8只温度传感器的一线制并行采集。
所述数据传输模块设有ZigBee无线通讯和USB串口两种数据传输模式。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的大体积混凝土温度采集装置中数据采集模块可以与温度传感器即插即用，数据采集前无需对装置进行初始化，可直接进行温度采集；由于采用了ZigBee无线通讯和USB串口两种数据传输模式，克服了在线式温度监测***布线困难、可用性差、采集效率低、设备投入大的弊端，并在施工现场较为恶劣的环境条件下，保证设备的稳定可靠性，满足了大体积混凝土施工现场的大批量数据采集需求。本实用新型可用来满足大体积混凝土施工期的温度数据采集，具有数据采集准确、及时、操作灵活、环境适用性强、实施成本低等特点。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例进一步说明本实用新型。
如图1所示，一种大体积混凝土温度采集装置，包括温度传感器、数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块、中央处理单元、显示模块、电源模块及键盘。
所述温度传感器采用DS18B20芯片，用一体成型的不锈钢圆柱形外壳和环氧树脂密实封装，外接三芯传感器线缆，温度传感器埋设在混凝土内部，用于获取埋设部位的温度信息。
所述数据采集模块包括一个三芯航空接头，外接可更换式采集线缆，并可随时更换。该模块通过专用线夹与三芯传感器线缆相连，通过改良的电路设计，支持总长度在300米以内的1-8只传感器的一线制并行采集。该模块具有自动与手动两种采集模式，在自动模式下，数据采集模块自动侦测传感器的连接状态与连接数量，及时采集各个传感器的序列号与温度值，测值稳定后自动触发温度存储操作。
所述数据存储模块使用容量为512K的ROM存储芯片，用来存储采集的综合信息，包括：采集时间、传感器序列号、温度值。
所述数据传输模块用来将存储的信息发送到PC工作站，进入中心服务器。模块提供一个ZigBee无线通讯接口及一个USB接口，可以通过无线方式或数据线接入连接计算机，与计算机实现温度数据的同步。在无网络的情况下可以采用UBS接入模式来进行数据的传输；在场地较为开阔、无线通讯正常的情况下可使用无线通讯发送数据。
所述显示模块用来实时显示采集装置的状态，包括当前时刻、连接的传感器数目、累计存储的温度记录数、采集状态、电源状态。显示模块使用128*64的图形液晶显示器，带背光，分4行显示。显示模块实现两种显示模式，主屏幕显示当前的时间，电池电量，连接状态，连接传感器数量、各个传感器温度值及累计存储计数；详细信息模式下，显示当前连接的各个传感器的序列号后6位及对应的温度值。
所述电源模块用于实现电压转换、电池充电、设备供电与电量检测。装置使用锂电池供电，提供两路独立的电源，分别供给装置主机与温度传感器。电源模块提供防电涌及短路保护功能，保护传感器与装置主机在异常状况下不被烧坏。
所述键盘采用防水设计，接口板可单独插拔，提供3*3共9个触控式按键；其中6个按键分别实现电源开关、自动/手动切换、背光开关、手动存储与翻页、显示切换、无线发送功能；其余3个按键功能可另行配置，保证个别按钮长时间使用失灵时可随时替换。
所述中央处理单元与所述数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块、显示模块、电源模块和键盘相连接，用于数据处理。
本装置与配套管理软件相结合，实现了大体积混凝土施工过程中温度的快速、精确采集，克服了传统的采集方法效率低，差错率高的缺陷。利用数字传感器的单总线特点，数据采集模块可通过电缆串接多只温度传感器，可一次采集多个数据。设备支持ZigBee无线传输与USB串口通讯传输两种模式，能较好地适应各种复杂环境，保证了设备的可用性；较传统的采集手段，温度数据采集效率提高80％，数据准确度提高90％。
该装置的使用操作步骤为：
1、混凝土施工过程中，根据设计要求将温度传感器埋设到混凝土内部，使用三芯水工电缆将温度传感器引出到合适的采集部位，并将多个传感器并列连接为一组(可使用集线器)；
2、打开本装置电源开关，将连接线夹与温度传感器引出线逐一连接，其中，红色为电源线、蓝色为信号线、棕色为地线；
3、装置自动识别连接状态，读值稳定后自动记录采集时间、序列号及温度值；或手动触发并存储，采集计数器累加；
4、在ZigBee网络环境下，人工触发将采集的温度数据上传到指定计算机，或将本采集装置通过连接线与计算机相连。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (6)
1.一种大体积混凝土温度采集装置，其特征在于，包括
温度传感器：埋设在混凝土内部，用于获取埋设部位的温度信息；
数据采集模块：与所述温度传感器通讯，获取并解析温度传感器发送的传感器序列号及当前的温度信息；
数据存储模块：用于存储采集的综合信息，所述综合信息包括：采集时间、传感器序列号、温度值；
数据传输模块：用于将存储的综合信息发送到PC工作站，进入中心服务器；
中央处理单元：与所述数据采集模块、数据存储模块以及数据传输模块相连接，用于数据处理；
电源模块：负责给所述装置所有用电单元供电。
2.如权利要求1所述的大体积混凝土温度采集装置，其特征在于：还包括
显示模块：与所述中央处理单元连接，用于实时显示采集装置的状态，包括当前时刻、连接的温度传感器数目、累计存储的温度记录数、采集状态、电源状态；
键盘：与所述中央处理单元连接，包括9个按键，用于进行电源开关、采集模式切换、显示模式切换、屏幕背光开关、无线发送及其它自定义操作。
3.如权利要求1所述的大体积混凝土温度采集装置，其特征在于：所述温度传感器至少为两个，每个温度传感器分别埋设在混凝土内部的不同位置。
4.如权利要求1所述的大体积混凝土温度采集装置，其特征在于：所述温度传感器采用DS18B20芯片，用一体成型的不锈钢圆柱形外壳和环氧树脂密实封装，外接三芯传感器线缆。
5.如权利要求1或4所述的大体积混凝土温度采集装置，其特征在于：所述数据采集模块包括一个三芯航空接头，外接可更换式采集线缆，通过专用线夹与三芯传感器线缆相连，所述数据采集模块包括自动与手动两种采集模式，支持总长度在300米以内的1～8只温度传感器的一线制并行采集。
6.如权利要求1所述的大体积混凝土温度采集装置，其特征在于：所述数据传输模块设有ZigBee无线通讯和USB串口两种数据传输模式。
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