CN204389954U - 隧道火灾试验数据采集*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种隧道火灾试验数据采集***，包括数据采集单元、复合探头、控制器、远程客户端以及用于连接控制器与数据监控中心的传输单元，所述数据采集单元的输出端与复合探头的输入端连接，所示复合探头的输出端与控制器连接，所述控制器与传输单元连接，所述远程客户端与数据监控中心进行数据交互；所述数据采集单元为可以同时采集温度、压力和风速数据的复合探头；采用远程控制数据采集***进行实时或周期性数据采集，并能实时监控数据采集结果，结构简单、操作方便，采集效率高，***抗干扰能力强，适用于不同隧道环境，并且当一个测点出现问题时，不会影响对其他测点的正常数据采集，保证了隧道火灾试验过程中的数据采集的安全性、可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道技术领域，尤其涉及一种隧道火灾试验数据采集***。
背景技术
近年来，随着我国公路和铁路等交通事业的飞速发展，公路和铁路建设已经成为拉动国民经济增长的支柱产业和带动地方经济发展的龙头。由于我国是一个地域辽阔、地形复杂的国家，其中山地、丘陵和高原面积约占国土总面积的60％多，在山岭和丘陵地区乃至越江过河的公路、铁路建设中，采用隧道建设方案是最直接，也是最搞笑的穿行方案，隧道方案以能缩短行车里程，提高线型标准、保障运营安全，保护生态环境等有点，得到普遍应用，并且越修越长，规模越来越大。许多特长隧道、大跨度扁平隧道、双层隧道、沉管隧道、盾构隧道、高海拔隧道、寒区隧道相继建成。在坚持可持续发展，切实保护生态环境和有限的土地资源的战略指导下，隧道的建设必然任务越来越重，技术要求越来越高。但由于隧道环境的特殊性，面临着及其复杂的采光、通风、给排水、防火防灾等问题，环境复杂性高、危险性高。因此模拟隧道火灾试验是非常必要的，但由于隧道环境的特殊性，在隧道火灾试验过程中如何实时准确的采集数据成为了一个很重要的问题，在进行隧道火灾试验的过程中情况十分复杂，传统的检测装置已经无法满足实际的需要。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种隧道火灾试验数据采集***用以解决上述问题。
本实用新型提供的一种隧道火灾试验数据采集***，包括数据采集单元、复合探头、控制器、远程客户端以及用于连接控制器与数据监控中心的传输单元，所述数据采集单元的输出端与复合探头的输入端连接，所示复合探头的输出端与控制器连接，所述控制器与传输单元连接，所述远程客户端与数据监控中心进行数据交互；
所述数据采集单元包括温度数据采集子单元、压力数据采集子单元和风速采集子单元，所述温度数据采集子单元的输出端、所述压力数据采集子单元的输出端和所述风速采集子单元的输出端分别与复合探头连接，所述复合探头包括复合探头本体和底座，所述复合探头本体包括壳体、高频调制电路、第一高频耦合器以及与数据采集单元的输出端连接的处理芯片，所述高频调制电路、第一高频耦合器和处理芯片安装于所述壳体内，所述处理芯片与高频调制电路连接，所述高频调制电路与第一高频耦合器连接。
进一步，所述温度数据采集子单元包括温度数据采集器，所述温度数据采集器为用于采集隧道火灾试验过程中隧道内空气温度以及二衬混凝土不同厚度层的温度的K型热电偶。
进一步，所述压力数据采集子单元包括压力数据采集器，所述压力数据采集器为采集隧道火灾试验过程中二衬混凝土不同厚度层的压力的压力变送器。
进一步，所述风速采集子单元包括风速数据采集器，所述风速数据采集器为采集隧道火灾试验过程中烟气层的厚度变化以及烟气前锋扩散速度的风速传感器。
进一步，所述复合探头与控制器之间设有信号处理单元，所述信号处理单元包括信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路，所述信号放大电路的输入端与所述复合探头底座连接，所述滤波电路的输入端与信号放大电路的输出端连接，所述A/D转换电路的输入端与滤波电路的输出端连接。
进一步，所述远程客户端为安装有应用程序的用于控制数据采集单元实时采集或周期采集的智能手机。
进一步，所述复合探头底座设有第二高频耦合器和与高频耦合器连接的高频解调器，所述复合探头本体与底座之间为可拆卸式连接。
进一步，所述传输单元为无线模块和安装于无线模块的天线，所述无线模块为无线数传模块、2G、3G或4G网络模块。
进一步，所述传输单元还包括用于提高通信质量的中继单元。
进一步，所述天线为定向天线
本实用新型的有益效果：采用远程控制数据采集***进行实时或周期性数据采集，并能实时监控数据采集结果，结构简单、操作方便，采集效率高，***抗干扰能力强，采用复合探头进行数据采集可以适用于不同隧道环境，复合探头与底座采用可拆卸式连接，并且探头与底座之间没有电线连接，便于对探头进行维修和更换，并且当一个测点出现问题时，不会影响对其他测点的正常数据采集，保证了隧道火灾试验过程中的数据采集的安全性、可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1是本实用新型的原理示意图。
图2是本实用新型的复合探头结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：图1是本实用新型的原理示意图，图2是本实用新型的复合探头结构示意图。
如图1所示，本实用新型提供的一种隧道火灾试验数据采集***，包括数据采集单元、控制器、远程客户端以及用于连接控制器与数据监控中心的传输单元，所述控制器与传输单元连接，所述远程客户端与数据监控中心进行数据交互；所述数据采集单元包括温度数据采集子单元、压力数据采集子单元和风速采集子单元，所述温度数据采集子单元的输出端、压力数据采集子单元的输出端和风速采集子单元的输出端分别与复合探头连接，所述复合探头包括复合探头本体和底座，复合探头本体与底座之间采用可拆卸式连接；所述数据采集单元包括温度数据采集子单元、压力数据采集子单元和风速采集子单元，所述温度数据采集子单元的输出端、压力数据采集子单元的输出端和风速采集子单元的输出端分别与控制器的输入端连接，本实施例中的压力传感器、温度传感器和风速传感器采用并联的方式与控制器连接，可以使处理采集数据更加高效，同时提高***的抗干扰的能力。
在本实施例中，数据采集单元采用复合探头，能够在隧道火灾试验的过程中使用一个探头同时测量温度、压力和风速数据。如图2所示，复合探头本体包括壳体1、高频调制电路6、高频耦合器7以及与数据采集单元的输出端连接的处理芯片5，所述高频调制电路6、第一高频耦合器7和处理芯片5安装于所述壳体1内，所述处理芯片5与高频调制电路6连接，所述高频调制电路6与高频耦合器7连接。
在本实施例中，温度数据采集子单元包括温度数据采集器2，所述温度数据采集器为用于采集隧道火灾试验过程中隧道内空气温度以及二衬混凝土不同厚度层的温度的K型热电偶。压力数据采集子单元包括压力数据采集器3，所述压力数据采集器为采集隧道火灾试验过程中二衬混凝土不同厚度层的压力的压力变送器。风速采集子单元包括风速数据采集器4，所述风速数据采集器为采集隧道火灾试验过程中烟气层的厚度变化以及烟气前锋扩散速度的风速传感器。三种传感器分别测量不同的隧道内火灾试验数据，传感器与控制器之间采用并联的方式进行连接，温度数据采集器2、压力数据采集器3和风速数据采集器4安装在复合探头壳体1内，且探头部分伸出壳体1外，复合探头还包括底座，底座设有高频解调器9和第二高频耦合器8，在进行火灾试验数据采集时，传感器将采集的信号通过处理芯片5进行打包处理后，送至高频调制电路6将信号调制到高频并通过第一高频耦合器7和第二高频耦合器8将信号送至底座，经过底座中的高频解调器9解调后，再将信号传递至信号处理单元进行处理后发送至控制器。采用高频耦合器传送信号，避免了直接将线路直接暴露在空气中，同时采用可拆卸式连接，可以使探头的维修和拆卸更加方便。
在本实施例中，隧道火灾试验数据采集***还包括信号处理单元，信号处理单元包括信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路，所述信号放大电路的输入端与高频解调器9的输出端连接，所述滤波电路的输入端与信号放大电路的输出端连接，所述A/D转换电路的输入端与滤波电路的输出端连接。用于将传感器采集的微弱的模拟信号进行放大滤波处理，在经过转换电路转换为数字信号以便于传输单元进行传输。
在本实施例中，远程客户端为安装有应用程序的用于控制数据采集单元实时采集或周期采集的智能手机，采用智能手机安装APP应用程序，通过应用程序远程控制数据采集单元的开闭和工作模式，按照实际需要选择周期性采集或者实施采集。
在本实施例中，传输单元为无线模块和安装于无线模块的天线，所述无线模块为无线数传模块或2G/3G/4G网络模块，监控中心通过传输单元与控制器连接，再由智能手机通过与监控中心进行数据交互，从而实现智能手机与控制器的数据连接，用以控制数据采集单元的工作。
在本实施例中，考虑到隧道的特殊性，针对超长隧道等其他环境比较复杂的隧道，在传输单元还设置有用于提高通信质量的中继单元。由于隧道内的传输途径单一，因此选用定向天线可以更好的进行信号覆盖。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种隧道火灾试验数据采集***，其特征在于：包括数据采集单元、复合探头、控制器、远程客户端以及用于连接控制器与数据监控中心的传输单元，所述数据采集单元的输出端与复合探头的输入端连接，所示复合探头的输出端与控制器连接，所述控制器与传输单元连接，所述远程客户端与数据监控中心进行数据交互；
所述数据采集单元包括温度数据采集子单元、压力数据采集子单元和风速采集子单元，所述温度数据采集子单元的输出端、所述压力数据采集子单元的输出端和所述风速采集子单元的输出端分别与复合探头连接，所述复合探头包括复合探头本体和底座，所述复合探头本体包括壳体、高频调制电路、第一高频耦合器以及与数据采集单元的输出端连接的处理芯片，所述高频调制电路、第一高频耦合器和处理芯片安装于所述壳体内，所述处理芯片与高频调制电路连接，所述高频调制电路与第一高频耦合器连接。
2.根据权利要求1所述的隧道火灾试验数据采集***，其特征在于：所述温度数据采集子单元包括温度数据采集器，所述温度数据采集器为用于采集隧道火灾试验过程中隧道内空气温度以及二衬混凝土不同厚度层的温度的K型热电偶。
3.根据权利要求1所述的隧道火灾试验数据采集***，其特征在于：所述压力数据采集子单元包括压力数据采集器，所述压力数据采集器为采集隧道火灾试验过程中二衬混凝土不同厚度层的压力的压力变送器。
4.根据权利要求1所述的隧道火灾试验数据采集***，其特征在于：所述风速采集子单元包括风速数据采集器，所述风速数据采集器为采集隧道火灾试验过程中烟气层的厚度变化以及烟气前锋扩散速度的风速传感器。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的隧道火灾试验数据采集***，其特征在于：所述复合探头与控制器之间设有信号处理单元，所述信号处理单元包括信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路，所述信号放大电路的输入端与所述复合探头底座连接，所述滤波电路的输入端与信号放大电路的输出端连接，所述A/D转换电路的输入端与滤波电路的输出端连接。
6.根据权利要求5所述的隧道火灾试验数据采集***，其特征在于：所述远程客户端为安装有应用程序的用于控制数据采集单元实时采集或周期采集的智能手机。
7.根据权利要求6所述的隧道火灾试验数据采集***，其特征在于：所述复合探头底座设有第二高频耦合器和与高频耦合器连接的高频解调器，所述复合探头本体与底座之间为可拆卸式连接。
8.根据权利要求7所述的隧道火灾试验数据采集***，其特征在于：所述传输单元为无线模块和安装于无线模块的天线，所述无线模块为无线数传模块、2G、3G或4G网络模块。
9.根据权利要求8所述的隧道火灾试验数据采集***，其特征在于：所述传输单元还包括用于提高通信质量的中继单元。
10.根据权利要求9所述的隧道火灾试验数据采集***，其特征在于：所述天线为定向天线。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105404257A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-03-16 | 苏州新宏博智能科技股份有限公司 | 模块化数据采集装置 |
| CN108022496A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-05-11 | 清华大学 | 一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置及试验方法 |
| CN110849652A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-02-28 | 中国交通建设股份有限公司 | 一种物理模型试验过程智能化控制方法及*** |
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- 2015-02-13 CN CN201520106753.0U patent/CN204389954U/zh not_active Expired - Fee Related
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Granted publication date: 20150610 Termination date: 20160213 |