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温度监测范文1
关键词：大体积混凝土；温度检测；温度应力；温度控制
中图分类号： TV544 文献标识码： A 文章编号：
1.引言
大体积混凝土结构具有结构较厚、体积较大、混凝土较多、钢筋较密集、工程条件和施工较复杂等特点。因此，大体积混凝土结构在连续浇筑和硬化的过程中，由于温度应力会造成大体积混凝土结构开裂，对结构的整体性、抗渗性、抗疲劳性及承载力十分不利。这就要求我们加强温度监测和温度控制，预防大体积混凝土结构的开裂，提高整个工程的质量。
2.大体积混凝土开裂的原因
2.1设计、施工、养护不当
导致大体积混凝土结构开裂的原因很复杂，但首要因素就是设计不当。如在结构截面的突变位置或者转角位置等设计有缺陷；对混凝土配合比的设计不当等，这些都会造成大体积混凝土结构的开裂。除了设计问题之外，大体积混凝土结构的施工工艺和养护工艺不到位，也会造成大体积混凝土结构的开裂。
2.2温度应力的产生
温度应力是造成大体积混凝土开裂的本质因素。在大体积混凝土结构的浇筑和硬化过程中，水泥将进行水化反应，水化反应会产生大量的水化热，而混凝土的热阻很大，热量就会聚集在结构内部，不容易散发出来，但是结构的外部散热比较快，这样一来大体积混凝土结构的内部和外部就形成比较大的温差，将引起体积的变化，使混凝土结构的表面产生一定的拉应力。拉应力会随着温差的变化而变化，当拉应力超过了混凝土抗拉强度的极限时，混凝土结构的表面就会出现裂缝。
3.温度应力产生的原因
为了预防大体积混凝土结构出现裂缝，我们必须对温度应力产生的原因进行探讨。首先是水泥的水热化影响。在混凝土结构浇筑的初期，混凝土的弹性模量比较低，对温度变化引起的变形约束不大，但随着龄期的增长，混凝土的弹性模量越来越高，对温度变化引起的变形约束也越来越强，产生温度应力。其次是外界温度变化的影响。外界气温越高，混凝土浇筑的温度也越高，那么相对的最高温值也越高；外界气温降低时，会加大混凝土的降温幅度。内外温差越大，温度应力就会越大。再次是混凝土收缩变形的原因。混凝土的收缩变形有凝缩、冷缩等多种形式。收缩变形越大，分布越不均匀，产生的拉应力就越大。最后是约束条件的影响。大体积混凝土结构在变形过程中，会受到一定的约束，阻碍它自由变形，并产生拉应力。
4.温度监测
4.1温度监测系统
为避免大体积混凝土结构受温度应力的影响，必须对结构的温度进行监测，掌握混凝土温度的变化情况。最初的温度监测方法是在底板混凝土内部埋上钢管，人工逐个进行测温。但是这种方法劳动强度大、效率低，已经不能适应现代施工技术的高要求。目前，一般采用微机自动监测系统，对大体积混凝土结构的施工全过程进行连续的监测。该监测系统具有准确、可靠等特点，能够及时提供各个监测点的即时温度和温度随时间变化的曲线图。
4.2监测点的布置
关于监测点的布置，可以根据混凝土的形状、特征、控制条件等来设计。下面以某地下承台的施工为例，该承台是长30.7米，宽22.3米，厚3.5米的钢筋混凝土结构。通过实验室浇筑足尺体积混凝土，可以对所使用的材料和条件有一定的把握，然后可以对实验室内的混凝土的温度进行监测，在足尺混凝土模型中设置监测点（如图1所示），根据监测结果分析和调整大体积混凝土结构的具体施工方案。
4.3监测结果分析
根据各个监测点的温度监测的结果记录（如图2所示），可以分为三个时期：一是浇筑前期，是指混凝土入模型后，温度曲线明显上升；二是浇筑中期，是指混凝土中的水泥产生水化热，各个温度监测点的温度逐渐缓慢的降低；三是浇筑后期，温度监测点的温度降低更加缓慢。由图2可以得出，混凝土的最大温度和最大温差的出现规律并不是同步的，因此在具体的施工过程中，对于控制最大温度和最大温差要采取不同的控制方法。
5.温度控制
5.1温度控制指标
温度监测只是一种手段，而不是目的。目的是要根据温度监测来了解混凝土温度场分布的变化情况，从而采取合理有效的温度控制措施，来防止大体积混凝土结构裂缝的产生。大体积混凝土结构的温度控制是一项复杂的系统工程，主要包括控制混凝土的最大温差、最大升温降温速率、内部最高温度等内容。因此，温度控制的指标主要是任一时间和任一截面中两点的温差不宜超过20℃，最大不能超过25℃；入模温度一般在25℃以下，即使在炎热的气候下，也不能超过28℃，若在寒冷的气候下，则不能低于12℃等。
5.2温度控制的措施
5.2.1完善大体积混凝土结构的设计
要完善大体积混凝土结构的设计，首先,要进行合理分块、分层的浇筑。因为当大体积混凝土结构的尺寸过大时，整体浇筑会产生较大的温度应力。采用分层、分块进行浇筑，可以降低温度应力，避免大体积混凝土结构出现裂缝。其次,要注意避免应力集中。在大体积混凝土结构中，结构断面的突变位置或者转角位置都是应力较为集中的区域，也是容易出现裂缝的区域。因此，在设计过程中，可以在结构断面突变的地方作一些过渡处理，在转角处和过渡处考虑使用抗裂钢筋。最后，要改善外约束条件。大体积混凝土结构出现裂缝的重要原因是该结构在降至稳定温度场的过程中，收缩变形受到基础的约束而产生的拉应力。因此，在设计过程中，我们要充分考虑基础的约束情况。
5.2.2合理选择原材料
由于经济的迅猛发展，构建大体积混凝土结构的原材料种类繁多、数量庞大，这就需要对原材料进行谨慎的选择。首先，要选择中热或者低热的水泥。因为混凝土的绝热温升值跟单方水泥最终的放热量呈正比关系。选择中热或者低热的水泥，可以有效控制混凝土水化热温升。其次，要合理选择骨料。混凝土结构骨料的合理选择，不仅可以改善混凝土的工作特性，而且可以提高混凝土的强度，降低水泥的使用量，从而降低水化热温升。最后，采用特种混凝土。如为提高混凝土的抗裂性，可以采用纤维混凝土。所谓纤维混凝土就是在混凝土中直接掺入一些抗拉强度特别高的纤维，从而提高混凝土的抗裂性。
5.2.3加强施工管理
在大体积混凝土结构的施工过程中，要加强施工管理，控制好混凝土浇筑的温度。因为混凝土的内部温度是水化热的绝热温升、浇筑温度等各种温度的总和。浇筑温度越高，混凝土的内部温度也就越高。在加强施工管理的同时，也要优化施工工艺。大体积混凝土结构在采取分块浇筑方案后，单块混凝土的一次性浇筑量也很大。为保证单块混凝土的整体性，必须要连续浇筑，在先浇筑的混凝土凝结前完成所有的浇筑工作。
6.结语
大体积混凝土结构在施工过程中，对温度需要进行严格的控制。因此，温度监测和温度控制是大体积混凝土结构施工过程中，必须考虑的两个重大问题。对施工过程进行温度检测，可以随时掌握温度变化的情况，不仅能真实反应混凝土温度特征和变化规律，而且能够指导温度控制，从而采取有效的温度控制措施，降低温度应力，预防裂缝的出现，保证整个工程的质量。
参考文献
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京: 中国建筑工业出版社, 1997.
[2]闫亚楠等.大体积混凝土收缩抑制技术的研究[J].工业建筑,2007(37).
[3]叶雯，杨永民.大体积混凝土施工温度监测及温度应力分析[J]混凝土,2008(9).
[4]蒋林森.大体积混凝土施工技术浅析[J].中国高新技术企业.2008(15).
温度监测范文2
关键词：高压开关柜；温度；在线监测技术
中图分类号：TM591 文献标识码： A
引言
电力系统是我国经济发展的动力，其不仅能为我国工业的发展提供照明和动力支持，更是我国人民日常生活必不可少的元素。高压开关柜是我国电力系统的重要组成部分，对其温度的在线监测与研究不仅可以保障设备本身的安全，更能在一定程度上维护电力系统的正常运行。
一、监测系统的构成和工作原理
高压开关柜接头温度在线监测系统由光纤光栅传感系统、光纤光栅调试系统和光信号传输三部分组成。该系统使用光纤进行信号的输送，使用光纤光栅作为温度传感探头，而系统的信息采集和处理主要由高速、多路的光电处理主机完成，而系统的控制中心主要使用工程控制机。而系统的温度传感器光纤光栅的作用，是利用了光纤的光敏属性，通过紫外光曝光的方式将入射光纤光栅的图样输入到纤芯，而在芯内发生了折射率变化，从而就形成了空间的相位光栅，它的作用相当于窄带的反射滤波器。而宽带光源发射的光通过光纤输送到光纤光栅，而光栅就反射成窄带光。该系统设计中光纤光栅的温度检测系统中，调试系统是本系统的核心，主要由F-P控制器组成的可调谐滤波器以及信号处理控制模块和电光探测器构成。然后利用耦合器的引导光纤光栅发射光将信号引导进入光纤F-P滤波器，这时，只有满足若干条件波长的光才能起到干涉的效果，并且产生的相干极大。而通过扫描电压的作用力使得电陶瓷PZT发生了物理伸缩运动，因此改变了滤波器的F-P腔长度，这样就能改变透过滤波器的波长。而在调谐控制电压的作用力下，导通频带可以扫描整个光栅反射光谱，当导通中心波长和光纤光栅的反射波长一致时，探测器就能以最大功率工作。而光进入电光探测器后就转成电信号，这时的电信号相当于光纤光栅发射光的中心波长，此时也正对应待测的温度。最后数据处理将温度传输到工程监控机的显示屏。
二、在线监测技术在高压开关柜温度监测中的重要性
高压开关柜是高压开关设备中最重要的组成部分，其不仅承担着线路的开断和关合，更在一定程度上能保障电路设备的正常运转和记录储存高压线路的运行数据。据有关资料显示，由于高压开关柜出现故障导致的电路设备的烧毁和电力系统的运行受阻造成了严重的经济损失。受技术条件的限制，虽然高压开关柜本身存在着一些质量问题，但由于温度监测技术不过关也是造成设备毁坏和供电中断的主要原因，采用在线监测技术检测高压开关柜的温度具有十分重要的作用。高压开关柜的外部由金属外壳封闭，散热性较差。设备在长期运行的过程中，受散热条件的限制，封闭于高压开关柜内部的接头、触点和母线等极容易发生老化或破损。当电流和电压处于较高的状态时，电阻温度上升的速率增大，这在一定程度上会造成热量的集中，高压开关柜内部的热量集中于某一个部件或区域，在短时间内就能造成部件或区域处于高温状态，如不及时处理，很容易引起设备的烧毁或者是更严重的火灾。设备烧毁只是经济损失，其造成的影响较小，当发生火灾时，其造成的不仅仅是设备损坏的经济损失，人员的伤亡也是时常发生的事情。因而，采取有效措施监测高压开关柜的温度有其必要性。
三、高压开关设备在线测温技术综述
1、红外线测温技术
红外线测温技术是一种典型的非接触式测温方法，一般使用红外探测仪进行测量，由于温度大于绝对零度（-237.15℃）的物体都会向外发射红外线，经过信号捕捉装置采光镜采样，再对信号进行放大分析显示，可以很方便的检测出被测物体的表面温度。但是红外线测温技术的准确度不高，测得温度容易受周边环境影响，同时由于高压开关设备内器件大多被绝缘部件包围，故被测元件的准确温度难以测量。
2、无线测温技术
无线测温技术彻底解决了高低压隔离与绝缘困难的问题，该技术通过被安放在高压开关柜内各位置的测温单元检测实时温度，然后采用无线波将温度信息传送给距离较远的接收装置，可以较准确的测量元件的温度。但由于柜内常通过大电流，电流的磁效应使得周边环境的电磁场十分复杂，影响数据的传输可靠性，一般要采用严格的校验措施。
3、光纤光栅测温技术
光纤材料的出现促使光纤传感技术迅速发展，采用光波作为信号载体，光纤作为传输介质，进行信号的传递，可靠性有了巨大提高。光栅作为一种反射式滤波器见，可以将照射进来的紫外线进行布拉格反射，布拉格波长对温度比较敏感，通过接收端分析布拉格波长可以得到柜内元件的温度。
4、在线测温技术对比
三种在线测温技术的对比如表1所示：
四、高压开关柜在线温度监测技术在应用的过程中存在的问题
上文中提到的温度在线技术虽然能弥补人工测温过程中存在的不足，但是受技术条件的限制，这三类温度在线技术在实际的测量过程中存在或多或少的问题，归纳起来，主要有以下几个方面：第一，红外图谱只是对高压开关柜温度状态的显示，其柜内的实际温度数值并无法有精确或直观的显示；第二，红外信号接触式测温技术借助的温度传感设备不仅在一定程度上造成柜内设备的拥挤，更可能影响设备的正常运转；第三，光纤测温技术在进行高压开关柜内的温度在线监测的过程中，由于设备较为复杂，其在具体的使用中应用范围较小。
五、高压开关柜在线监测技术的改进
目前的在线监测技术存在温度值无法直观和精确显示的缺陷，影响设备正常运转的不足和设备复杂、使用范围小的问题，为解决这三类问题，需要对在线监测技术的高精度、高可靠性和成本低廉三个方面做出研究。满足上述三个条件的高压开关柜在线温度监测技术的设计思路如下。
1、高压开关柜在线温度监测的状态监测
为满足高压开关柜成本低廉的特征，工作人员在设计在线温度监测技术的过程中，可以将多台高压开关柜进行串联，采用数字温度传感器检测各台高压开关柜的运行温度，并将监测到的各台开关柜的温度值进行比较，并对在不同时期内的同一台高压开关柜的温度进行比较，对其中存在温度异样的高压开关柜进行检测，查找故障发生的原因。数字温度传感器在进行柜体温度监测的过程中，能对柜体的温度进行直观且精确的反应。将串联的高压开关柜与集控中心的设备相连，通过集控中心对高压开关柜温度数字的统计，分析温度数值的变化，并采取相应的措施。数字传感器的使用，实现了温度在线监测的精确性；设备串联的使用和温度值的横向与纵向比较，运用高压开关柜监测高压开关柜的温度，能在一定程度上节约设备的成本；集控中心对在线监测技术的控制，改进在高压开关柜内安装设备的方法，避免了造成设备内部拥挤或碰撞的问题，对提高设备的运行效率和增强设备运行的可靠性具有十分重要的作用。
2、在线温度监测技术的完善
实现了高压开关柜监测温度的精确性、可靠性和廉价性的设计，实现监测的自动化便是脱离人工监测的主要手段。对在线温度监测的自动监测需要做好以下几个方面的工作：第一，对预警系统的设计。对预警系统的设计应采取信号灯和声音警报的同步预警。第二，对设备状态的维护。工作人员应对高压开关柜进行定期或不定期的维修与保养，延长设备的使用寿命。
结束语
综上所述，高压开关柜在我国电力系统的运行中起着十分重要的作用，实现高压开关柜的在线温度监测不仅有利于提高设备的运行效率，保证设备运行的安全，更能在一定程度上实现电力系统的正常供电，对我国工业的生产和人民的生活均有着十分重要的作用。
参考文献
[1]孙正来，孙鸣.高压开关柜温度在线监测技术研究[J]. 《电力信息化》，2008，（6）.
温度监测范文3
[关键词]单片机 数字式温度传感器 铁电存储器 单总线
[中图分类号]TP[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)02-0060-03
引言
环境温度的监测和控制是许多试验的必要条件,传统的温度监测系统多采用前端温度采集电路和后端上位机数据处理的方式,比如利用单片机对传感器输出信号进行采集,将采集到的数据送往PC机进行处理和实时显示[1]。然而这种方式由于持续的温度数据传输占用了大量的总线资源,受到PC机性能的影响,同时PC终端的不可移动性和安全性则无法满足无人值守或远程的实验。
针对这个问题,本文提出了一种具有数据存储功能的多通道温度监测系统。系统设置了数据存储功能,可以将检测到得数据存储在本地存储器中,实验完成后再和上位机联接将数据读出,也可以进行实时的数据传输而并不受到上位机的影响。这样就提高了系统的灵活性,并拓宽了其使用范围。
1 温度监测系统的构成
温度监测系统有前端多路温度采集电路和上位机数据库管理软件两部分构成。前端多路温度采集电路由温度采集模块和数据存储模块组成,如图1组成。电路由单片机C8051F410为控制核心,实现温度数据的实时采集、存储、阈值判断及报警、数据传输等功能。传感器输出的数据经电路调理后进入单片机进行处理,并存储在数据存储模块中,同时在单片机内
设置阈值并进行判断实现超限报警,如果与上位机联机时,单片机通过联线实现数据的传输控制。
2 温度采集模块设计
传统的温度传感器输出的都是模拟量,信号处理电路结构复杂,并且在实验中,往往需要同时监测多个不同点的温度变化,这会导致整个系统规模庞大而降低系统的稳定性。本系统选用美国Dallas公司出品的单总线数字式温度传感器DS18B20作为温度检测器件。DS18B20内部集成了温度信号调理和模数转换电路,可直接输出温度的数字信号,大大简化了应用电路的设计。并且数据接口采用 “1-wire”专利技术,可以在一条单总线上可以挂接多个传感器,节省了微处理器的端口资源和电路,非常适合多点组网测温。
DS18B20的检测温度范围为-55～+125℃;可以通过编程选择9-12位数据格式,选择9位时温度分辨率为0.35℃,转换时间小于100ms。每个DS18B20内部有一个64bit的标识码固化在ROM中,并且每个DS18B20的标识码都是唯一的,使用标识码,可对指定的DS18B20进行操作。
本系统由8个传感器组成测温网络。进行温度采集时,控制软件利用SKIP ROM命令,同时激活所有在线温度传感器,进行一次温度转换。转换完成后,利用MATCH ROM命令和唯一的标识码逐一读取相应的传感器温度值,直至将所有传感器的温度值都读取完,再进行下一次温度转换。
3 数据存储模块设计
根据测温系统的工作特性要求,系统采用非易失存储器,同时满足数据读写的方便,在复杂的环境中有一定的抗干扰能力,能多次重复使用等要求。系统采用具有SPI的铁电存储器FM25L512作为系统的数据存储芯片。这是一款512Kb的非易失性存储器,串行接口时钟频率可达20MHz,且数据以总线速度进行写操作,无写入延时,操作较EEPROM和FLASH存储器更为简便。此外,器件真正提供了无限次的写入次数,供电范围3.0V~3.6V,可以在-40℃~+85℃范围内工作。
将存储器的存储空间划分为若干独立的小块,分开存放各个采样通道的数据。其中,开始的256字节空间用来记录本次测试的一些条件参数,如采样起始时间,采样频率等。每个温度采集通道可以获得最大8160字节的数据存储空间。若采样频率为每分钟一次,则最多能存储68小时的温度测试数据,可以满足一般的存储测试测试要求。
4 系统控制流程设计
多通道温度监测系统的控制主要涉及系统的初始化,温度数据的采集、存储,温度超限报警、与上位机通信等功能,由一片低功耗混合信号单片机C8051F410实现。系统控制电路主要包括电压转换电路、单片机最小系统、传感器接口、上位机通信接口等部分组成,电路如图2所示。
单片机通过软件控制系统工作过程。完成一次温度采集后,单片机先将采集到的温度数据与预设的温度报警上限进行比较,若测得的温度值大于预设值,则利用蜂鸣器发声警报。比较结束后,根据所选的工作模式将温度数据通过UART接口发给PC机由相应的PC机程序进行处理和显示,或按通道存入相应的存储空间。测试完成后由PC机命令将数据读出,利用相应PC机程序进行处理和分析。
5 系统验证实验
利用本系统对高低温交变湿热试验箱的温度进行测量。将8个传感器分别布设在试验箱内的不同位置,当试验箱开始工作时开始测温,存储器记录试验箱的工作时间及相应的温度。实验结束后,将温度监测系统的记录数据和试验箱显示数据进行比对,从而检验系统的实际效果。
试验中,试验箱的起始温度为25℃,以10℃为单位升温,到预设值后保持一段时间再次进行升温,当温度达到55℃时结束。温度监测系统设定的采样频率为1次/秒,测试时间为15分钟。
实验时高低温试验箱温度记录如表1。
温度监测系统采集并存储的是DS18B20的12位数字化的温度信息,其中前面5位是符号位,如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘以0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测得的数据需要取反加1再乘以0.0625即可得到实际温度。将读出的数据转换成温度值后作图得试验箱内部温度随时间变化的曲线(图3)。
比较试验箱显示温度以及系统所测数据值可以发现,系统所测数据较好地表现了试验箱内温度随时间变化的规律,所得数据与试验箱显示温度有0.8℃左右的误差,产生误差的原因可能有试验箱自身的温度显示误差,温度传感器自身精度及滞后效应等。
6 结语
本文设计一种多通道温度监测系统,利用数字式温度传感器DS18B20的“1-wire”接口技术组成传感器网络,采用单片机控制,并在此基础上增加了数据存储模块。与传统的实时温度监测系统相比,本系统实现了对温度环境的存储测试,可以在脱离上位机的情况下独立运行,特别适合远程和无人值守实验的环境温度监测。通过实验验证,系统能够很好地实现对温度环境的存储测试,工作稳定可靠。同时,该系统具有一定的可扩展性,如增加传感器的数目或替换更大容量的存储器,可以使系统实现更复杂的实验环境下,更长时间温度监测,具有一定的应用前景。
[参考文献]
[1] 罗文广,兰红莉,陆子杰.基于单总线的多点温度测量技术[J].传感器技术,2002,21(3).
[2] 罗来邦,王述琪.小型多通道数据采集与回放测量系统[J].探测与控制学报,2005,27(1):38-40.
[3] 李群芳,肖看.单片机原理、接口及应用――嵌入式系统技术基础[M].北京:清华大学出版社,2005,3.
温度监测范文4
【关键词】大体积混凝土；温度监测；温差控制
一、前言
大体积钢筋混凝土具有结构构件尺寸厚、体积大、混凝土一次连续浇筑方量大、工程条件复杂和施工技术要求高等特点，如何控制温度变形裂缝的开展，一直是大体积混凝土结构施工中的一个重大课题。由于大体积混凝土硬化期间水泥水化热所产生的温度应力和收缩应力，便成为导致钢筋混凝土结构出现裂缝的主要因素。如何控制温度变形裂缝的开展，一直是大体积混凝土结构施工中的一个重大课题。从事施工的技术人员，首先应了解大体积混凝土中温度变化所引起的应力状态对结构的影响，认识温度应力的一系列特点，掌握温度应力的变化规律，设法降低混凝土内部的最高温度和减少其内外温差。
二、大体积混凝土温度裂缝问题
目前建筑施工过程中通常对大体积混凝土给的定义是：混凝土胶凝材料水化放热所产生的温度、收缩变形会导致必须予以控制的裂缝的现浇混凝土结构，包括以下几种情况：（l）不采取温控技术措施，水化热引起的内外温差超过25℃的混凝土；（2）混凝土结构最小断面尺寸；（3）受边界条件约束比较大的混凝土构件。大体积混凝土的特征是：结构厚实，混凝土数量大，工程有特殊要求（如不允许开裂，受力复杂等）；水泥的水化热使结构产生温度较高，容易产生温度裂缝等。大体积混凝土在施工阶段会因水化热释放引起内外温差过大而产生裂缝，而且，水化热温度若过高，还会导致混凝土后期强度的明显损失。大体积混凝土的裂缝不论是对它的应力状态还是它的使用寿命都有很大的害处。上个世纪50年代至70年代，由于人们对大体积混凝土的裂缝的形成机理没有充分的认识，或没有找到适当的措施来防止大体积混凝土开裂，尤其是对大体积混凝土内部温度进行施工控制，国内外都有许多大体积混凝土结构物出现严重裂缝的实例，严重影响工程的使用，以致不得不采取补救措施，费时费力，耗资巨大。大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂，涉及到工程结构的方方面面。对大体积混凝土温度控制更是涉及到岩土、结构、材料、施工以及环境等多方面、多学科。随着各种新材料的不断涌现，各种监测手段的不断发展，对大体积混凝土温度裂缝问题的研究也不断更新变化。为了防止温度裂缝的产生或把裂缝控制在允许的范围内，必须搞清温度裂缝的成因、特点、机理，掌握大体积混凝土内的温度场、应力场分布规律，从而在设计、施工中采取有效的防裂措施。
三、大体积混凝土内部温度监测与温差控制措施
为了全面掌握大体积混凝土水化热温度变化规律，随时了解混凝土各部位不同深度点的温度情况，以便对症下药地采取技术措施确保工程质量并及时反馈温控措施的具体效果，光靠理论分析预测量不够的，还必须进行水化热温度的实时监测。毕竟，理论计算只限于在比较理想的条件下能较好吻合实际，而施工现场条件较复杂，各种材料参数及性能的离散性很大，施工过程还往往遇上许多意想不到的情况，这些都可能引起偏差。混凝土水化热温度的实时监测是直接地反映现场的实际状况，现场温控措施的选择与实施都应当以实测温度结果为基本依据。许多年来，实时监测技术的推广应用大大促进了大体积混凝土“信息化施工”水平，确保了大体积混凝土的施工质量。
1、温度测点的布置
考虑到大体积混凝土的浇筑过程一般较长（12个小时），在混凝土浇捣期间往往气候、混凝土浇筑温度都会有一定的变化以及混凝土质量的不均匀性，我们在平面上布置温度测位时一般应遵循以下原则：（l）均匀分布。即在平面上按一定的间距（5-10m）均匀布置测位。（2）兼顾全面。即在结构的边缘、角部、中部及坑、井边等具有代表性不同部位均要布置测位。对于每一个测位，在立面上则一般视结构的厚度不同设3-5个测点，分别位于结构的表面表面、中心、底面及中上、中下部。
2、温控实施流程
为检验施工质量和温控效果，掌握温控信息，以便及时调整和改进温控措施，做到信息化施工，需对混凝土进行温度监测。大体积混凝土的温度、应力发展是一个十分复杂的问题，外界温度、湿度、施工条件、原材料变化等都会引起温度、应力的变化，只有通过温控监测，才能更准确地了解结构的质量与抗裂安全状况。
3、测温装置的安装
确定各点位线路布设路径，并计算长度，然后将导线与传感器连接起来，一个传感器一根导线相对应，中间不能有导线接头，将导线与传感器用环氧树脂技术固结起来，并在导线两端编上相同的号码，以使定位接线时对应起来。根据编号顺序，将每个立柱的各点依次绑扎在固定传感器的钢筋上，然后将同一立柱上的上中下各测温点的导线汇总成一组。
4、监测仪器
在混凝土中埋入一定数量的温度传感，测量混凝土不同部位温度变化过程，检验不同时期的温度特性和温差标准。当温控措施效果不佳，达不到温控标准时，可及时采取补救措施；当混凝土温度远低于温控标准时，则可减少温控措施，避免浪费。温度检测仪采用智能化数字多回路温度巡检仪，温度传感器为普通温度传感器。智能化温度巡检仪可自动、手动巡回检测多点温度，并具有数据记录和数据掉电保护、历史记录查询、实时显示和数据报表处理等功能。该仪器测量结果可直接用计算机采集，人机界面友好，并且测温反应灵敏、迅速，测量准确。
5、监测信息采集
各项测试项目宜在混凝土浇筑后立即进行，连续不断。混凝土的温度监测，峰值以前每5h监测一次，峰值出现后每4h监测一次，持续5天，然后转入每天测1～2次，直到温度变化基本稳定，一般半月左右，每次观测完成后及时填写记录表。在检测混凝土温度变化的同时，还应监测气温、冷却水管进出口水温、混凝土浇筑温度等。
6、信息反馈
这也是整个测试过程最能体现先进与否的关键技术。实现了从电位信号采集到温度结果转换再到温度报表的输出整出整个过程的全自动化，使用信号采集与数据处理变得相当迅捷、准确。这一突破不仅极大地提高了测试结果的精度，而且大大提高监测的工作效率。如果现场监测温度超出温控标准，可采取下列应对措施：（l）最高温度偏高，可以加大通水流量，降低冷却水温度的措施，但注意冷却水温度与混凝土中心温度之差在20℃以内，配合浇筑温度的控制，以降低混凝土的最高温度。（2）内外温差偏高，加强内部降温，加大通水流量；加强外部保温，增加保温层厚度，做到外保内散。
四、结论
为了防止大体积混凝土产生温度裂缝，提高混凝土抗裂性能是前提，降低混凝土温度应力是根本。混凝土的抗裂性能主要靠精心组织施工、提高混凝土密实性、加强养护来保证，而降低混凝土温度应力则要通过严格控制其温度变化来实现。大体积混凝土温度控制的主要内容包括控制其最高温度、控制其内表温差、控制其降温速率等三个方面。一般情况上主要通过改善混凝土的水胶比，尽量减少水泥用量来使混凝土的发热量减少，降低其最高温度；并通过混凝土处部保温措施来提高混凝土表面温度，缩小混凝土内表温差并尽可能延缓混凝土的降温速率。为了制定合理的温度控制方案，对混凝土的温度变化进行科学预测必不可少；为了及时掌握混凝土温度变化的实际状况并随时加以必要的控制，同步进行混凝土温度监测是关键。
参考文献：
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制，北京：中国建筑出版社，2004.
温度监测范文5
摘要:光纤通讯是利用光与光纤传递讯息,它是有线通讯的一种。像我们所知道的,光经过各种方法进行调变后便能够携带资讯,传递出讯息。温度是现代生产过程中的一个非常重要的参数,要保证产品质量和生产安全就必须对温度有一个相当的控制权。所以,本文就光纤通讯的远程温度监测系统研制进行下探讨。
关键词:光纤通讯 远程监测 温度监测 系统研制
1、研究光纤通讯远程温度监测系统的目的
光纤通信具有携带容量比较大,保存数据良好等优点。当今最主要的有线通信方式已经被光纤通信所占领。我们简要介绍一下它的传输方式:首先将客户需要传送的信息内容在发送端也就是输入端输入到发送机中,然后通过一系列的方法将信息叠加或调制到作为信息信号载体的载波上,我们传送的是一种光物质,然后将已调制的载波通过不同的传输媒质传送到远处的接收端,也就是最终客户需要发送的地方,再而由接收机解调出原来的信息。知道光纤通讯的传输方式,我们也就知道光纤通讯的优点,不仅仅传送量大,而且保密性良好。
温度是现代生产过程中的一个非常重要的参数,它可以决定生产最后的产物。对于“温度”这个概念,我们应该用全新的理念去解释,它不同于以往单纯的“温度”,现在以一种温度监测系统而存在。所以对温度的监测是保证产品质量和生产安全的重要手段。目前,温度自动监测技术在我国的工业生产中应用已非常普遍。这为我国的工业发展作出巨大贡献。
但是,如何把光纤系统和温度监测系统有机的联系在一起,我们还面临着问题。在工业上,大多数是采用有线的传输方式。但是,远距离的线路铺设,后期维护的成本过高,引线过长等等问题导致整个系统的传输速率变慢,功耗上升、稳定性下降。所以,我们要研制一套通信可靠有保证、运行稳定不出差、采集速度快速迅捷、自动化程度相对较高的实时温度监测系统,保障系统的安全运行是非常必要的。
2、光纤通讯的远程温度监测系统的总体设计
2.1 设计缘由及案例分析
我们就拿油田的开采为例来说明光纤通讯的远程温度监测系统的总体设计。在油田中刚刚开采的石油一般都呈稠状,在低温下,油很容易冻结呈块状,从而把导管堵塞,所以在石油的输送过程中我们必须对输油管线采取伴热措施,以确保石油的正常输送。在冬季这种低温情况下,石油堵塞管道时有发生,这就说明管线能否及时伴热是管道能否正常输送的关键因素。现在主要采用高温蒸汽与高温燃气水套炉伴热这两种的伴热方式,而伴热设备是否正常工作的重要指标以温度作为考核的。
现在对于伴热线管道检测所采用的方法主要是人工现场检测各管线温度,但是在冬天这种环境恶劣,温度低下,工作量又相当庞大等因素的影响,会使工作效率降低,有时管道的堵塞等显而易见的问题都难以及时发现。因此,在冬季温度极低的情况下,必然有不安全隐患。就拿大庆石化为例,它的输油管道伴热线在我国东北严寒地区,这个地区冬季气温很低,而且会持续出现低温现象,造成石油输出的困难。所以,研制一套完善的远程温度监测系统我们迫在眉睫。
2.2 系统总体设计原理
我们就对东北某石化炼油厂内输油管道伴热线研制的一套远程温度监测系统进行分析。根据石化炼油厂的实际情况,确定了使用太阳能供电的光纤网络通讯方案。对于系统的下位机部分,使用温度传感器与智能采集模块,采集和处理信息信号。研究了一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技和网络拓扑结构的特点,对各层帧结构及协议结构的工作原理进行分析与探讨,通过设置和调试S02系列通讯模块,我们完成低功耗的近距离通讯技术的远端数据采集与传输这一艰难的技术。并且确定了光纤通讯网络的架构和网络通讯所必须的硬件设备,并完成了对各种硬件设备的设计与选用以及设备间相互通讯的调试,我们更采用互联网这一新颖快速的工业组态软件实现了对温度监测系统远程监测的目的。而在系统的上位机的监测部分,通过对软件的需求及功能分析,在网际组态的基础上开发和研制出中心监测这一重要软件。这个软件的开发,使得我们实现对温度和湿度等重要参数的随时监测、远程摄像监测、超越界限报警、数据随时记录和查询以及用户个人管理等功能,并设计了一套令客户满意的监控界面。这个控制界面简洁易上手。我们经过一段时间的试运行,发现这个系统具有这些优点:通信稳定没偏差,传输速度很快,操作简单上手,数据可靠有保证,系统运行正常,可以满足伴热线管道温度监测的需求。
远程控制我们可以采用系统:以低功耗,高性能CMOS8位系列单片机为控制单元,并采用Dallas单线数字温度传感器DS18820采集现场温度数据而设计的远程温度控制系统。这个系统具有的优点如下:结构新颖、电路简单而且方便控制,其监控的温度范围为-55℃～99℃,完全符合当地的温度,温度值显示的精度为0.01,可以自由设置控制温度的上、下限。如果系统超过设置上、下限温度,该系统还可以自动报警。
3、光纤通讯的远程温度监测系统的应用
随着科学技术的不断发展,光纤通讯的远程温度检测系统应用于许多领域。光纤光栅温度在线监测系统是一种全新的在线温度监测报警系统,具有防爆的特点;煤矿安全也成为社会关注焦点,煤矿中各类系统相互独立,通讯简单可靠,在煤矿远程通讯中的CAN-bus已被西北东北多个地方采用,大大减少了煤矿事故的发生,光纤通讯远程温度监测系统应用于各个行业。
4、结语
相信,光纤通讯的远程温度监测系统应用于各行各业,它具有广阔的应用前景。想获得更高的更好的经济和社会效益就必须加大光纤通讯的应用与推广,让更多的人去了解,去使用。只有不断完善,才能更好地为社会为人民创造更多的利益。它的出现,不仅仅是科技的发展,更是社会的不断向前推进。
参考文献
[1]赵远飞.光纤传感器的输油管道远程安全监测系统研究.2012,07(11);79-81.
[2]胡艳兵,李良庚.基于光纤通讯的水库流量检测系统.2008,3(09);69-71.
温度监测范文6
关键词：igBee；无线通信；CC2430；温度监测
Warehouse Temperature Monitoring System Based on igBee Technology
CHEN Weige1,YAN Youyun1,CHEN Chaojun2
(1.Electrical Engineering and Autornation School,Henan Polytechnic University,Jiaozuo,454003,China;[J]2.Jiaozuo Sanhelizhong Power Co.Ltd.,Jiaozuo,454003,Chinaオ
Abstract：The development of communication and sensor technology speeds up the stride in industrial automation forward.As a communication means,wireless technology has broad application perspective.This paper focuses on the study of igBee technology network topology and research on CC2430,using igBee technology to the storage temperature monitoring to remote monitoring purposes.eywords：igBee;wireless communication;CC2430;temperature monitoringオ
我国是一个农业大国，每年都有大量的新粮收获也有部分陈粮积压，由于储存不当造成大量的粮食浪费，给国家和人民造成巨大的经济损失。为了减少损失，以往采取用人工的办法定期对粮食进行晾晒、通风、喷洒药剂等，防止因存储不当引起虫害，但这样做消耗人力和财力，且效果不佳，发霉变质等现象仍然仔在。
随着科学技术的发展，传统的人工定期定点查看粮仓温度的方法，已逐渐被电子监测温度设备所取代。本文设计了一套粮仓温度监测系统。采用igBee技术的无线通信网络对仓库各点温度进行监测，管理者可以在控制室随时了解仓库现场的信息，使粮仓管理实现自动化、智能化。
1 igBee技术的分析与研究
在工业控制、环境监测、商业监控、汽车电子、家庭数字控制网络等应用中，系统所传输的数据通常为小量的突发信号，即数据特征为数据量小，要求进行实时传送，如采用传统的无线技术，虽然能满足上述要求，但存在着设备的成本高、体积大和能源消耗较大等问题，针对这样的应用场合，人们希望利用具有成本低、体积小、能量消耗小和传输速率低的短距离无线通信技术。igBee技术就是在这种需求下产生的。它是具有成本低、体积小、能量消耗小和传输速率低的无线通信技术，其中文译名通常称为“紫蜂”技术。
igBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。在igBee技术中，其体系结构通常由层来量化它的各个简化标准。每一层负责完成所规定的任务，并且向上层提供服务。各层之间的接口通过所定义的逻辑链路来提供服务。igBee技术的体系结构主要由物理(PHY层、媒体接人控制(MAC层、网络/安全层以及应用框架层组成，其各层之间如图1所示。
PHY层的特征是启动和关闭无线收发器，能量检测、链路质量、信道选择、清除信道评估，以及通过物理媒体对数据包进行发送和接收。MAC层的具体特征是信标管理、信道接入、时隙管理、发送确认帧、发送连接及断开连接请求，且为应用合适的安全机制提供方法。
igBee技术有星型和对等两种拓扑结构，每种都有自己的组网特点。本设计根据系统特点，选用组网结构简单的星型网络结构，尽管该方式只能组建包含较少的无线接点的无线网络，但已经能够满足系统的需要。
星型拓扑结构有一个叫作PAN主协调器的中央控制器和多个从设备组成，主协调器必须是一个具有完整功能的设备，从设备可以使完整功能设备，也可以是简化功能设备。当一个具有完整功能的设备(FFD第一次被激活后，它就会建立一个自己的网络，让自身成为一个PAN主协调器。所有星型网络的操作独立于当前其他星型网络的操作，通过选择一个PAN标识符确保网络的惟一性。―旦选定了―个PAN标识符，PM主协调器就会允许其他从设备加入到它的网络中，无论是具有完整功能的设备，还是简化功能的设备都可以加入到这个网络中。在星形拓扑结构中，PAN主协调器是主要的耗能设备，而其他从设备均采用2节干电池供电。
2 系统硬件设计
2.1 igBee芯片介绍
CC2430出自挪威Chipcon公司,是一款真正符合IEEE802.15.4标准的片上igBee产品。该芯片延用以往CC2420芯片的结构，在单个芯片上集成igBee射频(RF）前端、内存和微控制器。它使用一个8位MCU(8051，具有32/64/128 kB可编成闪存和8 kB的RAM，还包含模/数转换器(ADC、几个定时器、AES-128安全协处理器、看门狗定时器、32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路。
CC2430还有21个可编程的I/O口引脚，P0、P1口是完全的8位口，P2口只有5个可使用的位。通过软件设定一组SFR寄存器的位和字节，可使这些引脚作为通常的I/O口或作为连接ADC、计时器或USART部件的设备I/O口使用。其I/O口引脚功能如下：
1～6脚（P1.2～P1.7）：具有4 mA输出驱动能力；
8，9脚（P1.0，P1.1）：具有20 mA的驱动能力；
11～18脚（P0.0～P0.7）：具有4 mA输出驱动能力；
43～46，48脚（P2.0～P2.4）：具有4 mA输出驱动能力。
CC2430芯片采用0.18 μm CMOS工艺生产，工作时的电流损耗为27 mA；在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27 mA或25 mA。CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。
2.2 系统硬件电路
该系统采用星状无线网络系统，系统只有一个网络协调器和若干个RFD节点。网络协调器安装在有人值守的监控室，负责建立网络和管理网络，并显示当前整个网络的状况，且把收到的数据发送到计算机中。RFD负责安装在各个仓库中，负责采集温度值，然后定期或有中断时，把数据发送给网络协调器。监控人员在控制室通过显示器就可以对仓库温度进行监视，无须到仓库现场。
网络协调器有CC2430、串口部分、天线、按键和显示模块组成。天线用的是非平衡天线，它与非平衡变压器连接，使天线性能更好。CC2430模块通过天线接收到信号后，通过SPI口直接输出到液晶显示器上。串口部分用UART模块，UART再外接一个RS 232模块用于连接计算机，给计算机传输数据，将计算机外部来的串行数据转换为字节，供计算机内部使用并行数据的器件使用。所连接的计算机的作用是用来观察串口输出的数据。
RFD节点有CC2430、温度传感器和天线组成。节点通过温度传感器TC77检测所处环境的温度，然后通过天线发送给网络协调器。温度传感器使用TC77，它是Microchip公司生产的串联可访问数字温度传感器，特别适合于廉价，小尺寸的应用中。温度数据从内部温度敏感元件转换而来，随时都可以转化成13位数字。
为了减少对其他设备和系统的干扰和影响，在保证设备能够正常地工作的条件下，每个设备的发射功率应尽可能地小。通常，igbee的发射功率在0～+10 dBm,通信距离范围为10 m，可扩大到约300 m，其发射功率利用设置的相应服务原语进行控制。本设计中RFD节点的最小发射功率为-3 dBm。
在网络协调器端，为保证设备能正常接收到RFD节点发射的信号，其有用信号不能太大，否则，将造成接收信息堵塞，不能正常地接收。通常接收端的有用信号的最大输入电平就是有用信号的最大功率值，本设计接收机的最大输入电平值为-20 dBnb。
3 系统软件流程
系统软件分主机和分机两部分，主机作为全功能系统，负责网络协调和人机对话，分机作为简单功能系统，等待主机命令，传输本机点数据。其系统流程如图2所示。
4 结 语
igBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，其有广泛的应用前景。该系统是在归纳国内外研究成果的基础上，采用igBee技术构建的无线传感器网络，实现对仓库温度的监测，具有组网简单、系统花费少、扩展网络容易、通讯稳定、无需支付网络费用等优点。在实际中有很好的应用价值。
参 考 文 献
［1］李文仲，段朝玉.igBee无线网络技术入门与实战［M］.北[LL]京:北京航空航天大学出版社,2007.
［2］蒋挺，赵成林.紫蜂技术及其应用［M］.北京：北京邮电大学出版社,2006.
［3］孙利民，李建中，陈渝,等. 无线传感器网络［M］.北京：清华大学出版社，2005.
