淺析數(shù)字化系統(tǒng)在混凝土水化熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速騰飛，全國(guó)各地紛紛上馬眾多大型土建工程。如三峽水利工程、高速鐵路以及高速公路。而在此類大型建筑工程中，混凝土的澆注質(zhì)量是關(guān)系到工程生死存亡的重要因素。為了保證混凝土澆注質(zhì)量，須做到：

1. 養(yǎng)護(hù)時(shí)混凝土柱體任意兩點(diǎn)之間的溫度差不能超過(guò)規(guī)定值；

2. 混凝土澆注后14天的水化熱溫度曲線須符合所用規(guī)格混凝土的水化熱溫度曲線；

3. 在澆注橋梁時(shí)，混凝土受太陽(yáng)照射后橋身的各個(gè)部位的熱脹冷縮不同，導(dǎo)致橋面和腹板出現(xiàn)日照溫差，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，此應(yīng)力不能超過(guò)――安全極限值，否則將影響橋梁的承載力。

實(shí)際工程中，調(diào)度人員需要及時(shí)了解施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和保證澆筑質(zhì)量的工藝參數(shù)，才能做出客觀的決策，高效地組織生產(chǎn)施工。而目前許多施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度室中的硬件設(shè)備及軟件水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)代化通信、生產(chǎn)和安全管理的要求，故而需要一套能夠適應(yīng)大型施工現(xiàn)場(chǎng)要求的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為指揮人員全面了解生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)行情況提供有效的途徑，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度，保障現(xiàn)場(chǎng)施工的順利進(jìn)行，提高工作效率、保證施工質(zhì)量。

在混凝土水化熱監(jiān)測(cè)中，由于其自身特點(diǎn)的限制，溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不適于使用傳統(tǒng)模擬溫度傳感器。原因如下所示：

1. 傳統(tǒng)模擬溫度傳感器為何不適合混凝土水化熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：

傳統(tǒng)的溫度測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常為：

溫度傳感器－－信號(hào)調(diào)理－－A/D轉(zhuǎn)換－－采集器－－計(jì)算機(jī)

每一個(gè)傳感器的溫度值都要經(jīng)過(guò)上述環(huán)節(jié)進(jìn)入系統(tǒng)。所以會(huì)有如下不足：

a) 需要成百上千條信號(hào)線(混凝土水化熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有范圍大、測(cè)點(diǎn)密集的特點(diǎn))

b) 模擬電壓信號(hào)在傳輸過(guò)程中易損耗，影響系統(tǒng)精度，且傳輸距離較近。

c) 系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，難于維護(hù)。且系統(tǒng)精度易受環(huán)境影響不易保證。

d) 價(jià)格昂貴。200~300點(diǎn)需要10~20萬(wàn)

2. 新技術(shù)的應(yīng)用使系統(tǒng)更方便

隨著科技的發(fā)展，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器成為了技術(shù)的趨勢(shì)、市場(chǎng)的主流。美國(guó)DALLAS公司的DS18B20數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化溫度傳感器采用獨(dú)特的思路，成功的解決了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與成本之間的矛盾。使建立使用方便、經(jīng)濟(jì)可靠的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為可能。

LTM-8000數(shù)字化溫濕度環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用美國(guó)DALLAS公司先進(jìn)的芯片科技，結(jié)合中國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)情況，應(yīng)用智能化現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)中僅有數(shù)字信號(hào)傳輸，而且傳感器、采集模塊均可聯(lián)網(wǎng)，使系統(tǒng)更可靠性、布線更方便。結(jié)構(gòu)圖參見(jiàn)www.lance-cn.com介紹以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器為基礎(chǔ)的系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：

a) 線纜少，傳感器可通過(guò)總線串在一起，幾十個(gè)傳感器只用一根3芯線。大大減少了現(xiàn)場(chǎng)線纜，方便現(xiàn)場(chǎng)布線。

b) 由于傳感器輸出的就是數(shù)字信號(hào)，傳輸過(guò)程中沒(méi)有精度的損失，系統(tǒng)精度可以保證。

c) 系統(tǒng)環(huán)節(jié)少，由傳感器出來(lái)直接進(jìn)入采集器，系統(tǒng)可能發(fā)生故障的環(huán)節(jié)少、便于維護(hù)。

d) 采用先進(jìn)的芯片科技、獨(dú)特概念，以及規(guī)模化生產(chǎn)，大大降低了系統(tǒng)成本，提高了可靠性。

◎ 數(shù)字化混凝土水化熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)配置分為如下部分:

1）上位機(jī):

功能：數(shù)據(jù)處理及用戶界面

硬件要求: 奔騰133/32M DRAM /4.3G以上的兼容機(jī)或工控機(jī)。

軟件 : 可選用組態(tài)軟件或定制程序

2）離RS232/485通訊轉(zhuǎn)換器LTM-8520E,帶有過(guò)壓、過(guò)流、突波、隔離、雷擊保護(hù)

3）場(chǎng)采集模塊LTM-8003E

功能：實(shí)現(xiàn)兩級(jí)通訊網(wǎng)絡(luò)間的聯(lián)絡(luò)。一級(jí)對(duì)上位機(jī)RS-485網(wǎng)，LTM-8003模塊作為子站；另一級(jí)“一線總線”， LTM-8003模塊作為采集中心，測(cè)量線纜上的數(shù)字化傳感器作為子站。

硬件功能：帶有過(guò)壓、過(guò)流、突波、隔離、雷擊保護(hù)

4）溫度傳感器DS18B20

◎ 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化溫度傳感器DS18B20介紹

美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。新一代的DS18B20體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活。

DS18B20，測(cè)量溫度范圍為-55°C~+125°C，在-10~+85°C范圍內(nèi)精度為±0.5°C，分辨率0.0625?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，每一顆自帶地址，大大減少了系統(tǒng)的電纜數(shù)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性。對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)概念，這一粒三極管一樣的傳感器相當(dāng)于傳統(tǒng)的：溫度傳感器+數(shù)字化+cpu+總線協(xié)議及接口。