混凝土强度跟踪监测仪制造技术

一种混凝土强度跟踪监测仪，属于建筑技术领域；其特征：由ＭＣＵ传递数据给打印机，ＭＣＵ通过通道地址锁存芯片存储器低８位地址，高５位直接由ＭＣＵ扩展，ＭＣＵ的读写控制总线、数据总线接硬时钟相应引脚，ＬＣＤ的数据总线、控制总线与ＭＣＵ的相应引脚直接连接；现场温度采集单元设有８个通道，每个通道可在电缆上接传感器，现场单元通过远程驱动模块与ＭＣＵ通讯数据。其优点是：使用本仪器的混凝土养护条件可以任意选择；建立新成熟度理论。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑

技术介绍
上个世纪五十年代，英国学者绍尔提出了“成熟度”的概念，并认为只要是成熟度相同的混凝土，其强度也是相等的。后来，研究者所用的公式各异，造成“成熟度”无统一的量纲，给应用造成了不便甚至造成错误，经过大量的试验，即使同样的成熟度，但在不同的温度养护段上养护的混凝土强度，是不同的。后来，人们对成熟度采取限制政策，即把成熟度应用范围限制在相对强度60％以内，温度限制在0℃～50℃之间，或者把成熟度方法限定在冬期蓄热法施工范围之内。实质上关于成熟度理论研究工作出现了危机。“成熟度危机”出现在温度影响成熟度或者说影响混凝土强度的原因，是人们忽视了这样一个事实温度与成熟度之间的关系不是线性的，其影响是多维的、复杂的，然而，还是有规律可循的，于是，成熟度与混凝土强度的关系，便在绍尔的准则下，重又通行起来。目前，据查新资料显示，有以下几种混凝土强度测量装置1、混凝土成熟度监测仪CY-2，简称沈阳CY-2，该装置与“混凝土强度跟踪监测仪”不同之处是a、所用数学模型不同，CY-2所用的是古典成熟度理论，因此，限制了其使用范围，只能用与冬期施工的蓄热法。b、CY-2只能检测成熟度值，仪器本身不能直接检测混凝土强度。该CY-2装置是沈阳铁路分局建筑工程总公司研制，发表在1994(6)《混凝土》杂志上。2、直测式锚喷巷道混凝土强度监测仪，该装置是一种机械式装置，只能用于锚喷工程上，对于普通建筑工地无法应用。3、新型功能强度监测仪SHJ-40，它是由三点支撑底盘，穿心式千斤顶，手摇泵及测力装置所组成，是机械装置。4、COMA-METER成熟度测试仪，它是用一个装有蒸发过程完全符合啊赫纽斯方程式的液体毛细管来计算成熟度，液体以一定速率蒸发，这一速率由温度与时间决定，由该仪器液体高度定量。该仪器只能测量成熟度，不能直接测到混凝土的强度。该仪器发表在欧美大地仪器设备中国有限公司出版的《无损检测仪器专集》中。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种建立在新的混凝土成熟度的数学模型基础上，对监测更为准确地混凝土强度跟踪监测仪。本专利技术的技术方案如下混凝土强度跟踪监测仪的数学模型f＝a〖∑Ki(Ti+10)ti〗b式中a、b为回归系数，与水泥品种有关；Ti为混凝土养护温度(℃)，准确到1℃； ti为Ti下的时间(d)；10为计算常数，根据水泥最低水化温度确定的。Ki为温度影响系数M1回归系数与水泥品种有关 Ti是混凝土养护温度，适用范围是-10℃～105℃。ti在养护温度Ti下的延续天数，范围是0～7300天。Ki是温度影响系数，其数学模型是Ki＝n-1∑M20jMij-1每一T值对应一个K值，共有116个。式中M20j为I温度下各分项在温度20℃情况下的成熟度；Mij为I温度下各分项的绍尔成熟度(Ms)；n为j项总项数。数学模型括号中Ki(Ti+10)ti为新成熟度M1。其定义是新成熟度是养护温度及其影响系数和养护天数三者乘积的代数和。其适用范围0＜M1≤2.19×105℃·d。Ki，Ti，ti代号意义同1条。本专利技术的硬件框图设计是由MCU直接控制并口芯片，再传递数据给打印机，MCU通过通道地址锁存芯片74L373锁存片外RAM存储器低8位地址，高5位直接由MCU的P2口低5位扩展，可寻8K字节片外地址，MCU的P1的8个I/O口直接交叉构成4×4阵列键盘，MCU的读写控制总线、数据总线接硬时钟相应引脚，LCD的数据总线、控制总线与MCU的相应引脚直接连接；现场温度采集单元设有8个通道，每个通道可在一条三芯屏蔽电缆上接8个数字温度传感器，现场单元通过远程驱动模块与MCU通讯数据。本专利技术的电路设计是并行接口芯片8255的数据口D0-D7与MCU的PO0-PO7直接相连，作为数据总线，8255的RD与MCU的RD，8255的WR与MCU的WR分别连接做为控制总线，PA0-PA7与打印机数据总线直接连接；地址锁存芯片74L373的PO0-PO7接MCU的PO0-PO7，由MCU的ALE脚连接74L373的ALE脚；MCU的PO0-PO7口作为低8位地址总线，P20-P24作为高5位地址总线，总共13条地址总线，可寻址连续片外地址，以分配给8K字节存储器；时钟芯片12B887的AD0-AD7连接MCU的PO0-PO7，DS脚连接到MCU的RD脚，RW连接到MCU的WR上，片选CS连接到74L138的Y2；MCU的RXD脚连接到R1的12脚，TXD连接到T1的11脚； 片外数据存储芯片6264的A0-A7连到74L373的Q0-Q7作为低8位地址总线，A8-A12直连到MCU的P20-P24作为高5位地址总线，D0-D7直连到MCU的P00-P07上，作为数据总线；将MCU的P25-P27三根线直连到地址译码器74L138的1到3脚上，作为地址信号源，从输出口Y0-Y7线译出8个低电平信号，作为各外围器件的片选信号；LCD显示器的控制器为T6963，WR、RD及8位宽D0-D7数据总线，分别直连到MCU的WR，RD及P0-P7管脚上。本专利技术的有益效果是1、使用本仪器的混凝土养护条件可以任意选择可用于冬期施工，可用于高温蒸汽养护，可用于标准养护，也可用于常期自然养护。2、我们的新成熟度理论，是一个全新概念，引入一个能反映水泥水化速率的温度影响系数，使成熟度准则再度复生即新成熟度的应用，进入了全新的、全方位阶段，其温度适用范围在-10℃～105℃；其强度范围适用在0％～300％，这是任何现存成熟度理论所没有的。3、混凝土成熟度跟踪监测仪，对于水泥等级，混凝土强度等级，配合比，骨料条件，水灰比，掺加外加剂和掺合料与否，均不做任何限制，适用性极强。4、混凝土强度跟踪监测仪所测结果是通过左右水泥水化的温度与时间计算而得，不同于间接测得的强度值，所以，精确度很高。5、由于混凝土强度跟踪监测仪直接读数，不用通过试块试压，节省了同条件养护的大量试块留取和试压。目前，施工现场留取试块极不规范，甚至于有弄虚作假的现象(这一点是不容忽视的现实)。总之，对决定混凝土强度的试压法所产生的不利因素，使用本仪器将得到改善或者避免。6、本仪器就其实质来说，是一台自动计算机。对于实现建筑施工现代化、网络化、具有巨大的现实意义。7、本仪器不仅仅是监测强度的，同时，还可以用它提供的参数，推算28d标养强度，对于有事故的工程，可以查明其早期强度，帮助查明事故原因。利用新成熟度M1可以指导构件厂各类养护窑体的设计。8、更重要的一点是，新成熟度可以统一“成熟度”语言，一改成熟度研究的混乱状态。9、经济效果也很好，仅就一个大中型预制厂和施工现场而言，每年可以节省大量的试块及其试验费用50000～70000元。附图说明图1是本专利技术的系统框图；图2是本专利技术的主机电路图；图3是本专利技术外部晶振单元电路图；图4是本专利技术直流电源输入、滤波单元电路图；图5是本专利技术主机单元与LCD接口线路图；图6是本专利技术上电复位、手动复位和看门狗电路图； 图7是本专利技术4×4键盘矩阵电路图；其中MCU为中央处理单元、RAM为存储器、LCD为显示器、CH为温度采集单元；R为电阻、C为电容。具体实施例方式1、中央处理单元模块关系由MCU8031系列芯片作为主板上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土强度跟踪监测仪，其数学模型是：ｆ＝ａ〖∑Ｋ↓［ｉ］（Ｔ↓［ｉ］＋１０）ｔ↓［ｉ］〗↑［ｂ］式中：ａ、ｂ为回归系数，Ｔ↓［ｉ］为混凝土养护温度（℃），ｔ↓［ｉ］为Ｔ↓［ｉ］下的时间（ｄ），Ｋ↓［ｉ］为温度影响系数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李发千，李国莹，
申请(专利权)人：吉林省第二建筑有限责任公司，李发千，李国莹，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]