大體積混凝土智能保溫監控系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種大體積混凝土智能保溫監控系統及方法，包括測溫裝置、主機、中心服務器。設定時間段內，測溫裝置相隔預定時間測量一次大體積混凝土表面溫度并將溫度數據經主機傳送給中心服務器，由中心服務器計算出保溫參數并依據保溫參數給出是否需要保溫的保溫建議，而后將保溫建議自動發送至相應移動終端，由持有移動終端的工人根據保溫建議進行保溫干預，干預完成后，工人將干預結果經移動終端反饋回中心服務器，以形成干預記錄，供相關人員查看及下載。本發明專利技術可實時監測大體積混凝土的表面溫度情況并對大體積混凝土及時給予是否需要保溫的建議，以提醒工人及時進行干預，實現對混凝土的科學保溫監控，有效防止混凝土表面裂縫的產生。

【技術實現步驟摘要】
大體積混凝土智能保溫監控方法
本專利技術涉及一種基于大體積混凝土智能保溫監控系統實現的保溫監控方法，屬于水利水電工程、核電工程、港口工程等中的大體積混凝土表面智能保溫監控領域。
技術介紹
大體積混凝土被廣泛應用于水利水電工程、核電工程、港口工程、交通等基礎設施建設中，特別是混凝土大壩，更被廣泛應用，但是大體積混凝土裂縫問題一直以來都在長期困擾著工程建設者。大體積混凝土中產生的裂縫起初絕大部分都是表面裂縫，但其中一部分后來可能會發展為深層裂縫、甚至貫穿性大裂縫，這將會對混凝土的使用安全與壽命等產生極大的影響。目前，從理論與實踐表明：保溫是防止裂縫最有效的措施。但是，在現今大體積混凝土施工過程中，雖然具有一整套成熟的理論技術，但可以看到，施工過程大多還是人工方式完成，主要依靠人的主觀因素，施工過程中一般采取人盯人的施工方式，因而施工質量的好壞完全取決于人的主觀能動性，是否保溫、保溫施工質量是否滿足規范及設計要求往往不可而知。由此可見，要有效防止大體積混凝土結構的表面裂縫的發生，亟需研發出一種大體積混凝土表面智能保溫監控技術方案。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于大體積混凝土智能保溫監控系統實現的保溫監控方法，該方法可實現對大體積混凝土的科學保溫監控，可最大限度降低由于寒潮等來臨導致的混凝土拉應力，防止混凝土表面裂縫的產生。為了實現上述目的，本專利技術采用了以下技術方案：一種大體積混凝土智能保溫監控系統，其特征在于：它包括設置在大體積混凝土表面或大體積混凝土表面與保溫材料之間的、用于測量大體積混凝土表面溫度的測溫裝置，測溫裝置與主機連接，主機與中心服務器連接，中心服務器與移動終端之間進行無線通訊。所述測溫裝置為光纖或溫度傳感器或溫度梯度儀。一種基于所述的保溫監控系統實現的大體積混凝土智能保溫監控方法，其特征在于它包括步驟：1)在設定時間段內，所述測溫裝置相隔預定時間測量一次大體積混凝土表面溫度并將表面溫度數據經由所述主機傳送給所述中心服務器；2)所述中心服務器基于數值仿真模型或支持向量機函數計算出保溫參數，并依據保溫參數給出是否需要保溫的保溫建議；3)所述中心服務器將保溫建議自動發送至相應的移動終端；4)持有移動終端的工人根據保溫建議對大體積混凝土進行相應保溫干預；5)干預完成后，工人將干預結果經由移動終端反饋回所述中心服務器，由所述中心服務器形成干預記錄，供相關人員查看及下載。在實際中，所述中心服務器還可自動將干預記錄以報表形式導出，以供相關會議討論使用?；谒鰯抵捣抡婺Ｐ陀嬎惚貐挡⒔o出保溫建議的步驟為：1)由第一計算公式計算出混凝土日變化放熱系數βr，其中：λ為混凝土導熱系數，Tr為混凝土表面溫度最大日變幅，A為氣溫日降幅；2)由第二計算公式計算出混凝土寒潮期放熱系數βc，其中：Tc為混凝土表面溫度最大寒潮期變幅，A1為寒潮期日平均溫度降幅，Q為寒潮期歷時；3)取βr與βc兩者較小值作為保溫參數；4)保溫參數與工程要求的混凝土放熱系數βo相比較：若保溫參數大于βo，給出需要保溫的保溫建議，否則，給出不需要保溫的保溫建議?；谒鲋С窒蛄繖C函數計算保溫參數并給出保溫建議的步驟為：1)將設定時間段內得到的各輸入數據xi代入訓練好的支持向量機函數中，得到保溫參數y，其中：αi為支持向量，b為偏差量，xi為輸入數據，具體有：入倉溫度T0、各齡期混凝土的日變幅溫度值Ta(τ)、各齡期混凝土的寒潮期溫度變化值Ta′(τ)、混凝土的齡期τ、混凝土絕熱溫升參數TQ、導溫參數a、預測未來一周的氣溫變化值Tw、各測量時刻所述測量裝置測量的溫度值Tce；2)保溫參數與工程要求的混凝土放熱系數βo相比較：若保溫參數大于βo，給出需要保溫的保溫建議，否則，給出不需要保溫的保溫建議。本專利技術的優點是：本專利技術可實時監測大體積混凝土的表面溫度情況，并對大體積混凝土及時給予是否需要保溫的建議，以提醒工人及時進行干預，實現對混凝土的科學保溫監控，最大限度降低由于寒潮等來臨導致的混凝土拉應力，有效防止大體積混凝土表面裂縫的產生。附圖說明圖1是本專利技術保溫監控系統的結構示意圖。圖2是本專利技術保溫監控方法的實現流程圖。具體實施方式如圖1，本專利技術大體積混凝土智能保溫監控系統包括設置在大體積混凝土51表面或大體積混凝土51表面與保溫材料52之間的、用于測量大體積混凝土表面溫度的測溫裝置10，測溫裝置10的信號傳輸端與主機20的信號傳輸端連接，主機20與中心服務器30無線連接，中心服務器30與移動終端40之間進行保溫建議與干預結果的無線通訊。在實際中，多個測溫裝置10在大體積混凝土51表面或大體積混凝土表面51與保溫材料52之間均布且相鄰兩個測溫裝置10之間的間距小于等于2米。在實際中，主機20與中心服務器30之間也可為有線連接，即主機20的遠程通訊端與中心服務器30的遠程通訊端連接。中心服務器30與移動終端40之間可基于WIFI無線網或ZIGBEE無線網等實現通訊。在實際施工中，大體積混凝土51的表面上可根據保溫需要預先放置一層保溫材料52。當沒有放置保溫材料52時，設置在大體積混凝土51表面上的測溫裝置10測量的是大體積混凝土暴露面溫度，而當放置了保溫材料52時，設置在大體積混凝土51表面與保溫材料52之間的測溫裝置10測量的是大體積混凝土51表面與保溫材料52之間的溫度。在本專利技術中，將上述兩種溫度，即大體積混凝土暴露面溫度、大體積混凝土表面與保溫材料之間的溫度統稱為大體積混凝土表面溫度。在實際設計中，測溫裝置10可為光纖(即測溫光纖)或溫度傳感器或溫度梯度儀，這些都為本領域的已有測溫設備，但需要提及的是，將光纖用于大體積混凝土表面的測溫是本專利技術首先想到并加以實現的。而主機20、中心服務器30等為本領域的熟知設備，故其具體構成不在這里詳述?；谏鲜霰緦＠夹g保溫監控系統，本專利技術還提出了一種大體積混凝土智能保溫監控方法，如圖2，它包括如下步驟：1)在設定時間段內，測溫裝置10相隔預定時間(如測溫定為頻率1次/小時)測量一次大體積混凝土51表面溫度并將表面溫度數據經由主機20(可做簡單的數據處理)傳送給中心服務器30。需要說明的是，在實際使用中，可在混凝土的表面上均布多個測溫裝置10，因而主機20向中心服務器30傳送的每個測量時刻的表面溫度數據優選為所有測溫裝置10測得的混凝土表面溫度的均值。2)根據接收的表面溫度數據，中心服務器30基于綜合考慮了寒潮信息、天氣預報等因素的數值仿真模型或支持向量機函數計算出保溫參數，并依據保溫參數給出是否需要保溫的保溫建議；3)中心服務器30將保溫建議自動發送至相應的移動終端40(如手機或PDA)；4)持有移動終端40的工人根據保溫建議(即是否需要保溫的結論)對大體積混凝土51進行相應保溫干預(如鋪設合理厚度的相應保溫材料)；5)干預完成后，工人將干預結果(是否進行了保溫干預，鋪設何種保溫材料及其厚度等信息)經由移動終端40反饋回中心服務器30，由中心服務器30形成干預記錄，供相關人員查看及下載。在實際使用中，中心服務器30還可自動將干預記錄以報表形式導出，以供相關會議討論使用。在實際設計中，基于數值仿真模型計算保溫參數并給出保溫建議的步驟為：1)由數值仿真模型的第一計算公式計算出混凝土日變化放熱系數βr，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大體積混凝土智能保溫監控系統，其特征在于：它包括設置在大體積混凝土表面或大體積混凝土表面與保溫材料之間的、用于測量大體積混凝土表面溫度的測溫裝置，測溫裝置與主機連接，主機與中心服務器連接，中心服務器與移動終端之間進行無線通訊。

【技術特征摘要】
1.一種基于大體積混凝土智能保溫監控系統實現的大體積混凝土智能保溫監控方法，大體積混凝土智能保溫監控系統包括設置在大體積混凝土表面或大體積混凝土表面與保溫材料之間的、用于測量大體積混凝土表面溫度的測溫裝置，測溫裝置與主機連接，主機與中心服務器連接，中心服務器與移動終端之間進行無線通訊，其特征在于，大體積混凝土智能保溫監控方法包括步驟：1)在設定時間段內，測溫裝置相隔預定時間測量一次大體積混凝土表面溫度并將表面溫度數據經由主機傳送給中心服務器；2)中心服務器基于數值仿真模型或支持向量機函數計算出保溫參數，并依據保溫參數給出是否需要保溫的保溫建議；3)中心服務器將保溫建議自動發送至相應的移動終端；4)持有移動終端的工人根據保溫建議對大體積混凝土進行相應保溫干預；5)干預完成后，工人將干預結果經由移動終端反饋回中心服務器，由中心服務器形成干預記錄，供相關人員查看及下載；其中：基于數值仿真模型計算保溫參數并給出保溫建議的步驟為：1)由第一計算公式計算出混凝土日變化放熱系數βr，其中：λ為混凝土導熱系數，Tr為混凝土表面溫度最大日變幅，A為氣溫日降幅；2)由第二計算公式計算出混凝土寒潮期放熱系數βc，其中：Tc為混凝土表面溫度最大寒潮期變幅，A1為寒潮期日平均溫度降幅，Q為寒潮期歷時；3)取βr與βc兩者較小值作為保溫參...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張國新，劉毅，李松輝，劉有志，張磊，黃濤，王振紅，
申請(專利權)人：中國水利水電科學研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11