專利名稱：混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集裝置，尤其是一種用于混凝土冷卻通水的水溫和流 量數(shù)據(jù)的采集和傳輸?shù)幕炷晾鋮s通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀。
背景技術(shù)：
水電工程大體積混凝土的通水冷卻降溫，是解決水電工程大壩混凝土水化熱引起 的溫度應(yīng)力和達(dá)到設(shè)計(jì)要求的封拱灌漿溫度必須采取的技術(shù)措施。水電工程通水冷卻技術(shù) 復(fù)雜，為工程建設(shè)設(shè)計(jì)與研究重要內(nèi)容，目前通水冷卻的監(jiān)控為人工記錄，然后根據(jù)記錄數(shù) 據(jù)進(jìn)行人工調(diào)控。混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)主要有進(jìn)出水溫度和通水流量，進(jìn)出水溫度通常采用玻璃溫 度計(jì)、電子溫度計(jì)直接在水中量測(cè)，這種測(cè)量需人工在現(xiàn)場(chǎng)打開水管進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng) 記錄，也有采用激光紅外測(cè)溫儀進(jìn)行非接觸式測(cè)量，這種測(cè)量方式雖然省事，但由于是測(cè)量 的管壁溫度，與水溫有一定差距，尤其是在日光照射的情況下誤差很大；而通水流量通常采 用移動(dòng)式水表或容積法測(cè)量，這種測(cè)量方式需要在現(xiàn)場(chǎng)打開水管進(jìn)行測(cè)量，也有采用超聲 波流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，這種測(cè)量不需要打開水管，但流量計(jì)的安裝方式以及測(cè)量耦合都會(huì)影 響測(cè)試精度?？傊?，目前的數(shù)據(jù)采集方式為人工測(cè)試和記錄，測(cè)試手段落后，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且測(cè) 量精度受到外界條件影響而發(fā)生波動(dòng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀，能 自動(dòng)識(shí)別冷卻水管的位置信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)混凝土冷卻通水的流量和水溫的信號(hào)進(jìn)行采集和 數(shù)據(jù)傳輸，解決了人工測(cè)試記錄需要耗費(fèi)大量人工、信息反饋慢的缺點(diǎn)，省時(shí)省力且反饋迅 速，能及時(shí)調(diào)整混凝土溫控措施、避免混凝土裂縫，實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整混凝土施工措施、保證工 程質(zhì)量和進(jìn)度。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種混凝土冷卻通水?dāng)?shù) 據(jù)智能采集儀，它由帶藍(lán)牙通信模塊的便攜式數(shù)據(jù)采集器和掌上電腦組成，便攜式數(shù)據(jù)采 集器和掌上電腦之間通過藍(lán)牙通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。便攜式數(shù)據(jù)采集器中，內(nèi)部電路安裝在機(jī)箱內(nèi)，內(nèi)部電路由以下模塊組成，微控制 單元通過輸出電路分別與液晶顯示模塊、按鈕模塊連接；微控制單元通過輸入電路分別與 電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊采集遙測(cè)溫度計(jì)、遙測(cè)流量計(jì)的數(shù)據(jù)信息；微 控制單元通過串口通信模塊與藍(lán)牙通信模塊連接；電源開關(guān)、液晶顯示模塊、按鈕模塊及數(shù) 據(jù)采集模塊安裝在面板上。數(shù)據(jù)采集模塊由面板上的傳感器接頭和連接線組成，面板上的傳感器接頭通過連 接線與遙測(cè)溫度計(jì)、遙測(cè)流量計(jì)連接。微控制單元中帶有的固件程序可實(shí)現(xiàn)對(duì)遙測(cè)流量計(jì)及遙測(cè)溫度計(jì)的數(shù)字信號(hào)進(jìn) 行定時(shí)采集和計(jì)算，并由遙測(cè)溫度計(jì)的內(nèi)置編碼獲得其位置信息。[0009]本實(shí)用新型提供的混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀，由于由掌上電腦和便攜式數(shù) 據(jù)采集器組成得數(shù)據(jù)采集移動(dòng)系統(tǒng)，便攜式數(shù)據(jù)采集器中微控制單元中帶有的固件程序可 遙測(cè)溫度計(jì)的內(nèi)置編碼獲得其位置信息，能自動(dòng)識(shí)別冷卻水管的位置信息，存儲(chǔ)并傳輸安 裝在混凝土中遙測(cè)溫度計(jì)和遙測(cè)流量計(jì)測(cè)得的混凝土冷卻通水的流量和水溫?cái)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采 集方便可靠、實(shí)現(xiàn)了對(duì)混凝土冷卻通水的流量和水溫進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試和數(shù)據(jù)傳輸，解決了人 工測(cè)試記錄需要耗費(fèi)大量人工、信息反饋慢的缺點(diǎn)，省時(shí)省力且反饋迅速，能及時(shí)調(diào)整混凝 土溫控措施、避免混凝土裂縫，實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整混凝土施工措施、保證工程質(zhì)量和進(jìn)度；而且 攜帶非常方便；相比采用“上網(wǎng)本”(采用無線局域網(wǎng))的移動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)閷?shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用的無 線局域網(wǎng)的覆蓋并不穩(wěn)定，經(jīng)常發(fā)生無信號(hào)的情況，采用掌上電腦具有可攜帶性、移動(dòng)性和 實(shí)時(shí)性好的優(yōu)點(diǎn)。便攜式數(shù)據(jù)采集器負(fù)責(zé)連接傳感器、讀取數(shù)據(jù)，并將大部分重復(fù)性操作放置在了 便攜式數(shù)據(jù)采集器的面板上，減少了掌上電腦上的操作，使用更方便。掌上電腦主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和GPRS網(wǎng)絡(luò)的連接，由于采用GPRS網(wǎng)絡(luò)來連接遠(yuǎn)程 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，所以對(duì)采集地域限制較少，除了在隧洞和廊道內(nèi)等隱蔽地點(diǎn)，都可以及時(shí)上傳 數(shù)據(jù)。掌上電腦與便攜式數(shù)據(jù)采集器采用雙向數(shù)據(jù)連接，因此從掌上電腦上或者從便攜式 數(shù)據(jù)采集器上都可以發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸，使用更靈活。利用掌上電腦較強(qiáng)的處理能力，開發(fā)的簡(jiǎn) 單系統(tǒng)管理界面可部分代替PC客戶端的功能。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1是本實(shí)用新型的俯視 圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型微控制單元的電路圖；圖4是本實(shí) 用新型電源模塊的電路圖；圖5是本實(shí)用新型藍(lán)牙通信模塊的電路圖；圖6是本實(shí)用新型 液晶顯示模塊和按鍵模塊接口的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，一種混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀，它由帶藍(lán)牙通信模塊6 的便攜式數(shù)據(jù)采集器7和掌上電腦8組成，便攜式數(shù)據(jù)采集器7和掌上電腦8之間通過藍(lán) 牙通信模塊6進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。便攜式數(shù)據(jù)采集器7中，內(nèi)部電路安裝在機(jī)箱9內(nèi)，內(nèi)部電路由以下模塊組成，微 控制單元3通過輸出電路分別與液晶顯示模塊2、按鈕模塊5連接；微控制單元3的電路圖 如圖3所示，由MCU芯片、傳感器接口、電池電壓采集電路、MCU調(diào)試電路組成。微控制單元3通過輸入電路分別與電源模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊4連接，數(shù)據(jù)采集模 塊4采集遙測(cè)溫度計(jì)、遙測(cè)流量計(jì)的數(shù)據(jù)信息；微控制單元3通過串口通信模塊與藍(lán)牙通信 模塊6連接，藍(lán)牙通信模塊6的電路圖如圖5所示；電源開關(guān)11、液晶顯示模塊2、按鈕模塊 5及數(shù)據(jù)采集模塊4安裝在面板10上。數(shù)據(jù)采集模塊4由面板10上的傳感器接頭和連接線12組成，面板10上的傳感器 接頭通過連接線12與遙測(cè)溫度計(jì)、遙測(cè)流量計(jì)連接。微控制單元3中帶有的固件程序可 現(xiàn)對(duì)遙測(cè)流量計(jì)及遙測(cè)溫度計(jì)的數(shù)字信號(hào) 進(jìn)行定時(shí)采集和計(jì)算，并由遙測(cè)溫度計(jì)的內(nèi)置編碼獲得其位置信息。[0018]電源模塊1采用大容量12V鋰離子充電電池及12V至5V DC-DC變換器組成，電源 模塊1的電路圖如圖4所示。液晶顯示模塊5和按鍵模塊5接口的電路圖如圖6所示。本實(shí)用新型配套采用遙測(cè)溫度計(jì)和遙測(cè)流量計(jì)來監(jiān)測(cè)混凝土冷卻水的溫度與流 量，遙測(cè)溫度計(jì)為單線總線數(shù)字式傳感器，型號(hào)DS18B20 ；遙測(cè)流量計(jì)為葉輪式脈沖信號(hào) 流量傳感器，采集數(shù)據(jù)的精確度高。連接線12 —端為7芯航空插頭連接面板10上的傳感器接頭，另一端為兩個(gè)4芯 的傳感器接口，分別連接遙測(cè)溫度計(jì)和遙測(cè)流量計(jì)。本實(shí)用新型的性能指標(biāo)如下三通道溫度包括進(jìn)水溫度、出水溫度和氣溫準(zhǔn)確 度為0. 50C ；分辨率為0. I0C ；量程為-10°C 85°C。一通道流量準(zhǔn)確度士5% ；分辨率為0. 05m3/h ；量程為0 10m3/h。采集器電池續(xù)航能力》24h,手持PDA電池續(xù)航能力》5h。本實(shí)用新型的操作過程如下1、首先打開掌上電腦8上的運(yùn)行程序在主界面的 “文件菜單”中選擇“登錄遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)”菜單，單擊它顯示登錄界面，登錄成功后返回主界面。2、冷卻水信息調(diào)整單擊“冷卻水調(diào)整”按鈕進(jìn)入“冷卻水調(diào)整信息”界面，單擊菜 單中的“從服務(wù)器下載”，將從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中下載今日需要調(diào)整的冷卻水管信息。這些需要 調(diào)整的冷卻水管信息是由PC客戶端計(jì)算產(chǎn)生。此界面下載這些數(shù)據(jù)可以看到，哪些冷卻水 管的流量需要調(diào)整，以及調(diào)整到多少。下載完畢后即可點(diǎn)擊界面的右上角“0K”按鈕返回主 界面。3、連接便攜式數(shù)據(jù)采集器7 單擊主界面上的“連接設(shè)備”即可與便攜式數(shù)據(jù)采集 器7連接。在連接設(shè)備前必須先打開便攜式數(shù)據(jù)采集器7的電源開關(guān)11 ；掌上電腦8連接 便攜式數(shù)據(jù)采集器7成功后即可收入操作者的口袋中，因?yàn)榻酉聛淼牟僮魅吭诒銛y式數(shù) 據(jù)采集器7上完成。4、連接需采集數(shù)據(jù)的混凝土中的遙測(cè)溫度計(jì)、遙測(cè)流量計(jì)連接線12為2m左右的 接線，一段連接線12 —端的7芯航空插頭連接面板10上的傳感器接頭，并與PDA建立鏈接 后即可開始采集操作；連接線12另一端為兩個(gè)4芯的傳感器接口，分別連接混凝土中的遙 測(cè)溫度計(jì)和遙測(cè)流量計(jì)。5、便攜式數(shù)據(jù)采集器7上的數(shù)據(jù)顯示連線完畢后，按面板10上的“顯示部位”按 鈕，此時(shí)便攜式數(shù)據(jù)采集器7與掌上電腦8交換數(shù)據(jù)，并最終在便攜式數(shù)據(jù)采集器7的液 晶顯示模塊4上顯示；便攜式數(shù)據(jù)采集器7所連接的遙測(cè)溫度計(jì)和遙測(cè)流量計(jì)的安裝位置 (包括壩段號(hào)_倉(cāng)次_冷卻主管序號(hào))，以及冷卻水主管對(duì)應(yīng)的支管數(shù)和今日該處支管所需 要調(diào)整的流量上限和下限值；以上部位等數(shù)據(jù)信息顯示5s鐘自動(dòng)退出，或按“顯示部位”按 鈕退出；退出后等待4s鐘即顯示流量和進(jìn)出水溫度值。注意此時(shí)的流量值為冷卻水支管 的流量，該流量值是實(shí)測(cè)流量值除以支管數(shù)得到的，非常方便。此時(shí)若調(diào)整冷卻水的閥門，則液晶顯示模塊4上顯示的流量值為實(shí)時(shí)流量值。6、上傳數(shù)據(jù)按面板10上的“上傳數(shù)據(jù)”按鈕，即可將便攜式數(shù)據(jù)采集器7的液晶 顯示模塊4上顯示的實(shí)時(shí)值(包括進(jìn)出水溫度、流量和氣溫)上傳至掌上電腦8，掌上電腦8 在成功接受和保存數(shù)據(jù)后會(huì)發(fā)出聲音以提示操作成功；至此，一組混凝土冷卻水主管的數(shù) 據(jù)采集完畢。拔下連接線12的兩個(gè)4芯的傳感器接口，即可開始下一組混凝土冷卻水主管的數(shù)據(jù)采集；所有的冷卻水主管的數(shù)據(jù)采集完畢后，按掌上電腦8采集界面“設(shè)備菜單”中 的上傳數(shù)據(jù)按鈕，即可將全部數(shù)據(jù)一次上傳至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中。
權(quán)利要求一種混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀，其特征在于它由帶藍(lán)牙通信模塊(6)的便攜式數(shù)據(jù)采集器(7)和掌上電腦(8)組成，便攜式數(shù)據(jù)采集器(7)和掌上電腦(8)之間通過藍(lán)牙通信模塊(6)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀，其特征在于便攜式數(shù)據(jù) 采集器⑵中，內(nèi)部電路安裝在機(jī)箱(9)內(nèi)，內(nèi)部電路由以下模塊組成，微控制單元(3)通 過輸出電路分別與液晶顯示模塊(2)、按鈕模塊(5)連接；微控制單元(3)通過輸入電路分 別與電源模塊⑴、數(shù)據(jù)采集模塊⑷連接，數(shù)據(jù)采集模塊⑷采集遙測(cè)溫度計(jì)、遙測(cè)流量計(jì) 的數(shù)據(jù)信息；微控制單元(3)通過串口通信模塊與藍(lán)牙通信模塊(6)連接； 電源開關(guān)(11)、液晶顯示模塊(2)、按鈕模塊(5)及數(shù)據(jù)采集模塊(4)安裝在面板(10)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀，其特征在于數(shù)據(jù)采集模 塊(4)由面板(10)上的傳感器接頭和連接線(12)組成，面板(10)上的傳感器接頭通過連 接線(12)與遙測(cè)溫度計(jì)、遙測(cè)流量計(jì)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀，其特征在于微控制單元 (3)中帶有的固件程序可實(shí)現(xiàn)對(duì)遙測(cè)流量計(jì)及遙測(cè)溫度計(jì)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行定時(shí)采集和計(jì) 算，并由遙測(cè)溫度計(jì)的內(nèi)置編碼獲得其位置信息。
專利摘要一種混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀，它由帶藍(lán)牙通信模塊的便攜式數(shù)據(jù)采集器和掌上電腦組成，便攜式數(shù)據(jù)采集器和掌上電腦之間通過藍(lán)牙通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。本實(shí)用新型提供的混凝土冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)智能采集儀，能自動(dòng)識(shí)別冷卻水管的位置信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)混凝土冷卻通水的流量和水溫的信號(hào)進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)傳輸，解決了人工測(cè)試記錄需要耗費(fèi)大量人工、信息反饋慢的缺點(diǎn)，省時(shí)省力且反饋迅速，能及時(shí)調(diào)整混凝土溫控措施、避免混凝土裂縫，實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整混凝土施工措施、保證工程質(zhì)量和進(jìn)度。
文檔編號(hào)G01K13/02GK201716127SQ20102027971
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者譚愷炎, 陳軍琪 申請(qǐng)人:葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測(cè)有限公司