大体积混凝土智能保温监控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种大体积混凝土智能保温监控系统及方法，包括测温装置、主机、中心服务器。设定时间段内，测温装置相隔预定时间测量一次大体积混凝土表面温度并将温度数据经主机传送给中心服务器，由中心服务器计算出保温参数并依据保温参数给出是否需要保温的保温建议，而后将保温建议自动发送至相应移动终端，由持有移动终端的工人根据保温建议进行保温干预，干预完成后，工人将干预结果经移动终端反馈回中心服务器，以形成干预记录，供相关人员查看及下载。本发明专利技术可实时监测大体积混凝土的表面温度情况并对大体积混凝土及时给予是否需要保温的建议，以提醒工人及时进行干预，实现对混凝土的科学保温监控，有效防止混凝土表面裂缝的产生。

【技术实现步骤摘要】
大体积混凝土智能保温监控方法
本专利技术涉及一种基于大体积混凝土智能保温监控系统实现的保温监控方法，属于水利水电工程、核电工程、港口工程等中的大体积混凝土表面智能保温监控领域。
技术介绍
大体积混凝土被广泛应用于水利水电工程、核电工程、港口工程、交通等基础设施建设中，特别是混凝土大坝，更被广泛应用，但是大体积混凝土裂缝问题一直以来都在长期困扰着工程建设者。大体积混凝土中产生的裂缝起初绝大部分都是表面裂缝，但其中一部分后来可能会发展为深层裂缝、甚至贯穿性大裂缝，这将会对混凝土的使用安全与寿命等产生极大的影响。目前，从理论与实践表明：保温是防止裂缝最有效的措施。但是，在现今大体积混凝土施工过程中，虽然具有一整套成熟的理论技术，但可以看到，施工过程大多还是人工方式完成，主要依靠人的主观因素，施工过程中一般采取人盯人的施工方式，因而施工质量的好坏完全取决于人的主观能动性，是否保温、保温施工质量是否满足规范及设计要求往往不可而知。由此可见，要有效防止大体积混凝土结构的表面裂缝的发生，亟需研发出一种大体积混凝土表面智能保温监控技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于大体积混凝土智能保温监控系统实现的保温监控方法，该方法可实现对大体积混凝土的科学保温监控，可最大限度降低由于寒潮等来临导致的混凝土拉应力，防止混凝土表面裂缝的产生。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种大体积混凝土智能保温监控系统，其特征在于：它包括设置在大体积混凝土表面或大体积混凝土表面与保温材料之间的、用于测量大体积混凝土表面温度的测温装置，测温装置与主机连接，主机与中心服务器连接，中心服务器与移动终端之间进行无线通讯。所述测温装置为光纤或温度传感器或温度梯度仪。一种基于所述的保温监控系统实现的大体积混凝土智能保温监控方法，其特征在于它包括步骤：1)在设定时间段内，所述测温装置相隔预定时间测量一次大体积混凝土表面温度并将表面温度数据经由所述主机传送给所述中心服务器；2)所述中心服务器基于数值仿真模型或支持向量机函数计算出保温参数，并依据保温参数给出是否需要保温的保温建议；3)所述中心服务器将保温建议自动发送至相应的移动终端；4)持有移动终端的工人根据保温建议对大体积混凝土进行相应保温干预；5)干预完成后，工人将干预结果经由移动终端反馈回所述中心服务器，由所述中心服务器形成干预记录，供相关人员查看及下载。在实际中，所述中心服务器还可自动将干预记录以报表形式导出，以供相关会议讨论使用。基于所述数值仿真模型计算保温参数并给出保温建议的步骤为：1)由第一计算公式计算出混凝土日变化放热系数βr，其中：λ为混凝土导热系数，Tr为混凝土表面温度最大日变幅，A为气温日降幅；2)由第二计算公式计算出混凝土寒潮期放热系数βc，其中：Tc为混凝土表面温度最大寒潮期变幅，A1为寒潮期日平均温度降幅，Q为寒潮期历时；3)取βr与βc两者较小值作为保温参数；4)保温参数与工程要求的混凝土放热系数βo相比较：若保温参数大于βo，给出需要保温的保温建议，否则，给出不需要保温的保温建议。基于所述支持向量机函数计算保温参数并给出保温建议的步骤为：1)将设定时间段内得到的各输入数据xi代入训练好的支持向量机函数中，得到保温参数y，其中：αi为支持向量，b为偏差量，xi为输入数据，具体有：入仓温度T0、各龄期混凝土的日变幅温度值Ta(τ)、各龄期混凝土的寒潮期温度变化值Ta′(τ)、混凝土的龄期τ、混凝土绝热温升参数TQ、导温参数a、预测未来一周的气温变化值Tw、各测量时刻所述测量装置测量的温度值Tce；2)保温参数与工程要求的混凝土放热系数βo相比较：若保温参数大于βo，给出需要保温的保温建议，否则，给出不需要保温的保温建议。本专利技术的优点是：本专利技术可实时监测大体积混凝土的表面温度情况，并对大体积混凝土及时给予是否需要保温的建议，以提醒工人及时进行干预，实现对混凝土的科学保温监控，最大限度降低由于寒潮等来临导致的混凝土拉应力，有效防止大体积混凝土表面裂缝的产生。附图说明图1是本专利技术保温监控系统的结构示意图。图2是本专利技术保温监控方法的实现流程图。具体实施方式如图1，本专利技术大体积混凝土智能保温监控系统包括设置在大体积混凝土51表面或大体积混凝土51表面与保温材料52之间的、用于测量大体积混凝土表面温度的测温装置10，测温装置10的信号传输端与主机20的信号传输端连接，主机20与中心服务器30无线连接，中心服务器30与移动终端40之间进行保温建议与干预结果的无线通讯。在实际中，多个测温装置10在大体积混凝土51表面或大体积混凝土表面51与保温材料52之间均布且相邻两个测温装置10之间的间距小于等于2米。在实际中，主机20与中心服务器30之间也可为有线连接，即主机20的远程通讯端与中心服务器30的远程通讯端连接。中心服务器30与移动终端40之间可基于WIFI无线网或ZIGBEE无线网等实现通讯。在实际施工中，大体积混凝土51的表面上可根据保温需要预先放置一层保温材料52。当没有放置保温材料52时，设置在大体积混凝土51表面上的测温装置10测量的是大体积混凝土暴露面温度，而当放置了保温材料52时，设置在大体积混凝土51表面与保温材料52之间的测温装置10测量的是大体积混凝土51表面与保温材料52之间的温度。在本专利技术中，将上述两种温度，即大体积混凝土暴露面温度、大体积混凝土表面与保温材料之间的温度统称为大体积混凝土表面温度。在实际设计中，测温装置10可为光纤(即测温光纤)或温度传感器或温度梯度仪，这些都为本领域的已有测温设备，但需要提及的是，将光纤用于大体积混凝土表面的测温是本专利技术首先想到并加以实现的。而主机20、中心服务器30等为本领域的熟知设备，故其具体构成不在这里详述。基于上述本专利技术保温监控系统，本专利技术还提出了一种大体积混凝土智能保温监控方法，如图2，它包括如下步骤：1)在设定时间段内，测温装置10相隔预定时间(如测温定为频率1次/小时)测量一次大体积混凝土51表面温度并将表面温度数据经由主机20(可做简单的数据处理)传送给中心服务器30。需要说明的是，在实际使用中，可在混凝土的表面上均布多个测温装置10，因而主机20向中心服务器30传送的每个测量时刻的表面温度数据优选为所有测温装置10测得的混凝土表面温度的均值。2)根据接收的表面温度数据，中心服务器30基于综合考虑了寒潮信息、天气预报等因素的数值仿真模型或支持向量机函数计算出保温参数，并依据保温参数给出是否需要保温的保温建议；3)中心服务器30将保温建议自动发送至相应的移动终端40(如手机或PDA)；4)持有移动终端40的工人根据保温建议(即是否需要保温的结论)对大体积混凝土51进行相应保温干预(如铺设合理厚度的相应保温材料)；5)干预完成后，工人将干预结果(是否进行了保温干预，铺设何种保温材料及其厚度等信息)经由移动终端40反馈回中心服务器30，由中心服务器30形成干预记录，供相关人员查看及下载。在实际使用中，中心服务器30还可自动将干预记录以报表形式导出，以供相关会议讨论使用。在实际设计中，基于数值仿真模型计算保温参数并给出保温建议的步骤为：1)由数值仿真模型的第一计算公式计算出混凝土日变化放热系数βr，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大体积混凝土智能保温监控系统，其特征在于：它包括设置在大体积混凝土表面或大体积混凝土表面与保温材料之间的、用于测量大体积混凝土表面温度的测温装置，测温装置与主机连接，主机与中心服务器连接，中心服务器与移动终端之间进行无线通讯。

【技术特征摘要】
1.一种基于大体积混凝土智能保温监控系统实现的大体积混凝土智能保温监控方法，大体积混凝土智能保温监控系统包括设置在大体积混凝土表面或大体积混凝土表面与保温材料之间的、用于测量大体积混凝土表面温度的测温装置，测温装置与主机连接，主机与中心服务器连接，中心服务器与移动终端之间进行无线通讯，其特征在于，大体积混凝土智能保温监控方法包括步骤：1)在设定时间段内，测温装置相隔预定时间测量一次大体积混凝土表面温度并将表面温度数据经由主机传送给中心服务器；2)中心服务器基于数值仿真模型或支持向量机函数计算出保温参数，并依据保温参数给出是否需要保温的保温建议；3)中心服务器将保温建议自动发送至相应的移动终端；4)持有移动终端的工人根据保温建议对大体积混凝土进行相应保温干预；5)干预完成后，工人将干预结果经由移动终端反馈回中心服务器，由中心服务器形成干预记录，供相关人员查看及下载；其中：基于数值仿真模型计算保温参数并给出保温建议的步骤为：1)由第一计算公式计算出混凝土日变化放热系数βr，其中：λ为混凝土导热系数，Tr为混凝土表面温度最大日变幅，A为气温日降幅；2)由第二计算公式计算出混凝土寒潮期放热系数βc，其中：Tc为混凝土表面温度最大寒潮期变幅，A1为寒潮期日平均温度降幅，Q为寒潮期历时；3)取βr与βc两者较小值作为保温参...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国新，刘毅，李松辉，刘有志，张磊，黄涛，王振红，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11