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溫度監測范文1
關鍵詞：大體積混凝土；溫度檢測；溫度應力；溫度控制
中圖分類號： TV544 文獻標識碼： A 文章編號：
1.引言
大體積混凝土結構具有結構較厚、體積較大、混凝土較多、鋼筋較密集、工程條件和施工較復雜等特點。因此，大體積混凝土結構在連續澆筑和硬化的過程中，由于溫度應力會造成大體積混凝土結構開裂，對結構的整體性、抗滲性、抗疲勞性及承載力十分不利。這就要求我們加強溫度監測和溫度控制，預防大體積混凝土結構的開裂，提高整個工程的質量。
2.大體積混凝土開裂的原因
2.1設計、施工、養護不當
導致大體積混凝土結構開裂的原因很復雜，但首要因素就是設計不當。如在結構截面的突變位置或者轉角位置等設計有缺陷；對混凝土配合比的設計不當等，這些都會造成大體積混凝土結構的開裂。除了設計問題之外，大體積混凝土結構的施工工藝和養護工藝不到位，也會造成大體積混凝土結構的開裂。
2.2溫度應力的產生
溫度應力是造成大體積混凝土開裂的本質因素。在大體積混凝土結構的澆筑和硬化過程中，水泥將進行水化反應，水化反應會產生大量的水化熱，而混凝土的熱阻很大，熱量就會聚集在結構內部，不容易散發出來，但是結構的外部散熱比較快，這樣一來大體積混凝土結構的內部和外部就形成比較大的溫差，將引起體積的變化，使混凝土結構的表面產生一定的拉應力。拉應力會隨著溫差的變化而變化，當拉應力超過了混凝土抗拉強度的極限時，混凝土結構的表面就會出現裂縫。
3.溫度應力產生的原因
為了預防大體積混凝土結構出現裂縫，我們必須對溫度應力產生的原因進行探討。首先是水泥的水熱化影響。在混凝土結構澆筑的初期，混凝土的彈性模量比較低，對溫度變化引起的變形約束不大，但隨著齡期的增長，混凝土的彈性模量越來越高，對溫度變化引起的變形約束也越來越強，產生溫度應力。其次是外界溫度變化的影響。外界氣溫越高，混凝土澆筑的溫度也越高，那么相對的最高溫值也越高；外界氣溫降低時，會加大混凝土的降溫幅度。內外溫差越大，溫度應力就會越大。再次是混凝土收縮變形的原因?；炷恋氖湛s變形有凝縮、冷縮等多種形式。收縮變形越大，分布越不均勻，產生的拉應力就越大。最后是約束條件的影響。大體積混凝土結構在變形過程中，會受到一定的約束，阻礙它自由變形，并產生拉應力。
4.溫度監測
4.1溫度監測系統
為避免大體積混凝土結構受溫度應力的影響，必須對結構的溫度進行監測，掌握混凝土溫度的變化情況。最初的溫度監測方法是在底板混凝土內部埋上鋼管，人工逐個進行測溫。但是這種方法勞動強度大、效率低，已經不能適應現代施工技術的高要求。目前，一般采用微機自動監測系統，對大體積混凝土結構的施工全過程進行連續的監測。該監測系統具有準確、可靠等特點，能夠及時提供各個監測點的即時溫度和溫度隨時間變化的曲線圖。
4.2監測點的布置
關于監測點的布置，可以根據混凝土的形狀、特征、控制條件等來設計。下面以某地下承臺的施工為例，該承臺是長30.7米，寬22.3米，厚3.5米的鋼筋混凝土結構。通過實驗室澆筑足尺體積混凝土，可以對所使用的材料和條件有一定的把握，然后可以對實驗室內的混凝土的溫度進行監測，在足尺混凝土模型中設置監測點（如圖1所示），根據監測結果分析和調整大體積混凝土結構的具體施工方案。
4.3監測結果分析
根據各個監測點的溫度監測的結果記錄（如圖2所示），可以分為三個時期：一是澆筑前期，是指混凝土入模型后，溫度曲線明顯上升；二是澆筑中期，是指混凝土中的水泥產生水化熱，各個溫度監測點的溫度逐漸緩慢的降低；三是澆筑后期，溫度監測點的溫度降低更加緩慢。由圖2可以得出，混凝土的最大溫度和最大溫差的出現規律并不是同步的，因此在具體的施工過程中，對于控制最大溫度和最大溫差要采取不同的控制方法。
5.溫度控制
5.1溫度控制指標
溫度監測只是一種手段，而不是目的。目的是要根據溫度監測來了解混凝土溫度場分布的變化情況，從而采取合理有效的溫度控制措施，來防止大體積混凝土結構裂縫的產生。大體積混凝土結構的溫度控制是一項復雜的系統工程，主要包括控制混凝土的最大溫差、最大升溫降溫速率、內部最高溫度等內容。因此，溫度控制的指標主要是任一時間和任一截面中兩點的溫差不宜超過20℃，最大不能超過25℃；入模溫度一般在25℃以下，即使在炎熱的氣候下，也不能超過28℃，若在寒冷的氣候下，則不能低于12℃等。
5.2溫度控制的措施
5.2.1完善大體積混凝土結構的設計
要完善大體積混凝土結構的設計，首先,要進行合理分塊、分層的澆筑。因為當大體積混凝土結構的尺寸過大時，整體澆筑會產生較大的溫度應力。采用分層、分塊進行澆筑，可以降低溫度應力，避免大體積混凝土結構出現裂縫。其次,要注意避免應力集中。在大體積混凝土結構中，結構斷面的突變位置或者轉角位置都是應力較為集中的區域，也是容易出現裂縫的區域。因此，在設計過程中，可以在結構斷面突變的地方作一些過渡處理，在轉角處和過渡處考慮使用抗裂鋼筋。最后，要改善外約束條件。大體積混凝土結構出現裂縫的重要原因是該結構在降至穩定溫度場的過程中，收縮變形受到基礎的約束而產生的拉應力。因此，在設計過程中，我們要充分考慮基礎的約束情況。
5.2.2合理選擇原材料
由于經濟的迅猛發展，構建大體積混凝土結構的原材料種類繁多、數量龐大，這就需要對原材料進行謹慎的選擇。首先，要選擇中熱或者低熱的水泥。因為混凝土的絕熱溫升值跟單方水泥最終的放熱量呈正比關系。選擇中熱或者低熱的水泥，可以有效控制混凝土水化熱溫升。其次，要合理選擇骨料?；炷两Y構骨料的合理選擇，不僅可以改善混凝土的工作特性，而且可以提高混凝土的強度，降低水泥的使用量，從而降低水化熱溫升。最后，采用特種混凝土。如為提高混凝土的抗裂性，可以采用纖維混凝土。所謂纖維混凝土就是在混凝土中直接摻入一些抗拉強度特別高的纖維，從而提高混凝土的抗裂性。
5.2.3加強施工管理
在大體積混凝土結構的施工過程中，要加強施工管理，控制好混凝土澆筑的溫度。因為混凝土的內部溫度是水化熱的絕熱溫升、澆筑溫度等各種溫度的總和。澆筑溫度越高，混凝土的內部溫度也就越高。在加強施工管理的同時，也要優化施工工藝。大體積混凝土結構在采取分塊澆筑方案后，單塊混凝土的一次性澆筑量也很大。為保證單塊混凝土的整體性，必須要連續澆筑，在先澆筑的混凝土凝結前完成所有的澆筑工作。
6.結語
大體積混凝土結構在施工過程中，對溫度需要進行嚴格的控制。因此，溫度監測和溫度控制是大體積混凝土結構施工過程中，必須考慮的兩個重大問題。對施工過程進行溫度檢測，可以隨時掌握溫度變化的情況，不僅能真實反應混凝土溫度特征和變化規律，而且能夠指導溫度控制，從而采取有效的溫度控制措施，降低溫度應力，預防裂縫的出現，保證整個工程的質量。
參考文獻
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溫度監測范文2
關鍵詞：高壓開關柜；溫度；在線監測技術
中圖分類號：TM591 文獻標識碼： A
引言
電力系統是我國經濟發展的動力，其不僅能為我國工業的發展提供照明和動力支持，更是我國人民日常生活必不可少的元素。高壓開關柜是我國電力系統的重要組成部分，對其溫度的在線監測與研究不僅可以保障設備本身的安全，更能在一定程度上維護電力系統的正常運行。
一、監測系統的構成和工作原理
高壓開關柜接頭溫度在線監測系統由光纖光柵傳感系統、光纖光柵調試系統和光信號傳輸三部分組成。該系統使用光纖進行信號的輸送，使用光纖光柵作為溫度傳感探頭，而系統的信息采集和處理主要由高速、多路的光電處理主機完成，而系統的控制中心主要使用工程控制機。而系統的溫度傳感器光纖光柵的作用，是利用了光纖的光敏屬性，通過紫外光曝光的方式將入射光纖光柵的圖樣輸入到纖芯，而在芯內發生了折射率變化，從而就形成了空間的相位光柵，它的作用相當于窄帶的反射濾波器。而寬帶光源發射的光通過光纖輸送到光纖光柵，而光柵就反射成窄帶光。該系統設計中光纖光柵的溫度檢測系統中，調試系統是本系統的核心，主要由F-P控制器組成的可調諧濾波器以及信號處理控制模塊和電光探測器構成。然后利用耦合器的引導光纖光柵發射光將信號引導進入光纖F-P濾波器，這時，只有滿足若干條件波長的光才能起到干涉的效果，并且產生的相干極大。而通過掃描電壓的作用力使得電陶瓷PZT發生了物理伸縮運動，因此改變了濾波器的F-P腔長度，這樣就能改變透過濾波器的波長。而在調諧控制電壓的作用力下，導通頻帶可以掃描整個光柵反射光譜，當導通中心波長和光纖光柵的反射波長一致時，探測器就能以最大功率工作。而光進入電光探測器后就轉成電信號，這時的電信號相當于光纖光柵發射光的中心波長，此時也正對應待測的溫度。最后數據處理將溫度傳輸到工程監控機的顯示屏。
二、在線監測技術在高壓開關柜溫度監測中的重要性
高壓開關柜是高壓開關設備中最重要的組成部分，其不僅承擔著線路的開斷和關合，更在一定程度上能保障電路設備的正常運轉和記錄儲存高壓線路的運行數據。據有關資料顯示，由于高壓開關柜出現故障導致的電路設備的燒毀和電力系統的運行受阻造成了嚴重的經濟損失。受技術條件的限制，雖然高壓開關柜本身存在著一些質量問題，但由于溫度監測技術不過關也是造成設備毀壞和供電中斷的主要原因，采用在線監測技術檢測高壓開關柜的溫度具有十分重要的作用。高壓開關柜的外部由金屬外殼封閉，散熱性較差。設備在長期運行的過程中，受散熱條件的限制，封閉于高壓開關柜內部的接頭、觸點和母線等極容易發生老化或破損。當電流和電壓處于較高的狀態時，電阻溫度上升的速率增大，這在一定程度上會造成熱量的集中，高壓開關柜內部的熱量集中于某一個部件或區域，在短時間內就能造成部件或區域處于高溫狀態，如不及時處理，很容易引起設備的燒毀或者是更嚴重的火災。設備燒毀只是經濟損失，其造成的影響較小，當發生火災時，其造成的不僅僅是設備損壞的經濟損失，人員的傷亡也是時常發生的事情。因而，采取有效措施監測高壓開關柜的溫度有其必要性。
三、高壓開關設備在線測溫技術綜述
1、紅外線測溫技術
紅外線測溫技術是一種典型的非接觸式測溫方法，一般使用紅外探測儀進行測量，由于溫度大于絕對零度（-237.15℃）的物體都會向外發射紅外線，經過信號捕捉裝置采光鏡采樣，再對信號進行放大分析顯示，可以很方便的檢測出被測物體的表面溫度。但是紅外線測溫技術的準確度不高，測得溫度容易受周邊環境影響，同時由于高壓開關設備內器件大多被絕緣部件包圍，故被測元件的準確溫度難以測量。
2、無線測溫技術
無線測溫技術徹底解決了高低壓隔離與絕緣困難的問題，該技術通過被安放在高壓開關柜內各位置的測溫單元檢測實時溫度，然后采用無線波將溫度信息傳送給距離較遠的接收裝置，可以較準確的測量元件的溫度。但由于柜內常通過大電流，電流的磁效應使得周邊環境的電磁場十分復雜，影響數據的傳輸可靠性，一般要采用嚴格的校驗措施。
3、光纖光柵測溫技術
光纖材料的出現促使光纖傳感技術迅速發展，采用光波作為信號載體，光纖作為傳輸介質，進行信號的傳遞，可靠性有了巨大提高。光柵作為一種反射式濾波器見，可以將照射進來的紫外線進行布拉格反射，布拉格波長對溫度比較敏感，通過接收端分析布拉格波長可以得到柜內元件的溫度。
4、在線測溫技術對比
三種在線測溫技術的對比如表1所示：
四、高壓開關柜在線溫度監測技術在應用的過程中存在的問題
上文中提到的溫度在線技術雖然能彌補人工測溫過程中存在的不足，但是受技術條件的限制，這三類溫度在線技術在實際的測量過程中存在或多或少的問題，歸納起來，主要有以下幾個方面：第一，紅外圖譜只是對高壓開關柜溫度狀態的顯示，其柜內的實際溫度數值并無法有精確或直觀的顯示；第二，紅外信號接觸式測溫技術借助的溫度傳感設備不僅在一定程度上造成柜內設備的擁擠，更可能影響設備的正常運轉；第三，光纖測溫技術在進行高壓開關柜內的溫度在線監測的過程中，由于設備較為復雜，其在具體的使用中應用范圍較小。
五、高壓開關柜在線監測技術的改進
目前的在線監測技術存在溫度值無法直觀和精確顯示的缺陷，影響設備正常運轉的不足和設備復雜、使用范圍小的問題，為解決這三類問題，需要對在線監測技術的高精度、高可靠性和成本低廉三個方面做出研究。滿足上述三個條件的高壓開關柜在線溫度監測技術的設計思路如下。
1、高壓開關柜在線溫度監測的狀態監測
為滿足高壓開關柜成本低廉的特征，工作人員在設計在線溫度監測技術的過程中，可以將多臺高壓開關柜進行串聯，采用數字溫度傳感器檢測各臺高壓開關柜的運行溫度，并將監測到的各臺開關柜的溫度值進行比較，并對在不同時期內的同一臺高壓開關柜的溫度進行比較，對其中存在溫度異樣的高壓開關柜進行檢測，查找故障發生的原因。數字溫度傳感器在進行柜體溫度監測的過程中，能對柜體的溫度進行直觀且精確的反應。將串聯的高壓開關柜與集控中心的設備相連，通過集控中心對高壓開關柜溫度數字的統計，分析溫度數值的變化，并采取相應的措施。數字傳感器的使用，實現了溫度在線監測的精確性；設備串聯的使用和溫度值的橫向與縱向比較，運用高壓開關柜監測高壓開關柜的溫度，能在一定程度上節約設備的成本；集控中心對在線監測技術的控制，改進在高壓開關柜內安裝設備的方法，避免了造成設備內部擁擠或碰撞的問題，對提高設備的運行效率和增強設備運行的可靠性具有十分重要的作用。
2、在線溫度監測技術的完善
實現了高壓開關柜監測溫度的精確性、可靠性和廉價性的設計，實現監測的自動化便是脫離人工監測的主要手段。對在線溫度監測的自動監測需要做好以下幾個方面的工作：第一，對預警系統的設計。對預警系統的設計應采取信號燈和聲音警報的同步預警。第二，對設備狀態的維護。工作人員應對高壓開關柜進行定期或不定期的維修與保養，延長設備的使用壽命。
結束語
綜上所述，高壓開關柜在我國電力系統的運行中起著十分重要的作用，實現高壓開關柜的在線溫度監測不僅有利于提高設備的運行效率，保證設備運行的安全，更能在一定程度上實現電力系統的正常供電，對我國工業的生產和人民的生活均有著十分重要的作用。
參考文獻
[1]孫正來，孫鳴.高壓開關柜溫度在線監測技術研究[J]. 《電力信息化》，2008，（6）.
溫度監測范文3
[關鍵詞]單片機 數字式溫度傳感器 鐵電存儲器 單總線
[中圖分類號]TP[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)02-0060-03
引言
環境溫度的監測和控制是許多試驗的必要條件,傳統的溫度監測系統多采用前端溫度采集電路和后端上位機數據處理的方式,比如利用單片機對傳感器輸出信號進行采集,將采集到的數據送往PC機進行處理和實時顯示[1]。然而這種方式由于持續的溫度數據傳輸占用了大量的總線資源,受到PC機性能的影響,同時PC終端的不可移動性和安全性則無法滿足無人值守或遠程的實驗。
針對這個問題,本文提出了一種具有數據存儲功能的多通道溫度監測系統。系統設置了數據存儲功能,可以將檢測到得數據存儲在本地存儲器中,實驗完成后再和上位機聯接將數據讀出,也可以進行實時的數據傳輸而并不受到上位機的影響。這樣就提高了系統的靈活性,并拓寬了其使用范圍。
1 溫度監測系統的構成
溫度監測系統有前端多路溫度采集電路和上位機數據庫管理軟件兩部分構成。前端多路溫度采集電路由溫度采集模塊和數據存儲模塊組成,如圖1組成。電路由單片機C8051F410為控制核心,實現溫度數據的實時采集、存儲、閾值判斷及報警、數據傳輸等功能。傳感器輸出的數據經電路調理后進入單片機進行處理,并存儲在數據存儲模塊中,同時在單片機內
設置閾值并進行判斷實現超限報警,如果與上位機聯機時,單片機通過聯線實現數據的傳輸控制。
2 溫度采集模塊設計
傳統的溫度傳感器輸出的都是模擬量,信號處理電路結構復雜,并且在實驗中,往往需要同時監測多個不同點的溫度變化,這會導致整個系統規模龐大而降低系統的穩定性。本系統選用美國Dallas公司出品的單總線數字式溫度傳感器DS18B20作為溫度檢測器件。DS18B20內部集成了溫度信號調理和模數轉換電路,可直接輸出溫度的數字信號,大大簡化了應用電路的設計。并且數據接口采用 “1-wire”專利技術,可以在一條單總線上可以掛接多個傳感器,節省了微處理器的端口資源和電路,非常適合多點組網測溫。
DS18B20的檢測溫度范圍為-55～+125℃;可以通過編程選擇9-12位數據格式,選擇9位時溫度分辨率為0.35℃,轉換時間小于100ms。每個DS18B20內部有一個64bit的標識碼固化在ROM中,并且每個DS18B20的標識碼都是唯一的,使用標識碼,可對指定的DS18B20進行操作。
本系統由8個傳感器組成測溫網絡。進行溫度采集時,控制軟件利用SKIP ROM命令,同時激活所有在線溫度傳感器,進行一次溫度轉換。轉換完成后,利用MATCH ROM命令和唯一的標識碼逐一讀取相應的傳感器溫度值,直至將所有傳感器的溫度值都讀取完,再進行下一次溫度轉換。
3 數據存儲模塊設計
根據測溫系統的工作特性要求,系統采用非易失存儲器,同時滿足數據讀寫的方便,在復雜的環境中有一定的抗干擾能力,能多次重復使用等要求。系統采用具有SPI的鐵電存儲器FM25L512作為系統的數據存儲芯片。這是一款512Kb的非易失性存儲器,串行接口時鐘頻率可達20MHz,且數據以總線速度進行寫操作,無寫入延時,操作較EEPROM和FLASH存儲器更為簡便。此外,器件真正提供了無限次的寫入次數,供電范圍3.0V~3.6V,可以在-40℃~+85℃范圍內工作。
將存儲器的存儲空間劃分為若干獨立的小塊,分開存放各個采樣通道的數據。其中,開始的256字節空間用來記錄本次測試的一些條件參數,如采樣起始時間,采樣頻率等。每個溫度采集通道可以獲得最大8160字節的數據存儲空間。若采樣頻率為每分鐘一次,則最多能存儲68小時的溫度測試數據,可以滿足一般的存儲測試測試要求。
4 系統控制流程設計
多通道溫度監測系統的控制主要涉及系統的初始化,溫度數據的采集、存儲,溫度超限報警、與上位機通信等功能,由一片低功耗混合信號單片機C8051F410實現。系統控制電路主要包括電壓轉換電路、單片機最小系統、傳感器接口、上位機通信接口等部分組成,電路如圖2所示。
單片機通過軟件控制系統工作過程。完成一次溫度采集后,單片機先將采集到的溫度數據與預設的溫度報警上限進行比較,若測得的溫度值大于預設值,則利用蜂鳴器發聲警報。比較結束后,根據所選的工作模式將溫度數據通過UART接口發給PC機由相應的PC機程序進行處理和顯示,或按通道存入相應的存儲空間。測試完成后由PC機命令將數據讀出,利用相應PC機程序進行處理和分析。
5 系統驗證實驗
利用本系統對高低溫交變濕熱試驗箱的溫度進行測量。將8個傳感器分別布設在試驗箱內的不同位置,當試驗箱開始工作時開始測溫,存儲器記錄試驗箱的工作時間及相應的溫度。實驗結束后,將溫度監測系統的記錄數據和試驗箱顯示數據進行比對,從而檢驗系統的實際效果。
試驗中,試驗箱的起始溫度為25℃,以10℃為單位升溫,到預設值后保持一段時間再次進行升溫,當溫度達到55℃時結束。溫度監測系統設定的采樣頻率為1次/秒,測試時間為15分鐘。
實驗時高低溫試驗箱溫度記錄如表1。
溫度監測系統采集并存儲的是DS18B20的12位數字化的溫度信息,其中前面5位是符號位,如果測得的溫度大于0,這5位為0,只要將測到的數值乘以0.0625即可得到實際溫度;如果溫度小于0,這5位為1,測得的數據需要取反加1再乘以0.0625即可得到實際溫度。將讀出的數據轉換成溫度值后作圖得試驗箱內部溫度隨時間變化的曲線(圖3)。
比較試驗箱顯示溫度以及系統所測數據值可以發現,系統所測數據較好地表現了試驗箱內溫度隨時間變化的規律,所得數據與試驗箱顯示溫度有0.8℃左右的誤差,產生誤差的原因可能有試驗箱自身的溫度顯示誤差,溫度傳感器自身精度及滯后效應等。
6 結語
本文設計一種多通道溫度監測系統,利用數字式溫度傳感器DS18B20的“1-wire”接口技術組成傳感器網絡,采用單片機控制,并在此基礎上增加了數據存儲模塊。與傳統的實時溫度監測系統相比,本系統實現了對溫度環境的存儲測試,可以在脫離上位機的情況下獨立運行,特別適合遠程和無人值守實驗的環境溫度監測。通過實驗驗證,系統能夠很好地實現對溫度環境的存儲測試,工作穩定可靠。同時,該系統具有一定的可擴展性,如增加傳感器的數目或替換更大容量的存儲器,可以使系統實現更復雜的實驗環境下,更長時間溫度監測,具有一定的應用前景。
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溫度監測范文4
【關鍵詞】大體積混凝土；溫度監測；溫差控制
一、前言
大體積鋼筋混凝土具有結構構件尺寸厚、體積大、混凝土一次連續澆筑方量大、工程條件復雜和施工技術要求高等特點，如何控制溫度變形裂縫的開展，一直是大體積混凝土結構施工中的一個重大課題。由于大體積混凝土硬化期間水泥水化熱所產生的溫度應力和收縮應力，便成為導致鋼筋混凝土結構出現裂縫的主要因素。如何控制溫度變形裂縫的開展，一直是大體積混凝土結構施工中的一個重大課題。從事施工的技術人員，首先應了解大體積混凝土中溫度變化所引起的應力狀態對結構的影響，認識溫度應力的一系列特點，掌握溫度應力的變化規律，設法降低混凝土內部的最高溫度和減少其內外溫差。
二、大體積混凝土溫度裂縫問題
目前建筑施工過程中通常對大體積混凝土給的定義是：混凝土膠凝材料水化放熱所產生的溫度、收縮變形會導致必須予以控制的裂縫的現澆混凝土結構，包括以下幾種情況：（l）不采取溫控技術措施，水化熱引起的內外溫差超過25℃的混凝土；（2）混凝土結構最小斷面尺寸；（3）受邊界條件約束比較大的混凝土構件。大體積混凝土的特征是：結構厚實，混凝土數量大，工程有特殊要求（如不允許開裂，受力復雜等）；水泥的水化熱使結構產生溫度較高，容易產生溫度裂縫等。大體積混凝土在施工階段會因水化熱釋放引起內外溫差過大而產生裂縫，而且，水化熱溫度若過高，還會導致混凝土后期強度的明顯損失。大體積混凝土的裂縫不論是對它的應力狀態還是它的使用壽命都有很大的害處。上個世紀50年代至70年代，由于人們對大體積混凝土的裂縫的形成機理沒有充分的認識，或沒有找到適當的措施來防止大體積混凝土開裂，尤其是對大體積混凝土內部溫度進行施工控制，國內外都有許多大體積混凝土結構物出現嚴重裂縫的實例，嚴重影響工程的使用，以致不得不采取補救措施，費時費力，耗資巨大。大體積混凝土溫度裂縫問題十分復雜，涉及到工程結構的方方面面。對大體積混凝土溫度控制更是涉及到巖土、結構、材料、施工以及環境等多方面、多學科。隨著各種新材料的不斷涌現，各種監測手段的不斷發展，對大體積混凝土溫度裂縫問題的研究也不斷更新變化。為了防止溫度裂縫的產生或把裂縫控制在允許的范圍內，必須搞清溫度裂縫的成因、特點、機理，掌握大體積混凝土內的溫度場、應力場分布規律，從而在設計、施工中采取有效的防裂措施。
三、大體積混凝土內部溫度監測與溫差控制措施
為了全面掌握大體積混凝土水化熱溫度變化規律，隨時了解混凝土各部位不同深度點的溫度情況，以便對癥下藥地采取技術措施確保工程質量并及時反饋溫控措施的具體效果，光靠理論分析預測量不夠的，還必須進行水化熱溫度的實時監測。畢竟，理論計算只限于在比較理想的條件下能較好吻合實際，而施工現場條件較復雜，各種材料參數及性能的離散性很大，施工過程還往往遇上許多意想不到的情況，這些都可能引起偏差?；炷了療釡囟鹊膶崟r監測是直接地反映現場的實際狀況，現場溫控措施的選擇與實施都應當以實測溫度結果為基本依據。許多年來，實時監測技術的推廣應用大大促進了大體積混凝土“信息化施工”水平，確保了大體積混凝土的施工質量。
1、溫度測點的布置
考慮到大體積混凝土的澆筑過程一般較長（12個小時），在混凝土澆搗期間往往氣候、混凝土澆筑溫度都會有一定的變化以及混凝土質量的不均勻性，我們在平面上布置溫度測位時一般應遵循以下原則：（l）均勻分布。即在平面上按一定的間距（5-10m）均勻布置測位。（2）兼顧全面。即在結構的邊緣、角部、中部及坑、井邊等具有代表性不同部位均要布置測位。對于每一個測位，在立面上則一般視結構的厚度不同設3-5個測點，分別位于結構的表面表面、中心、底面及中上、中下部。
2、溫控實施流程
為檢驗施工質量和溫控效果，掌握溫控信息，以便及時調整和改進溫控措施，做到信息化施工，需對混凝土進行溫度監測。大體積混凝土的溫度、應力發展是一個十分復雜的問題，外界溫度、濕度、施工條件、原材料變化等都會引起溫度、應力的變化，只有通過溫控監測，才能更準確地了解結構的質量與抗裂安全狀況。
3、測溫裝置的安裝
確定各點位線路布設路徑，并計算長度，然后將導線與傳感器連接起來，一個傳感器一根導線相對應，中間不能有導線接頭，將導線與傳感器用環氧樹脂技術固結起來，并在導線兩端編上相同的號碼，以使定位接線時對應起來。根據編號順序，將每個立柱的各點依次綁扎在固定傳感器的鋼筋上，然后將同一立柱上的上中下各測溫點的導線匯總成一組。
4、監測儀器
在混凝土中埋入一定數量的溫度傳感，測量混凝土不同部位溫度變化過程，檢驗不同時期的溫度特性和溫差標準。當溫控措施效果不佳，達不到溫控標準時，可及時采取補救措施；當混凝土溫度遠低于溫控標準時，則可減少溫控措施，避免浪費。溫度檢測儀采用智能化數字多回路溫度巡檢儀，溫度傳感器為普通溫度傳感器。智能化溫度巡檢儀可自動、手動巡回檢測多點溫度，并具有數據記錄和數據掉電保護、歷史記錄查詢、實時顯示和數據報表處理等功能。該儀器測量結果可直接用計算機采集，人機界面友好，并且測溫反應靈敏、迅速，測量準確。
5、監測信息采集
各項測試項目宜在混凝土澆筑后立即進行，連續不斷?；炷恋臏囟缺O測，峰值以前每5h監測一次，峰值出現后每4h監測一次，持續5天，然后轉入每天測1～2次，直到溫度變化基本穩定，一般半月左右，每次觀測完成后及時填寫記錄表。在檢測混凝土溫度變化的同時，還應監測氣溫、冷卻水管進出口水溫、混凝土澆筑溫度等。
6、信息反饋
這也是整個測試過程最能體現先進與否的關鍵技術。實現了從電位信號采集到溫度結果轉換再到溫度報表的輸出整出整個過程的全自動化，使用信號采集與數據處理變得相當迅捷、準確。這一突破不僅極大地提高了測試結果的精度，而且大大提高監測的工作效率。如果現場監測溫度超出溫控標準，可采取下列應對措施：（l）最高溫度偏高，可以加大通水流量，降低冷卻水溫度的措施，但注意冷卻水溫度與混凝土中心溫度之差在20℃以內，配合澆筑溫度的控制，以降低混凝土的最高溫度。（2）內外溫差偏高，加強內部降溫，加大通水流量；加強外部保溫，增加保溫層厚度，做到外保內散。
四、結論
為了防止大體積混凝土產生溫度裂縫，提高混凝土抗裂性能是前提，降低混凝土溫度應力是根本。混凝土的抗裂性能主要靠精心組織施工、提高混凝土密實性、加強養護來保證，而降低混凝土溫度應力則要通過嚴格控制其溫度變化來實現。大體積混凝土溫度控制的主要內容包括控制其最高溫度、控制其內表溫差、控制其降溫速率等三個方面。一般情況上主要通過改善混凝土的水膠比，盡量減少水泥用量來使混凝土的發熱量減少，降低其最高溫度；并通過混凝土處部保溫措施來提高混凝土表面溫度，縮小混凝土內表溫差并盡可能延緩混凝土的降溫速率。為了制定合理的溫度控制方案，對混凝土的溫度變化進行科學預測必不可少；為了及時掌握混凝土溫度變化的實際狀況并隨時加以必要的控制，同步進行混凝土溫度監測是關鍵。
參考文獻：
[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制，北京：中國建筑出版社，2004.
溫度監測范文5
摘要:光纖通訊是利用光與光纖傳遞訊息,它是有線通訊的一種。像我們所知道的,光經過各種方法進行調變后便能夠攜帶資訊,傳遞出訊息。溫度是現代生產過程中的一個非常重要的參數,要保證產品質量和生產安全就必須對溫度有一個相當的控制權。所以,本文就光纖通訊的遠程溫度監測系統研制進行下探討。
關鍵詞:光纖通訊 遠程監測 溫度監測 系統研制
1、研究光纖通訊遠程溫度監測系統的目的
光纖通信具有攜帶容量比較大,保存數據良好等優點。當今最主要的有線通信方式已經被光纖通信所占領。我們簡要介紹一下它的傳輸方式:首先將客戶需要傳送的信息內容在發送端也就是輸入端輸入到發送機中,然后通過一系列的方法將信息疊加或調制到作為信息信號載體的載波上,我們傳送的是一種光物質,然后將已調制的載波通過不同的傳輸媒質傳送到遠處的接收端,也就是最終客戶需要發送的地方,再而由接收機解調出原來的信息。知道光纖通訊的傳輸方式,我們也就知道光纖通訊的優點,不僅僅傳送量大,而且保密性良好。
溫度是現代生產過程中的一個非常重要的參數,它可以決定生產最后的產物。對于“溫度”這個概念,我們應該用全新的理念去解釋,它不同于以往單純的“溫度”,現在以一種溫度監測系統而存在。所以對溫度的監測是保證產品質量和生產安全的重要手段。目前,溫度自動監測技術在我國的工業生產中應用已非常普遍。這為我國的工業發展作出巨大貢獻。
但是,如何把光纖系統和溫度監測系統有機的聯系在一起,我們還面臨著問題。在工業上,大多數是采用有線的傳輸方式。但是,遠距離的線路鋪設,后期維護的成本過高,引線過長等等問題導致整個系統的傳輸速率變慢,功耗上升、穩定性下降。所以,我們要研制一套通信可靠有保證、運行穩定不出差、采集速度快速迅捷、自動化程度相對較高的實時溫度監測系統,保障系統的安全運行是非常必要的。
2、光纖通訊的遠程溫度監測系統的總體設計
2.1 設計緣由及案例分析
我們就拿油田的開采為例來說明光纖通訊的遠程溫度監測系統的總體設計。在油田中剛剛開采的石油一般都呈稠狀,在低溫下,油很容易凍結呈塊狀,從而把導管堵塞,所以在石油的輸送過程中我們必須對輸油管線采取伴熱措施,以確保石油的正常輸送。在冬季這種低溫情況下,石油堵塞管道時有發生,這就說明管線能否及時伴熱是管道能否正常輸送的關鍵因素。現在主要采用高溫蒸汽與高溫燃氣水套爐伴熱這兩種的伴熱方式,而伴熱設備是否正常工作的重要指標以溫度作為考核的。
現在對于伴熱線管道檢測所采用的方法主要是人工現場檢測各管線溫度,但是在冬天這種環境惡劣,溫度低下,工作量又相當龐大等因素的影響,會使工作效率降低,有時管道的堵塞等顯而易見的問題都難以及時發現。因此,在冬季溫度極低的情況下,必然有不安全隱患。就拿大慶石化為例,它的輸油管道伴熱線在我國東北嚴寒地區,這個地區冬季氣溫很低,而且會持續出現低溫現象,造成石油輸出的困難。所以,研制一套完善的遠程溫度監測系統我們迫在眉睫。
2.2 系統總體設計原理
我們就對東北某石化煉油廠內輸油管道伴熱線研制的一套遠程溫度監測系統進行分析。根據石化煉油廠的實際情況,確定了使用太陽能供電的光纖網絡通訊方案。對于系統的下位機部分,使用溫度傳感器與智能采集模塊,采集和處理信息信號。研究了一種便宜的,低功耗的近距離無線組網通訊技和網絡拓撲結構的特點,對各層幀結構及協議結構的工作原理進行分析與探討,通過設置和調試S02系列通訊模塊,我們完成低功耗的近距離通訊技術的遠端數據采集與傳輸這一艱難的技術。并且確定了光纖通訊網絡的架構和網絡通訊所必須的硬件設備,并完成了對各種硬件設備的設計與選用以及設備間相互通訊的調試,我們更采用互聯網這一新穎快速的工業組態軟件實現了對溫度監測系統遠程監測的目的。而在系統的上位機的監測部分,通過對軟件的需求及功能分析,在網際組態的基礎上開發和研制出中心監測這一重要軟件。這個軟件的開發,使得我們實現對溫度和濕度等重要參數的隨時監測、遠程攝像監測、超越界限報警、數據隨時記錄和查詢以及用戶個人管理等功能,并設計了一套令客戶滿意的監控界面。這個控制界面簡潔易上手。我們經過一段時間的試運行,發現這個系統具有這些優點:通信穩定沒偏差,傳輸速度很快,操作簡單上手,數據可靠有保證,系統運行正常,可以滿足伴熱線管道溫度監測的需求。
遠程控制我們可以采用系統:以低功耗,高性能CMOS8位系列單片機為控制單元,并采用Dallas單線數字溫度傳感器DS18820采集現場溫度數據而設計的遠程溫度控制系統。這個系統具有的優點如下:結構新穎、電路簡單而且方便控制,其監控的溫度范圍為-55℃～99℃,完全符合當地的溫度,溫度值顯示的精度為0.01,可以自由設置控制溫度的上、下限。如果系統超過設置上、下限溫度,該系統還可以自動報警。
3、光纖通訊的遠程溫度監測系統的應用
隨著科學技術的不斷發展,光纖通訊的遠程溫度檢測系統應用于許多領域。光纖光柵溫度在線監測系統是一種全新的在線溫度監測報警系統,具有防爆的特點;煤礦安全也成為社會關注焦點,煤礦中各類系統相互獨立,通訊簡單可靠,在煤礦遠程通訊中的CAN-bus已被西北東北多個地方采用,大大減少了煤礦事故的發生,光纖通訊遠程溫度監測系統應用于各個行業。
4、結語
相信,光纖通訊的遠程溫度監測系統應用于各行各業,它具有廣闊的應用前景。想獲得更高的更好的經濟和社會效益就必須加大光纖通訊的應用與推廣,讓更多的人去了解,去使用。只有不斷完善,才能更好地為社會為人民創造更多的利益。它的出現,不僅僅是科技的發展,更是社會的不斷向前推進。
參考文獻
[1]趙遠飛.光纖傳感器的輸油管道遠程安全監測系統研究.2012,07(11);79-81.
[2]胡艷兵,李良庚.基于光纖通訊的水庫流量檢測系統.2008,3(09);69-71.
溫度監測范文6
關鍵詞：igBee；無線通信；CC2430；溫度監測
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
我國是一個農業大國，每年都有大量的新糧收獲也有部分陳糧積壓，由于儲存不當造成大量的糧食浪費，給國家和人民造成巨大的經濟損失。為了減少損失，以往采取用人工的辦法定期對糧食進行晾曬、通風、噴灑藥劑等，防止因存儲不當引起蟲害，但這樣做消耗人力和財力，且效果不佳，發霉變質等現象仍然仔在。
隨著科學技術的發展，傳統的人工定期定點查看糧倉溫度的方法，已逐漸被電子監測溫度設備所取代。本文設計了一套糧倉溫度監測系統。采用igBee技術的無線通信網絡對倉庫各點溫度進行監測，管理者可以在控制室隨時了解倉庫現場的信息，使糧倉管理實現自動化、智能化。
1 igBee技術的分析與研究
在工業控制、環境監測、商業監控、汽車電子、家庭數字控制網絡等應用中，系統所傳輸的數據通常為小量的突發信號，即數據特征為數據量小，要求進行實時傳送，如采用傳統的無線技術，雖然能滿足上述要求，但存在著設備的成本高、體積大和能源消耗較大等問題，針對這樣的應用場合，人們希望利用具有成本低、體積小、能量消耗小和傳輸速率低的短距離無線通信技術。igBee技術就是在這種需求下產生的。它是具有成本低、體積小、能量消耗小和傳輸速率低的無線通信技術，其中文譯名通常稱為“紫蜂”技術。
igBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備中，同時支持地理定位功能。在igBee技術中，其體系結構通常由層來量化它的各個簡化標準。每一層負責完成所規定的任務，并且向上層提供服務。各層之間的接口通過所定義的邏輯鏈路來提供服務。igBee技術的體系結構主要由物理(PHY層、媒體接人控制(MAC層、網絡/安全層以及應用框架層組成，其各層之間如圖1所示。
PHY層的特征是啟動和關閉無線收發器，能量檢測、鏈路質量、信道選擇、清除信道評估，以及通過物理媒體對數據包進行發送和接收。MAC層的具體特征是信標管理、信道接入、時隙管理、發送確認幀、發送連接及斷開連接請求，且為應用合適的安全機制提供方法。
igBee技術有星型和對等兩種拓撲結構，每種都有自己的組網特點。本設計根據系統特點，選用組網結構簡單的星型網絡結構，盡管該方式只能組建包含較少的無線接點的無線網絡，但已經能夠滿足系統的需要。
星型拓撲結構有一個叫作PAN主協調器的中央控制器和多個從設備組成，主協調器必須是一個具有完整功能的設備，從設備可以使完整功能設備，也可以是簡化功能設備。當一個具有完整功能的設備(FFD第一次被激活后，它就會建立一個自己的網絡，讓自身成為一個PAN主協調器。所有星型網絡的操作獨立于當前其他星型網絡的操作，通過選擇一個PAN標識符確保網絡的惟一性。―旦選定了―個PAN標識符，PM主協調器就會允許其他從設備加入到它的網絡中，無論是具有完整功能的設備，還是簡化功能的設備都可以加入到這個網絡中。在星形拓撲結構中，PAN主協調器是主要的耗能設備，而其他從設備均采用2節干電池供電。
2 系統硬件設計
2.1 igBee芯片介紹
CC2430出自挪威Chipcon公司,是一款真正符合IEEE802.15.4標準的片上igBee產品。該芯片延用以往CC2420芯片的結構，在單個芯片上集成igBee射頻(RF）前端、內存和微控制器。它使用一個8位MCU(8051，具有32/64/128 kB可編成閃存和8 kB的RAM，還包含模/數轉換器(ADC、幾個定時器、AES-128安全協處理器、看門狗定時器、32kHz晶振的休眠模式定時器、上電復位電路、掉電檢測電路。
CC2430還有21個可編程的I/O口引腳，P0、P1口是完全的8位口，P2口只有5個可使用的位。通過軟件設定一組SFR寄存器的位和字節，可使這些引腳作為通常的I/O口或作為連接ADC、計時器或USART部件的設備I/O口使用。其I/O口引腳功能如下：
1～6腳（P1.2～P1.7）：具有4 mA輸出驅動能力；
8，9腳（P1.0，P1.1）：具有20 mA的驅動能力；
11～18腳（P0.0～P0.7）：具有4 mA輸出驅動能力；
43～46，48腳（P2.0～P2.4）：具有4 mA輸出驅動能力。
CC2430芯片采用0.18 μm CMOS工藝生產，工作時的電流損耗為27 mA；在接收和發射模式下，電流損耗分別低于27 mA或25 mA。CC2430的休眠模式和轉換到主動模式的超短時間的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應用。
2.2 系統硬件電路
該系統采用星狀無線網絡系統，系統只有一個網絡協調器和若干個RFD節點。網絡協調器安裝在有人值守的監控室，負責建立網絡和管理網絡，并顯示當前整個網絡的狀況，且把收到的數據發送到計算機中。RFD負責安裝在各個倉庫中，負責采集溫度值，然后定期或有中斷時，把數據發送給網絡協調器。監控人員在控制室通過顯示器就可以對倉庫溫度進行監視，無須到倉庫現場。
網絡協調器有CC2430、串口部分、天線、按鍵和顯示模塊組成。天線用的是非平衡天線，它與非平衡變壓器連接，使天線性能更好。CC2430模塊通過天線接收到信號后，通過SPI口直接輸出到液晶顯示器上。串口部分用UART模塊，UART再外接一個RS 232模塊用于連接計算機，給計算機傳輸數據，將計算機外部來的串行數據轉換為字節，供計算機內部使用并行數據的器件使用。所連接的計算機的作用是用來觀察串口輸出的數據。
RFD節點有CC2430、溫度傳感器和天線組成。節點通過溫度傳感器TC77檢測所處環境的溫度，然后通過天線發送給網絡協調器。溫度傳感器使用TC77，它是Microchip公司生產的串聯可訪問數字溫度傳感器，特別適合于廉價，小尺寸的應用中。溫度數據從內部溫度敏感元件轉換而來，隨時都可以轉化成13位數字。
為了減少對其他設備和系統的干擾和影響，在保證設備能夠正常地工作的條件下，每個設備的發射功率應盡可能地小。通常，igbee的發射功率在0～+10 dBm,通信距離范圍為10 m，可擴大到約300 m，其發射功率利用設置的相應服務原語進行控制。本設計中RFD節點的最小發射功率為-3 dBm。
在網絡協調器端，為保證設備能正常接收到RFD節點發射的信號，其有用信號不能太大，否則，將造成接收信息堵塞，不能正常地接收。通常接收端的有用信號的最大輸入電平就是有用信號的最大功率值，本設計接收機的最大輸入電平值為-20 dBnb。
3 系統軟件流程
系統軟件分主機和分機兩部分，主機作為全功能系統，負責網絡協調和人機對話，分機作為簡單功能系統，等待主機命令，傳輸本機點數據。其系統流程如圖2所示。
4 結 語
igBee是一種新興的短距離、低速率無線網絡技術，其有廣泛的應用前景。該系統是在歸納國內外研究成果的基礎上，采用igBee技術構建的無線傳感器網絡，實現對倉庫溫度的監測，具有組網簡單、系統花費少、擴展網絡容易、通訊穩定、無需支付網絡費用等優點。在實際中有很好的應用價值。
參 考 文 獻
［1］李文仲，段朝玉.igBee無線網絡技術入門與實戰［M］.北[LL]京:北京航空航天大學出版社,2007.
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［3］孫利民，李建中，陳渝,等. 無線傳感器網絡［M］.北京：清華大學出版社，2005.
