專利名稱：混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度的儀器，具體地說，是涉及一種適用于檢測施工期和運行期混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度的設備。
背景技術：
目前，工程界對混凝土溫度裂縫的成因分析基本歸結(jié)為溫差過大，包括內(nèi)外溫差、 基礎溫差或上下層溫差等，另外，結(jié)構(gòu)安全風險大小也是通過溫差大小來評定的。但是，體積不同的混凝土結(jié)構(gòu)面臨同樣的溫差時，是否存在同樣的風險，體積大、溫差大的混凝土結(jié)構(gòu)是否就比體積小、溫差小的混凝土結(jié)構(gòu)危險，這些問題還尚無定論。但從實際工程實踐中可以得出，溫度梯度大小可直接反映混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應力大小、風險大小，溫度梯度越大，混凝土產(chǎn)生的拉應力就越大，溫度梯度越小，混凝土產(chǎn)生的拉應力就越小。為了減小溫度梯度，在施工期間，大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般都要采取措施進行溫度控制，比如表面保溫、內(nèi)部水管降溫等，目的就是降低溫度梯度，而這些溫控措施成功與否直接關系到混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的風險大小和結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)，由此可見，用溫度梯度指標來衡量混凝土結(jié)構(gòu)的風險大小更為合理，檢測混凝土結(jié)構(gòu)的實際溫度梯度大小，對保障混凝土結(jié)構(gòu)的安全具有十分重要的意義。但是，目前在水利水電工程中，對大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度進行檢測較難，特別是處于復雜山區(qū)地理環(huán)境、不穩(wěn)定的電源供應環(huán)境下的大體積混凝土結(jié)構(gòu)，對其進行溫度梯度的檢測以及對實測的溫度梯度數(shù)據(jù)進行實時存儲和傳輸是很困難的，因此，設計出一種既能準確檢測工程實際現(xiàn)場混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度，又能實現(xiàn)在復雜環(huán)境條件下實時存儲數(shù)據(jù)、無人值守的溫度梯度檢測儀器，是目前急需解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，該混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀可準確、快速地對混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度進行評測。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術方案一種混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，其特征在于它包括埋設在混凝土結(jié)構(gòu)相應位置上的至少一個溫度傳感器，該至少一個溫度傳感器的輸出端與置于該混凝土結(jié)構(gòu)外部的數(shù)字溫度測試記錄儀的輸入端連接，該數(shù)字溫度測試記錄儀的輸出端與溫度數(shù)據(jù)處理分析設備的輸入端連接。所述數(shù)字溫度測試記錄儀為LN2(^6_T型數(shù)字溫度測試記錄儀。所述數(shù)字溫度測試記錄儀與所述溫度數(shù)據(jù)處理分析設備之間為無線或有線連接。本實用新型的優(yōu)點是通過對溫度傳感器進行相應布置，本實用新型既可對某一時刻時混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度進行評測，又可對某一時刻時混凝土結(jié)構(gòu)的保溫效果以及混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷卻水管的冷卻效果進行評測，檢測結(jié)果精度高、準確可靠。本實用新型成本低、使用方便、快捷、高
3效、便于攜帶，可實時存儲數(shù)據(jù)，無需有人值守，可廣泛應用于水利水電、交通運輸?shù)然炷两Y(jié)構(gòu)，特別是大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度控制工程中，用于快速評價混凝土結(jié)構(gòu)的安全與否。

圖1是本實用新型的組成示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀包括埋設在混凝土結(jié)構(gòu)500 內(nèi)外相應位置上的至少一個溫度傳感器100，該至少一個溫度傳感器100的輸出端與置于該混凝土結(jié)構(gòu)500外部的數(shù)字溫度測試記錄儀200的輸入端連接，該數(shù)字溫度測試記錄儀 200的輸出端與溫度數(shù)據(jù)處理分析設備300(公知設備)的輸入端連接。在實際應用中，該溫度傳感器100選用數(shù)字溫度傳感器。該數(shù)字溫度測試記錄儀 200選用LN2(^6-T型數(shù)字溫度測試記錄儀，該LN2(^6-T型數(shù)字溫度測試記錄儀可以設定時間間隔(1-9999秒)自動收集溫度傳感器100采集的溫度數(shù)據(jù)，并實時存儲，該數(shù)字溫度測試記錄儀自帶電源，無需供電，具有防水防潮功能，可長時間在野外獨立工作，可實現(xiàn)無人值守測量，并且，該數(shù)字溫度測試記錄儀還設置有省電模式，可延長使用時間，且該省電模式不影響其正常工作。當然，在實際中，也可根據(jù)本實用新型的要求來選擇其他類型的數(shù)字溫度測試記錄儀。如圖1，該數(shù)字溫度測試記錄儀200與該溫度數(shù)據(jù)處理分析設備300之間可為無線或有線連接，有線連接可通過數(shù)據(jù)電纜連接實現(xiàn)，而無線連接可通過GPRS或無線以太網(wǎng)或無線射頻連接實現(xiàn)。如圖1，該溫度數(shù)據(jù)處理分析設備300可連接有用于顯示評測結(jié)果的顯示設備(圖中未示出)。另外，該溫度數(shù)據(jù)處理分析設備300可直接選用計算機。使用本實用新型時，依據(jù)評測對象(評測對象指混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)任意位置處的溫度梯度、混凝土結(jié)構(gòu)的保溫效果或混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷卻水管的冷卻效果)，將各個溫度傳感器 100埋設在合適的位置上且密封，然后將溫度傳感器100與數(shù)字溫度測試記錄儀200連接好，確保信號能正常傳送接收。隨后，數(shù)字溫度測試記錄儀200便可收集在所需的不同時刻下各個溫度傳感器100在同一時刻采集的溫度數(shù)據(jù)并存儲，且實時將收集的這些溫度數(shù)據(jù)傳送給溫度數(shù)據(jù)處理分析設備300，從而，通過溫度數(shù)據(jù)處理分析設備300中的溫度數(shù)據(jù)分析處理軟件依據(jù)傳送來的溫度數(shù)據(jù)和溫度傳感器100的實際布置情況而進行自動分析計算，對評測對象得出評測結(jié)果。本實用新型混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀不僅可檢測評定某一時刻混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)任意位置處的溫度梯度，也可檢測評定某一時刻混凝土結(jié)構(gòu)的保溫效果以及混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷卻水管的冷卻效果。當本實用新型用于檢測評定某一設定時刻時混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部任意位置處的溫度梯度時，為達到較佳的檢測效果，至少需要使用四個溫度傳感器100對四個不同位置的溫度進行測定，其中一個溫度傳感器100應位于混凝土結(jié)構(gòu)500的表面(若不設置保溫材料 400，則該溫度傳感器100即設置在混凝土結(jié)構(gòu)500朝向外部環(huán)境的表面上。若設置保溫材料，則該溫度傳感器100即位于混凝土結(jié)構(gòu)500與保溫材料400之間，如圖1所示。)，而其他的溫度傳感器100應埋設于混凝土結(jié)構(gòu)500內(nèi)的幾個不同深度位置上，并且，較佳地，這些溫度傳感器100應均處于大致垂直于混凝土結(jié)構(gòu)500表面的直線上。這樣，便可通過各個溫度傳感器100所在位置到混凝土結(jié)構(gòu)表面的距離、同一設定時刻各個溫度傳感器100 測得的溫度以及混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布曲線公式T(X) = k1+k2x+k3x2+k4x3+. . . +kn+1xn，而得到在該設定時刻時的混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布。其中，在溫度分布曲線公式中，T (χ)為在設定時刻時混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布，也就是，與混凝土結(jié)構(gòu)表面距離χ的測點的溫度，χ為測點
所在位置到混凝土結(jié)構(gòu)表面的距離，η為正整數(shù)，kp k2.....kn+1為設定系數(shù)。需要注意的
是，η與溫度傳感器的數(shù)量存在如下關系n+l =溫度傳感器的數(shù)量。當然，在實際中，基于精度、方便和實用三個方面的考慮，η取3即可，是最合理、經(jīng)濟、有效的。如圖1，圖中所示即為在與混凝土結(jié)構(gòu)500表面垂直的方向上的不同深度位置處設置四個溫度傳感器100 (其中一個溫度傳感器100設置在混凝土結(jié)構(gòu)500的表面)的情形。
dT_ dx 然后，根據(jù)得到的溫度分布便可通過公式了
而求得在該設定時刻時該混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部任意位置處的溫度梯度了，公式中，f為在
設定時刻時的混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度，X為測點所在位置到混凝土結(jié)構(gòu)表面的距離，kp k2.....Iv1為設定系數(shù)。與上述溫度分布相似，公式中的η取3即可，也就是，通過公式
權(quán)利要求1.一種混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，其特征在于它包括埋設在混凝土結(jié)構(gòu)相應位置上的至少一個溫度傳感器，該至少一個溫度傳感器的輸出端與置于該混凝土結(jié)構(gòu)外部的數(shù)字溫度測試記錄儀的輸入端連接，該數(shù)字溫度測試記錄儀的輸出端與溫度數(shù)據(jù)處理分析設備的輸入端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，其特征在于 所述溫度傳感器的數(shù)量大于三個。
3.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，其特征在于 所述數(shù)字溫度測試記錄儀為LN2026-T型數(shù)字溫度測試記錄儀。
4.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，其特征在于所述數(shù)字溫度測試記錄儀與所述溫度數(shù)據(jù)處理分析設備之間為無線或有線連接。
5.如權(quán)利要求4所述的混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，其特征在于所述數(shù)字溫度測試記錄儀與所述溫度數(shù)據(jù)處理分析設備之間的有線連接為數(shù)據(jù)電纜連接。
6.如權(quán)利要求4所述的混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，其特征在于所述數(shù)字溫度測試記錄儀與所述溫度數(shù)據(jù)處理分析設備之間的無線連接為GPRS或無線以太網(wǎng)或無線射頻連接。
7.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，其特征在于 所述溫度數(shù)據(jù)處理分析設備連接有顯示設備。
8.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，其特征在于 所述溫度數(shù)據(jù)處理分析設備為計算機。
9.如權(quán)利要求1所述的混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，其特征在于 所述溫度傳感器為數(shù)字溫度傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度檢測儀，它包括埋設在混凝土結(jié)構(gòu)相應位置上的至少一個溫度傳感器，該至少一個溫度傳感器的輸出端與置于該混凝土結(jié)構(gòu)外部的數(shù)字溫度測試記錄儀的輸入端連接，該數(shù)字溫度測試記錄儀的輸出端與溫度數(shù)據(jù)處理分析設備的輸入端連接。通過對溫度傳感器進行相應布置，本實用新型既可對某一時刻時混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度進行評測，又可對某一時刻時混凝土結(jié)構(gòu)的保溫效果以及混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷卻水管的冷卻效果進行評測，檢測結(jié)果精度高、準確可靠，可廣泛應用于水利水電、交通運輸?shù)然炷两Y(jié)構(gòu)，特別是大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度控制工程中，用于快速評價混凝土結(jié)構(gòu)的安全與否。
文檔編號G01K1/02GK202195899SQ20112032647
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者劉有志, 劉毅, 劉愛梅, 周紹武, 張國新, 李仁江, 王建華, 王振紅, 趙恩國, 郭晨 申請人:中國水利水電科學研究院, 北京木聯(lián)能工程科技有限公司