浅析数字化系统在混凝土水化热监测系统中的应用

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中国经济快速腾飞，全国各地纷纷上马众多大型土建工程。如三峡水利工程、高速铁路以及高速公路。而在此类大型建筑工程中，混凝土的浇注质量是关系到工程生死存亡的重要因素。为了保证混凝土浇注质量，须做到：

1. 养护时混凝土柱体任意两点之间的温度差不能超过规定值；

2. 混凝土浇注后14天的水化热温度曲线须符合所用规格混凝土的水化热温度曲线；

3. 在浇注桥梁时，混凝土受太阳照射后桥身的各个部位的热胀冷缩不同，导致桥面和腹板出现日照温差，产生温度应力，此应力不能超过――安全极限值，否则将影响桥梁的承载力。

实际工程中，调度人员需要及时了解施工现场设备的运行状态和保证浇筑质量的工艺参数，才能做出客观的决策，高效地组织生产施工。而目前许多施工现场调度室中的硬件设备及软件水平还远远达不到现代化通信、生产和安全管理的要求，故而需要一套能够适应大型施工现场要求的监测系统，为指挥人员全面了解生产和设备运行情况提供有效的途径，实现生产优化调度，保障现场施工的顺利进行，提高工作效率、保证施工质量。

在混凝土水化热监测中，由于其自身特点的限制，温度监测系统不适于使用传统模拟温度传感器。原因如下所示：

1. 传统模拟温度传感器为何不适合混凝土水化热监测系统：

传统的温度测试系统的结构通常为：

温度传感器－－信号调理－－A/D转换－－采集器－－计算机

每一个传感器的温度值都要经过上述环节进入系统。所以会有如下不足：

a) 需要成百上千条信号线(混凝土水化热监测系统具有范围大、测点密集的特点)

b) 模拟电压信号在传输过程中易损耗，影响系统精度，且传输距离较近。

c) 系统环节多，难于维护。且系统精度易受环境影响不易保证。

d) 价格昂贵。200~300点需要10~20万

2. 新技术的应用使系统更方便

随着科技的发展，数字化、网络化传感器成为了技术的趋势、市场的主流。美国DALLAS公司的DS18B20数字化、网络化温度传感器采用独特的思路，成功的解决了数字化、网络化与成本之间的矛盾。使建立使用方便、经济可靠的监测系统成为可能。

LTM-8000数字化温湿度环境监测系统，采用美国DALLAS公司先进的芯片科技，结合中国的现场情况，应用智能化现场总线的技术，整个系统中仅有数字信号传输，而且传感器、采集模块均可联网，使系统更可靠性、布线更方便。结构图参见www.lance-cn.com介绍以数字化、网络化传感器为基础的系统的主要特点：

a) 线缆少，传感器可通过总线串在一起，几十个传感器只用一根3芯线。大大减少了现场线缆，方便现场布线。

b) 由于传感器输出的就是数字信号，传输过程中没有精度的损失，系统精度可以保证。

c) 系统环节少，由传感器出来直接进入采集器，系统可能发生故障的环节少、便于维护。

d) 采用先进的芯片科技、独特概念，以及规模化生产，大大降低了系统成本，提高了可靠性。

◎ 数字化混凝土水化热监测系统简介

本系统配置分为如下部分:

1） 上位机:

功能： 数据处理及用户界面

硬件要求: 奔腾133/32M DRAM /4.3G以上的兼容机或工控机。

软件 : 可选用组态软件或定制程序

2） 离RS232/485通讯转换器LTM-8520E,带有过压、过流、突波、隔离、雷击保护

3） 场采集模块LTM-8003E

功能：实现两级通讯网络间的联络。一级对上位机RS-485网，LTM-8003模块作为子站；另一级“一线总线”， LTM-8003模块作为采集中心，测量线缆上的数字化传感器作为子站。

硬件功能：带有过压、过流、突波、隔离、雷击保护

4） 温度传感器DS18B20

◎ 数字化、网络化温度传感器DS18B20介绍

美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。

DS18B20，测量温度范围为-55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内精度为±0.5°C，分辨率0.0625。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，每一颗自带地址，大大减少了系统的电缆数，提高了系统的稳定性和抗干扰性。 对应于传统概念，这一粒三极管一样的传感器相当于传统的：温度传感器+数字化+cpu+总线协议及接口。