一种沥青路面用温度实时监测无线智能骨料及检测方法技术

本发明专利技术属于智能骨料检测技术领域，公开了一种沥青路面用温度实时监测无线智能骨料及检测方法。该智能骨料将耐高温锂锰电池、蓝牙连接到电源电路上，以及将温度传感器通过引脚焊接到电源电路上；将温度传感器、蓝牙、耐高温锂锰电池、电源电路封装在灌封材料内，形成内部封装结构；再采用耐高温的环氧砂浆在内部封装结构外部进行一层强度封装，形成外部封装结构；最终由内部封装结构和外部封装结构整体形成沥青路面用温度实时监测无线智能骨料。本发明专利技术能实时监测沥青混合料拌合、运输、摊铺及碾压全过程的温度动态，为沥青路面施工过程中的温度控制提供准确数据,同时为现场混合料摊铺的合理调度提供有效参考。的合理调度提供有效参考。的合理调度提供有效参考。

【技术实现步骤摘要】
一种沥青路面用温度实时监测无线智能骨料及检测方法


[0001]本专利技术属于智能骨料检测
，尤其涉及一种沥青路面用温度实时监测无线智能骨料及检测方法。

技术介绍

[0002]施工温度对沥青路面的碾压效果有很大的影响。温度较高时，沥青粘度较小，容易压实得到密实结构，而温度较低时，沥青粘度较大，不易压实。沥青路面施工时，混合料通常由拌合站拌合好再运输到施工现场，沥青混合料自拌合站出站后，中间经历长途的运输，到达现场后仍需等待排队，此时混合料的温度与出站时的温度已经发生了较大的变化。此外，由于混合料在运输、等待的过程中环境条件的不同，不同运料车所运输的混合料温度存在一定差异，即使同一车混合料不同位置出的混合料温度也相差较大。混合料温度的差异导致摊铺、压实过程中的温度离析现象，致使同一路段路面压实效果产生较大差异。沥青路面的早期破坏往往与路面压实度有关，良好的压实效果能有效降低道路病害发生率，提高道路使用寿命，降低道路养护维修费用。因此，对沥青路面施工过程中精准的温度监控对提升施工品质至关重要。
[0003]当前比较先进的信息化混合料温度监控设备（例如：红外测温传感器自动监测或红外摄像仪等）由于是非接触式的监测，只能监测表面温度，通常存在测量精度不足、测量结果误差较大、成本较高等缺点。因为对施工过程中混合料的温度缺乏连续的有效监测，混合料的出站温度和碾压温度难以控制。尤其是初压、复压和终压不同碾压阶段温度的控制不当，对路面的压实效果影响甚大。通过外部测试手段获得某个时间点混合料的温度数据，难以明确混合料的温度变化动态。同时，温度数据的缺失，导致了温度控制指标无法在施工过程中进行及时纠偏，对施工控制的参考价值有限。

技术实现思路

[0004]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种沥青路面用温度实时监测无线智能骨料及检测方法。
[0005]所述技术方案如下：一种沥青路面用温度实时监测无线智能骨料，设置有：温度传感器、蓝牙、耐高温锂锰电池、电源电路、内部封装结构、应力分散型外部封装结构；将耐高温锂锰电池、蓝牙连接到电源电路上，并将温度传感器通过引脚焊接到电源电路上；将温度传感器、蓝牙、耐高温锂锰电池、电源电路封装在灌封材料内，形成内部封装结构；再采用耐高温、沥青混合料高相容性的环氧砂浆在内部封装结构外部，通过多面体型分散路面碾压应力，进行一层强度封装，形成外部封装结构；最终由内部封装结构和外部封装结构整体形成智能骨料。
[0006]进一步，内部封装结构通过内部封装模具封装形成，具体包括以下步骤：S1、3D打印封胶成型外壳；
S2、在封胶成型外壳内装填灌封材料，灌封材料为耐高温的硅橡胶材料；震荡封胶成型外壳，使灌封材料完全充满封胶成型外壳内底部；S3、将温度传感器放入封胶成型外壳中央，并通过引脚焊接到电源电路上，耐高温锂锰电池放置在电源电路下部；S4、向封胶成型外壳内继续灌入灌封材料，直至充满整个封胶成型外壳内部；S5、静置24h，待灌封材料完全固化，形成内部封装结构。
[0007]进一步，外部封装结构采用耐高温、沥青相容的环氧砂浆作为外部封装材料，利用3D打印外部封装模具；在外部封装模具内设置卡位用于将温度传感器的位置固定；外部封装模具包括上部模具和下部模具，将温度传感器置于外部封装模具中心，然后灌注环氧砂浆；在环境温度为25℃
±
5℃，湿度为50%
±
5%的条件下养生24h，待环氧砂浆强度形成后，进行外部封装模具脱模，形成外部封装结构。
[0008]进一步，外部封装结构通过有限元模拟得到正十四面体。
[0009]进一步，环氧砂浆各组分的质量比为：环氧：固化剂：消泡剂：水泥：砂=100：25：1：100：275；其中，环氧为双酚F型环氧，固化剂为DMDC和DMP
‑
30混合液，水泥为PO
·
42.5普通硅酸盐水泥，砂的粒径为0.25mm
‑
0.5mm。
[0010]进一步，所述电源电路包括：电阻R1为PTC电阻器，当温度达到居里温度时，PTC电阻增大，保护电路；电容C1和电容C2电容器用于滤波蓄能。
[0011]进一步，蓝牙的电路包括：蓝牙芯片U1，耐高温的无源晶体振荡器Y1，给蓝牙芯片U1提供基础的震荡频率，单总线数字温度传感器U2；单总线数字温度传感器U2与蓝牙芯片U1通过GP0进行连接。
[0012]本专利技术的另一目的在于提供一种检测方法，该检测方法用于对所述沥青路面用温度实时监测无线智能骨料进行检测，该检测方法包括：将智能骨料投放至混合料中，通过温度传感器自动采集施工过程中沥青混合料的温度数据，由智能骨料蓝牙BLE通信协议传输至外部的上位接收端，接收端通过内置的手机软件接收温度数据，手机软件通过蓝牙BLE协议栈规定响应的命令与数据，向智能骨料发送下行指令，智能骨料收到指令后，执行操作或进行数据返回。
[0013]进一步，上位接收端进入信号接收软件进行扫描并连接智能骨料，在接收程序上对智能骨料进行编号，进行数据采集间隔设置，投放位置填写；开启手机蓝牙功能后，进入蓝牙信号覆盖范围内，接收到智能骨料的蓝牙信号，进行数据读写操作；蓝牙的接收程序包括：重启，初始化智能骨料，上位机强制智能骨料重启；读取时间，上位接收端程序读取智能骨料内置实时时钟，该实时时钟的准确度受到环境和个体器件内部参数的影响而存在偏差，通过命令进行读写控制；设置时间，时间数据格式为yyyyMMddHHmmss的ASCII码；电量读取，读取智能骨料当前电池电量；初始化电池电量，由于使用耐高温锂亚电池，电量检测采用计算工作时长的方法进行；温度数据提取，上位接收端接收软件发送下行命令，无线智能骨料接受命令后，从
内置FLASH中读取指定位置温度回复给上位端；监测数据在上位信号接收软件内查看存储的温度数据，温度数据以曲线形式呈现；温度实时读取，根据实际使用需求发送下行命令，无线智能骨料接收到命令，发起一次温度监测，将当前温度回复给上位机，接收程序内查看智能骨料当前所测得的数据。
[0014]进一步，该检测方法在大型混凝土浇筑养生期间的内部水化温度监测质量控制上的应用。
[0015]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：本专利技术将传感器封装设计成智能骨料，投放至混合料中，采用接触式测温方法，连续监测施工全过程混合料的温度变化，获得有价值的温度数据。根据温度的变化曲线，对混合料温度进行合理预估，从而合理地调整施工安排，能有效提高施工质量。
[0016]本专利技术能实时监测沥青混合料拌合、运输、摊铺及碾压全过程的温度动态，为沥青路面施工过程中的温度控制提供准确数据,同时为现场混合料摊铺的合理调度提供有效参考。
[0017]嵌入式智能骨料在大型混凝土结构健康检测中已有较为成熟的应用，智能骨料在不损害建筑结构的同时能连续监测结构健康状况，是结构健康监测系统中常用的手段。但传统有线智能骨料不仅线路铺设复杂，而且与沥青路面耦合性较差，嵌入路面后为路面病害埋下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沥青路面用温度实时监测无线智能骨料，其特征在于，该沥青路面用温度实时监测无线智能骨料设置有：温度传感器（3）、蓝牙（10）、耐高温锂锰电池（5）、电源电路（4）、内部封装结构（11）、应力分散型外部封装结构（12）；将耐高温锂锰电池（5）、蓝牙（10）连接到电源电路（4）上，并将温度传感器（3）通过引脚焊接到电源电路（4）上；将温度传感器（3）、蓝牙（10）、耐高温锂锰电池（5）、电源电路（4）封装在灌封材料（2）内，形成内部封装结构（11）；再采用耐高温、沥青混合料高相容性的环氧砂浆在内部封装结构（11）外部，通过多面体型分散路面碾压应力，进行一层强度封装，形成外部封装结构（12）；最终由内部封装结构（11）和外部封装结构（12）整体形成智能骨料。2.根据权利要求1所述的沥青路面用温度实时监测无线智能骨料，其特征在于，内部封装结构（11）通过内部封装模具封装形成，具体包括以下步骤：S1、3D打印封胶成型外壳（1）；S2、在封胶成型外壳（1）内装填灌封材料（2），灌封材料（2）为耐高温的硅橡胶材料；震荡封胶成型外壳（1），使灌封材料（2）完全充满封胶成型外壳（1）内底部；S3、将温度传感器（3）放入封胶成型外壳（1）中央，并通过引脚焊接到电源电路（4）上，耐高温锂锰电池（5）放置在电源电路（4）下部；S4、向封胶成型外壳（1）内继续灌入灌封材料（2），直至充满整个封胶成型外壳（1）内部；S5、静置24h，待灌封材料（2）完全固化，形成内部封装结构（11）。3.根据权利要求1所述的沥青路面用温度实时监测无线智能骨料，其特征在于，外部封装结构（12）采用耐高温、沥青相容的环氧砂浆作为外部封装材料，利用3D打印外部封装模具（6）；在外部封装模具（6）内设置卡位（7）用于将温度传感器（3）的位置固定；外部封装模具（6）包括上部模具（8）和下部模具（9），将温度传感器（3）置于外部封装模具（6）中心，然后灌注环氧砂浆；在环境温度为25℃
±
5℃，湿度为50%
±
5%的条件下养生24h，待环氧砂浆强度形成后，进行外部封装模具（6）脱模，形成外部封装结构（12）。4.根据权利要求3所述的沥青路面用温度实时监测无线智能骨料，其特征在于，外部封装结构（12）通过有限元模拟得到正十四面体。5.根据权利要求3所述的沥青路面用温度实时监测无线智能骨料，其特征在于，环氧砂浆各组分的质量比为：环氧：固化剂：消泡剂：水泥：砂=100：25：1：100：275；其中，环氧为双酚F型环氧，固化剂为DMDC和DMP
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30混合液，水泥为P...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱振宇，董元帅，侯芸，黄鑫，张鸿，任广丽，杨思宇，张毅，
申请(专利权)人：中咨数据有限公司，
类型：发明
国别省市：