專利名稱：一種熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動化檢測系統(tǒng)，特別涉及一種凍土路基的熱棒工作狀 態(tài)檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，以及青藏公路和 青藏鐵路的建成與順利通車，我國在多年凍土地區(qū)的公路鐵路建設(shè)施工積累 了一定的經(jīng)驗(yàn)，在今后的十多年里，青海、西藏、新疆、黑龍江等許多省區(qū) 公路建設(shè)仍將快速發(fā)展，其中，許多項(xiàng)目都經(jīng)過多年凍土區(qū)。
路通行過程中路基將會出現(xiàn)不穩(wěn)定沉陷、波浪、縱向開裂，邊坡滑塌等病害， 從而導(dǎo)致瀝青路面的縱裂、橫裂、網(wǎng)裂等病害發(fā)生。
熱棒技術(shù)作為一種有效的主動地溫度調(diào)控技術(shù)，它通常是將熱棒下端埋
入地表以下8米，將其上端4米外套散熱器棵露地表之上。圖l為現(xiàn)場熱棒 埋設(shè)示意圖。可以看出現(xiàn)場的熱棒主要分為三部分散熱段101在地表之上， 上面附著散熱片104;絕熱段102和吸熱段103都在地表以下。
在利用熱棒技術(shù)的過程中，當(dāng)?shù)叵峦翆拥臏囟雀哂诘厣檄h(huán)境時，熱棒內(nèi) 部的液態(tài)工質(zhì)便發(fā)生汽化，氣態(tài)工質(zhì)攜帶地下熱量沿?zé)岚艄軆?nèi)側(cè)上升至熱棒 上端，這時由于地表以上的環(huán)境溫度較低，汽化的工質(zhì)從地下所攜帶的熱量 通過熱棒外側(cè)的散熱片被釋放到大氣中去，工質(zhì)再次轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)下落到熱棒 底端。如此循環(huán)往復(fù)使得地下的溫度始終保持在0° C以下。當(dāng)?shù)叵峦翆拥?溫度低于地上環(huán)境溫度時，熱棒停止工作，也就是說以上過程是不可逆的。 在地表以上的環(huán)境溫度季節(jié)性致冷過程中能從地基中吸取熱量使凍土層降
溫并儲存冷量，防止多年凍土發(fā)生熔化。以此可以消除路基凍害，有效地提 升多年凍土上限，保護(hù)凍土路基穩(wěn)定性。
然而，在利用熱棒技術(shù)保護(hù)凍土路基穩(wěn)定性時，熱棒一旦埋入路基兩側(cè)， 它便會長年累月隨著環(huán)境溫度的變化對地下溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是，熱棒的工
作環(huán)境卻是非常的惡劣，低溫時能達(dá)到-30° C -40° C，晝夜溫差非常大； 雨、雪、霜、凍、強(qiáng)紫外線等等，都會存在并產(chǎn)生影響；在此惡劣的工作環(huán) 境下，熱棒的工作狀態(tài)、工作效率隨著時間的推移均會發(fā)生變化，有些甚至 會產(chǎn)生失效。對此就需要進(jìn)行定期的檢測與維護(hù)，隨時掌握熱棒工作狀態(tài)的 第一手資料。
在對凍土路基的熱棒工作狀態(tài)進(jìn)行檢測時，易于進(jìn)行測量的是熱棒散熱 段上的數(shù)據(jù)，特別是能夠直接反映熱棒工作狀態(tài)的溫度。熱棒的散熱段上附 著散熱片，現(xiàn)場熱棒的散熱片上的溫度由多種因素造成，主要有以下因素
1 ) 環(huán)境溫度；
2 )太陽輻射熱棒散熱片產(chǎn)生的溫度；
3 )熱棒散熱片反射周圍熱源產(chǎn)生的溫度；
4)熱棒工作時，從凍土層帶上來的熱量所產(chǎn)生的溫度。 上述4個因素中，因素1)在任何時候都是主導(dǎo)，無論白天還是夜間、 無論熱棒工作與否、也無論現(xiàn)場天氣如何，環(huán)境溫度均會大大影響熱棒散熱 片上的溫度，所以熱棒散熱片上所測得的溫度很大程度上都反映了當(dāng)時的環(huán) 境溫度。由于近地表大氣垂直方向上溫度差的存在，現(xiàn)場所測得的熱棒散熱 片上的溫度是存在明顯梯度的，即散熱片底端的溫度較高、散熱片頂端的溫 度較低。但熱棒內(nèi)部的工質(zhì)會對散熱片上溫度的梯度產(chǎn)生影響。因素2)、 3)對散熱片也有影響，在天晴的白天由于陽光的照射，熱棒散熱片的溫度 會有所上升，而如果測量現(xiàn)場存在熱源也會對熱棒散熱片上的溫度產(chǎn)生影 響。對于因素4),如果熱棒在工作情況下，其內(nèi)部工質(zhì)會不停地把地下吸 熱段的熱量傳到散熱段，于是便抬高了散熱片上的溫度，并且這種溫度的抬 高是存在于整段散熱段的，也就是說，地下傳上來的熱量不會使底端散熱片
溫度提升得多而頂端散熱片溫度提升得少，而是使整段散熱片的溫度均得到 抬高。理論上講熱棒內(nèi)部在任何高度氣體工質(zhì)的溫度是均等的，但是，盡管 如此，在一定的測試條件下，工作熱棒吸熱段傳上來的熱量仍然能夠在散熱 片上的溫度中表現(xiàn)出來。
通過上面的分析，可以看出首先，熱棒工作狀態(tài)可以從熱棒散熱片上 的溫度反映出來，當(dāng)熱棒工作狀態(tài)良好時，散熱片上的溫度提升得較高；當(dāng) 熱棒工作狀態(tài)較差或者完全不工作時，散熱片上的溫度提升得較少或者完全
不提升。其次熱棒散熱片溫度的測量應(yīng)盡量減小因素2) 、 3)的影響，否 則干擾嚴(yán)重。
然而，由于熱棒工作環(huán)境的惡劣，目前尚沒有能夠適宜于于熱棒工作現(xiàn) 場的熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，所以對于熱棒工作狀態(tài)的現(xiàn)場檢測帶來了很大 困難。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種熱棒工作狀態(tài)檢測系 統(tǒng)，該系統(tǒng)適宜于對凍土路基的熱棒工作狀態(tài)進(jìn)行現(xiàn)場檢測。
為了實(shí)現(xiàn)上述主要目的，本實(shí)用新型提供了一種熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)， 該系統(tǒng)由熱棒數(shù)據(jù)采集單元和熱棒工作狀態(tài)確定單元組成；熱棒數(shù)據(jù)采集單元，采集熱棒的溫度信號，將采集到的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號，然后將該數(shù)字信號傳送給熱棒工作狀態(tài)確定單元；
熱棒工作狀態(tài)確定單元，根據(jù)接收到的數(shù)字信號確定熱棒工作狀態(tài)。
較佳地，所述熱棒數(shù)據(jù)釆集單元和熱棒工作狀態(tài)確定單元設(shè)置在相互獨(dú)立 的兩個設(shè)備中，或者集成在一個設(shè)備中。 所述熱棒數(shù)據(jù)采集單元包括
數(shù)據(jù)采集模塊采集熱棒的溫度信號后，將溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并 輸出；
數(shù)據(jù)存儲模塊將數(shù)據(jù)采集模塊輸出的數(shù)字信號進(jìn)行存儲； 數(shù)據(jù)傳輸模塊將存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)字信號傳輸?shù)綗岚艄ぷ鳡顟B(tài) 確定單元。
其中，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括
溫度傳感器采集熱棒的溫度信號后，將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號傳送-哈信
號調(diào)理電3各；
信號調(diào)理電路將電信號進(jìn)行調(diào)理后傳送給AD轉(zhuǎn)換電路； AD轉(zhuǎn)換電路接收調(diào)理后的電信號，并將調(diào)理后的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號，并輸出。
較佳地，所述熱棒數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)一步包括控制器；
控制器，控制數(shù)據(jù)采集模塊對熱棒的溫度信號進(jìn)行采集并將溫度信號轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號，控制數(shù)據(jù)存儲模塊對數(shù)字信號進(jìn)行存儲，控制數(shù)據(jù)傳輸模塊將數(shù) 字信號傳輸給熱棒工作狀態(tài)確定單元。
更優(yōu)地，所述熱棒數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)一步包括人機(jī)交互系統(tǒng)；
人機(jī)交互系統(tǒng)，將操作人員下達(dá)的指令發(fā)送給所述控制器，將接收到的溫 度信號提供給操作人員；
控制器，接收到指令后完成控制處理并將數(shù)據(jù)采集模塊采集到的溫度信號 反饋給人機(jī)交互系統(tǒng)。
所述控制器、數(shù)據(jù)存儲模塊和人機(jī)交互系統(tǒng)集成在一個設(shè)備中。
在該系統(tǒng)中，所述熱棒工作狀態(tài)確定單元包括
數(shù)據(jù)通信模塊用于接收熱棒數(shù)據(jù)采集單元傳送的數(shù)字信號，并將數(shù)字信 號傳送給數(shù)據(jù)處理模塊；
數(shù)椐處理模塊用于對接收到的數(shù)字信號進(jìn)行線性擬合處理，并將處理結(jié) 果傳送給數(shù)據(jù)分析模塊；
數(shù)據(jù)分析模塊將經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定熱棒的工 作狀態(tài)。
較佳地，所述熱棒工作狀態(tài)確定單元進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)庫；
所述數(shù)據(jù)庫，用于存儲數(shù)據(jù)通信模塊接收到的數(shù)字信號，和/或數(shù)據(jù)處 理模塊處理過的數(shù)據(jù)，和/或數(shù)據(jù)分析模塊分析后的結(jié)果。
由以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型所提供的熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng) 是基于熱棒使用現(xiàn)場的，適宜于在熱棒使用環(huán)境中檢測熱棒的工作狀態(tài)。更 進(jìn)一步地，該方法不僅能用于熱棒使用單位，也同時能用于熱棒生產(chǎn)廠家的 出廠檢測。


圖1為現(xiàn)場熱棒埋設(shè)示意圖2為熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3為熱棒數(shù)據(jù)采集單元的結(jié)構(gòu)圖4為熱棒工作狀態(tài)確定單元結(jié)構(gòu)圖5為熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)第一實(shí)施例示意圖6為熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)第二實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖 和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本實(shí)用新型所提供的熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖2為熱 棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。該系統(tǒng)有兩部分組成熱棒數(shù)據(jù)采集單元201 和熱棒工作狀態(tài)確定單元202。
其中，熱棒數(shù)據(jù)采集單元201,用于采集熱棒的溫度信號，并將采集到 的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將數(shù)字信號進(jìn)行存儲后，傳送給熱棒工作狀態(tài) 確定單元202。
熱棒工作狀態(tài)確定單元202,接收來自熱棒數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)字信號后， 對其進(jìn)行線性擬合處理和分析確定熱棒的工作狀態(tài)。
更優(yōu)地，熱棒數(shù)據(jù)采集單元201,采集熱棒散熱片上的溫度信號，特別
是熱棒散熱片上不同高度的溫度信號。
其中，所述熱棒數(shù)據(jù)采集單元201和熱棒工作狀態(tài)確定單元202可以分 別位于相互獨(dú)立的兩個設(shè)備中，也可以集成在同一個設(shè)備中。
下面分別對這兩部分做詳細(xì)的描述，圖3為熱棒數(shù)據(jù)采集單元的結(jié)構(gòu) 圖。由圖中可以看出，熱棒數(shù)據(jù)采集單元201主要由以下幾部分組成
數(shù)據(jù)采集模塊301:完成對熱棒溫度數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的溫度信 號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，傳送給數(shù)據(jù)傳輸單元303，或者傳送給數(shù)據(jù)存儲模塊 302。
數(shù)椐存儲模塊302:將數(shù)據(jù)采集模塊301輸出的數(shù)字信號進(jìn)行存儲。 數(shù)據(jù)傳輸模塊303:接收數(shù)據(jù)采集模塊301傳送來的數(shù)字信號，或者讀
取存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊302中的數(shù)字信號后，將數(shù)字信號傳輸?shù)綗岚艄ぷ鳡?br> 態(tài)確定單元202。
較佳地，熱棒數(shù)據(jù)采集單元201可以進(jìn)一步包括人機(jī)交互模塊，操作人 員在采集數(shù)據(jù)時可以通過人機(jī)交互模塊進(jìn)行觀察和操作。
較佳地，熱棒數(shù)據(jù)采集單元201可以進(jìn)一步包括控制器，接收操作人員 通過人機(jī)交互模塊輸入的指令，將數(shù)據(jù)采集模塊輸出的數(shù)字信號寫入數(shù)據(jù)存 儲模塊，并從數(shù)據(jù)存儲模塊中讀取數(shù)字信號通過數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送給熱棒工 作狀態(tài)確定單元。
較佳地，熱棒數(shù)據(jù)采集單元201可以是便攜式的熱棒數(shù)據(jù)采集儀。
圖4為熱棒工作狀態(tài)確定單元結(jié)構(gòu)圖，熱棒工作狀態(tài)確定單元202是基 于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。由圖中可以看出，熱棒工作狀態(tài)確定單元202主 要由以下幾部分組成
數(shù)據(jù)通信模塊401:用于和熱棒數(shù)據(jù)采集單元201通信，接收到熱棒數(shù) 據(jù)采集單元201傳來的數(shù)字信號后，傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊402。
數(shù)據(jù)處理模塊402:接收數(shù)據(jù)通信模塊401傳來的數(shù)字信號，對其進(jìn)行 線性擬合處理后，將線性擬合處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析模塊403。
上面所述對數(shù)字信號進(jìn)行線性擬合處理的過程在此舉一個例子進(jìn)行說
明在熱棒數(shù)據(jù)采集單元的存儲模塊中， 一條記錄僅記錄一個高度的溫度， 如果一根熱棒測IO個高度的溫度，那么十條記錄才能表示一根熱棒的完整 數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊402在上傳后找出這根熱棒的十條記錄，根據(jù)這十條記 錄進(jìn)行線性擬合和算出斜率截距。
另外，在上傳過程中，數(shù)據(jù)處理模塊402要進(jìn)行數(shù)字信號完整性的判斷， 如果數(shù)字信號完整，則進(jìn)行上述線性擬合處理步驟；如果數(shù)字信號不完整， 即出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失時，數(shù)據(jù)處理模塊402放棄此組數(shù)字信號，重新對溫度信號 進(jìn)行采集，或者用線性差值的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)全后再繼續(xù)進(jìn)行上迷線性擬 合處理及其后續(xù)過程，使系統(tǒng)具有自檢、維護(hù)和校正的功能。
數(shù)據(jù)分析模塊403:用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊402發(fā)送來的數(shù)據(jù)分析熱棒 的工作狀態(tài)。
上述分析熱棒工作狀態(tài)的過程為將所得到的截距與相同環(huán)境溫度下正 常工作的熱棒的擬合曲線的截距進(jìn)行比較，如果所得到的截距小于正常工作 的熱棒的擬合曲線的截距，則確定該熱棒工作不正常；如果所得到的截距不 小于正常工作的熱棒的擬合曲線的截距，則確定該熱棒工作正常。
更優(yōu)地，在將所得到的截距與相同環(huán)境溫度下正常工作的熱棒的擬合曲 線的截距進(jìn)行比較之前，可以進(jìn)一步包括將根據(jù)線性擬合處理所得到的斜 率與相同環(huán)境溫度下正常工作的熱棒的擬合曲線的斜率進(jìn)行比較，如杲兩者 差值的絕對值超出可取范圍，所采集數(shù)據(jù)無效，重新進(jìn)行熱棒溫度數(shù)據(jù)的采 集；如果兩者差值的絕對值沒有超出可取范圍，則繼續(xù)進(jìn)行將所得到的截距 與相同環(huán)境溫度下正常工作的熱棒的擬合曲線的截距進(jìn)行比較的步驟。
因?yàn)闊岚粼谡９ぷ鲿r，會將其吸熱段的熱量傳到散熱段散發(fā)，所以損 壞的熱棒無法將其吸熱段的熱量有效的傳遞到散熱段，故該熱棒散熱段的溫 度就要小于其他熱棒。在將采集到的熱棒散熱片上的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合 后，曲線斜率表征熱棒工作的穩(wěn)定狀態(tài)。預(yù)先可以將正常工作熱棒在不同溫 度下的擬合曲線的截距和斜率存入數(shù)據(jù)庫404中，將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊402 線性擬合得到的斜率與相同環(huán)境溫度下正常工作的熱棒斜率進(jìn)行比較，如果
兩者差值超出可取范圍，說明外界千擾嚴(yán)童，所采集數(shù)據(jù)無效。如果差值沒
有超出可取范圍，則繼續(xù)將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊402線性擬合得到的截距與相
同環(huán)境溫度下正常工作的熱棒截距進(jìn)行比較，如果截距小于正常工作的熱棒 截距，則說明熱棒工作不正常。
所述可取范圍可以設(shè)定為0.2,該值是在實(shí)驗(yàn)和研究工作中的經(jīng)驗(yàn)值。 較佳地，該熱棒工作狀態(tài)確定單元還可以包括
數(shù)據(jù)庫404:用于存儲數(shù)據(jù)通信模塊401接收到的數(shù)據(jù)，并且保存^t據(jù) 處理模塊402處理后的數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)分析模塊403的分析結(jié)果。
數(shù)據(jù)庫404包括原始備份數(shù)據(jù)庫和分析結(jié)杲數(shù)據(jù)庫，前者用于對熱;棒數(shù) 據(jù)采集單元201采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，后者用于保存處理后的數(shù)據(jù)及分析結(jié) 果，前者一個溫度值就是數(shù)據(jù)庫的一條記錄，而后者， 一根熱棒上所有指定 高度的溫度值、供分析用的線性擬合后的斜率截距、以及分析結(jié)果才能構(gòu)成 數(shù)據(jù)庫中的一條記錄。由于系統(tǒng)永久的保存了熱棒的數(shù)據(jù)，故用戶也可以通 過歷史數(shù)據(jù)的查詢獲得每根熱棒的長期數(shù)據(jù)，以更加準(zhǔn)確地得出熱棒工作狀 態(tài)的分析結(jié)果。
更優(yōu)地，該熱棒工作狀態(tài)確定單元可以方便于將原始數(shù)據(jù)以及結(jié)果進(jìn)行 長期保存，這就為對熱棒工作狀態(tài)的全面分析和長期分析做了很好的保障。
下面通過兩個實(shí)施例來對本實(shí)用新型所提供的熱棒工作狀態(tài)沖企測系統(tǒng) 做詳細(xì)的描述。圖5為熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)第一實(shí)施例示意圖。
前向通道510、存儲器502、以及通信模塊503組成了圖2中的熱棒數(shù) 據(jù)采集單元201。
前向通道510對應(yīng)圖3中的數(shù)據(jù)采集模塊301，包括溫度傳感器511、 信號調(diào)理電路512、 AD轉(zhuǎn)換電路513。
溫度傳感器511采集現(xiàn)場熱棒散熱片上不同高度的溫度后，將溫度信號 轉(zhuǎn)換為電信號，電信號經(jīng)信號調(diào)理電路512的整形濾波后送到AD轉(zhuǎn)換電路 513實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號轉(zhuǎn)換。
存儲器502對應(yīng)于圖3中的數(shù)據(jù)存儲模塊302,用于存儲前向通道510
采集數(shù)據(jù)后輸出的數(shù)字信號。
存儲器502可以由專門的存儲芯片組成，也可以由小型的移動存儲設(shè)備 組成，也可以直接利用控制器的存儲空間。
通信模塊503對應(yīng)于圖3中的數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將存儲器502中存儲 的前向通道510輸出的數(shù)字信號上傳到上位機(jī)，由上位機(jī)中的熱棒工作狀態(tài) 確定單元進(jìn)行分析評價。
所述通信模塊503需要的硬件設(shè)備可以是RS-232等總線，也可以是讀 卡器使存儲卡形式的存儲器能與上位機(jī)連接。它的傳送可以通過各種數(shù)椐傳 送協(xié)議完成，例如RS- 232、 RS-485、 CAN等。
上位機(jī)504對應(yīng)圖2中的熱棒工作狀態(tài)確定單元202。上位機(jī)504接收 來自通信模塊503傳來的數(shù)字信號后，經(jīng)熱棒工作狀態(tài)確定單元中的數(shù)據(jù)通 信模塊獲得數(shù)字信號后，數(shù)據(jù)處理模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合處理，完成判斷 采集數(shù)據(jù)的完整性及數(shù)據(jù)的擬合，并且完成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和保存，然后 數(shù)據(jù)分析模塊分析熱棒的工作狀態(tài)，通過線性擬合后的截距和斜率，分析確 定熱棒工作狀態(tài)。
較佳地，熱棒數(shù)據(jù)采集單元可以進(jìn)一步包含人機(jī)交互模塊520。在采集 數(shù)據(jù)時，操作人員可以通過人機(jī)交互模塊520中的鍵盤521和顯示器522進(jìn) 行觀察和操作。
較佳地，熱棒數(shù)據(jù)采集單元還可以進(jìn)一步包含控制器501?？刂破?01 接收操作人員通過鍵盤521輸入的指令，將前向通道510轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字信 號寫入存儲器502,并從存儲器502中讀取數(shù)字信號通過通信模塊503傳送 給上位機(jī)504,同時將結(jié)果傳送給顯示器522進(jìn)行顯示。
控制器501可以是單片機(jī)、DSP或者其他控制器。
圖6為熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)的第二實(shí)施例示意圖。該實(shí)施例所示系統(tǒng) 主要由溫度采集探頭610和筆記本電腦620組成。
溫度采集探頭610對應(yīng)于圖2中的熱棒數(shù)據(jù)采集單元201，包含溫度 傳感器611、信號調(diào)理電路612、 AD轉(zhuǎn)換電路613、以及通信模塊614。其
中，溫度傳感器611、信號調(diào)理電路612、以及AD轉(zhuǎn)換電路613組成了圖3 中的數(shù)據(jù)采集模塊301;通信模塊614對應(yīng)于圖3中的數(shù)據(jù)傳輸模塊303。 圖3中的數(shù)據(jù)存儲模塊302和圖2中的熱棒工作狀態(tài)確定單元202都包舍在 筆^己本電腦620中。
操作人員通過筆記本電腦620操作，控制溫度傳感器611進(jìn)行溫度采集， 然后將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號，電信號經(jīng)信號調(diào)理電路612的整形濾波后送 到AD轉(zhuǎn)換電路613實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，通過通信模塊614將轉(zhuǎn)換好的數(shù)字 信號上傳到筆記本電腦620,直接以數(shù)據(jù)庫的形式存儲在筆記本電腦620中。 分析數(shù)據(jù)時，可以在筆記本電腦620中設(shè)置熱棒工作狀態(tài)確定單元，直4矣在 筆記本電腦620上進(jìn)行數(shù)字信號的處理和分析，也可以將數(shù)據(jù)庫拷貝到其他 電腦中進(jìn)行。
由上可見，本實(shí)用新型所提供的系統(tǒng)，通過熱棒數(shù)據(jù)采集單元對現(xiàn)場溫 度信號進(jìn)行采集和信號轉(zhuǎn)換，以及熱棒工作狀態(tài)確定單元的分析，完成凍土 路基熱棒工作狀態(tài)的現(xiàn)場檢測，此檢測結(jié)果能真實(shí)的反映熱棒工作狀態(tài)，適 宜于熱棒現(xiàn)場工作狀態(tài)的檢測。更進(jìn)一步地，不僅能用于熱棒使用單位，也 同時能用于熱棒生產(chǎn)廠家的出廠檢測。
權(quán)利要求1、一種熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由熱棒數(shù)據(jù)采集單元和熱棒工作狀態(tài)確定單元組成；熱棒數(shù)據(jù)采集單元，采集熱棒的溫度信號，將采集到的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后將該數(shù)字信號傳送給熱棒工作狀態(tài)確定單元；熱棒工作狀態(tài)確定單元，根據(jù)接收到的數(shù)字信號確定熱棒工作狀態(tài)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所迷熱棒數(shù)據(jù)采集單元和熱 棒工作狀態(tài)確定單元設(shè)置在相互獨(dú)立的兩個設(shè)備中，或者集成在一個設(shè)備中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱棒數(shù)據(jù)采集單元包括 數(shù)據(jù)采集模塊采集熱棒的溫度信號后，將溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并輸出；數(shù)據(jù)存儲模塊將數(shù)據(jù)采集模塊輸出的數(shù)字信號進(jìn)行存儲； 數(shù)據(jù)傳輸模塊將存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)字信號傳輸?shù)綗岚艄ぷ鳡顟B(tài) 確定單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括 溫度傳感器采集熱棒的溫度信號后，將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號傳送給信號調(diào)理電路；信號調(diào)理電路將電信號進(jìn)行調(diào)理后傳送給AD轉(zhuǎn)換電路； AD轉(zhuǎn)換電路接收調(diào)理后的電信號，并將調(diào)理后的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號，并輸出。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱棒數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)一 步包括控制器；控制器，控制數(shù)據(jù)采集模塊對熱棒的溫度信號進(jìn)行采集并將溫度信號轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號，控制數(shù)據(jù)存儲模塊對數(shù)字信號進(jìn)行存儲，控制數(shù)據(jù)傳輸模塊將數(shù) 字信號傳輸給熱棒工作狀態(tài)確定單元。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱棒數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)一 步包括人機(jī)交互系統(tǒng)；人機(jī)交互系統(tǒng)，將操作人員下達(dá)的指令發(fā)送給所述控制器，將接收到的溫 度信號提供給操作人員；控制器，接收到指令后完成控制處理并將數(shù)據(jù)采集模塊采集到的溫度信號 反饋給人機(jī)交互系統(tǒng)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器、數(shù)據(jù)存儲沖莫塊 和人機(jī)交互系統(tǒng)集成在一個設(shè)備中。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱棒工作狀態(tài)確定單元 包括數(shù)據(jù)通信模塊用于接收熱棒數(shù)據(jù)采集單元傳送的數(shù)字信號，并將數(shù)字信 號傳送給數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊用于對接收到的數(shù)字信號進(jìn)行線性擬合處理，并將處理結(jié) 果傳送給數(shù)據(jù)分析模塊；數(shù)據(jù)分析模塊將經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定熱棒的工 作狀態(tài)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱棒工作狀態(tài)確定單元 進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)庫；所述數(shù)據(jù)庫，用于存儲數(shù)據(jù)通信模塊接收到的數(shù)字信號，和/或數(shù)據(jù)處理模 塊處理過的數(shù)據(jù)，和/或數(shù)據(jù)分析模塊分析后的結(jié)果。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種熱棒工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其包括熱棒數(shù)據(jù)采集單元和熱棒工作狀態(tài)確定單元。通過熱棒數(shù)據(jù)采集單元對熱棒散熱片上不同高度的溫度進(jìn)行采集，熱棒數(shù)據(jù)采集單元將采集到的溫度信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進(jìn)行存儲后，傳送給熱棒工作狀態(tài)確定單元；熱棒工作狀態(tài)確定單元將接收到的數(shù)字信號進(jìn)行處理和分析，確定熱棒的工作狀態(tài)。本實(shí)用新型所提供的系統(tǒng)適宜于在熱棒使用環(huán)境中進(jìn)行現(xiàn)場工作狀態(tài)的檢測，更進(jìn)一步地，還同時能用于熱棒生產(chǎn)廠家的出廠檢測。
文檔編號G08C19/16GK201004271SQ20062016046
公開日2008年1月9日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者娟 張, 汪雙杰, 謝發(fā)勤, 謝拴勤, 信 賀, 陳建兵 申請人:中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院