[发明专利]多通道在线式混凝土冷却通水数据自动采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多通道在线式混凝土冷却通水数据自动采集装置，用于混凝土冷却通水的水温、混凝土温度和流量的自动采集和传输，可实现冷却通水数据的自动实时监测。

背景技术

水电工程大体积混凝土的通水冷却降温，是解决水电工程大坝混凝土水化热引起的温度应力和达到设计要求的封拱灌浆温度必须采取的技术措施。水电工程通水冷却技术复杂，为工程建设设计与研究重要内容。目前通水冷却的监测主要有两种方式，一种是全手动工记录方式，另一种是半自动的采集装置。 

混凝土冷却通水数据主要有进出水温度和通水流量，进出水温度通常采用玻璃温度计、电子温度计直接在水中量测，这种测量需人工在现场打开水管进行测量，并进行现场记录，也有采用激光红外测温仪进行非接触式测量，这种测量方式虽然省事，但由于是测量的管壁温度，与水温有一定差距，尤其是在日光照射的情况下误差很大；而通水流量通常采用移动式水表或容积法测量，这种测量方式需要在现场打开水管进行测量，也有采用超声波流量计进行测量，这种测量不需要打开水管，但流量计的安装方式以及测量耦合都会影响测试精度。总之，目前人工测试和记录数据的采集方式，测试手段落后，费工费时，且测量精度受到外界条件影响而发生波动。另外，目前有极少部分水电工程中采用了半自动采集装置，他们在数据的采集和处理方面实现了半自动化，即数据的记录和传送不需要人工干预，采集的数据准确性也有很大的提高，但是其仍然采用了点对点的采集方法，没有将传感器连接成网络，采集过程需要人工携带采集仪到现场进行逐组采集，因此数据采集过程仍然存在较大延迟，不能达到较高的实时监测效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种多通道在线式混凝土冷却通水数据自动采集装置，对混凝土冷却通水的流量和水温进行在线实时采集和传输，解决人工采集记录需要耗费大量人工、信息反馈慢的缺点，达到省时省力且反馈迅速，能及时反映大坝整体冷却通水的状态，为制定混凝土温控措施提供有力依据，避免混凝土裂缝、保证工程质量和进度。

本发明的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：一种多通道在线式混凝土冷却通水数据自动采集装置，包括电源模块，温度采集模块，数据采集模块，主控模块，接线端子板；电源模块连接温度采集模块、主控模块、数据采集模块；主控模块连接温度采集模块、数据采集模块；所述主控模块设有以太网接口模块。

以太网接口模块连接WIFI模块。

所述温度采集模块、数据采集模块设有完整的命令集，并通过RS-232与主控模块连接。所述主控模块设有内置数据存储装置。

所述温度采集模块为多路单总线温度采集模块，所述温度采集模块中每三个单总线测温元件组成一测温单元，其中第一测温元件监测冷却通水进口水温，第二测温元件监测大坝坝体温度，第二测温元件监测冷却通水出口水温。

所述数据采集模块为多路流量数据采集模块，分为前后两数据采集部分，每路流量数据采集单元均设有独立的CPU，每32路组成一个电路板。

所述电源模块、温度采集模块、数据采集模块均设有指示灯。

所述以太网接口模块采用服务器模式和TCP传输协议。

所述采集装置设有铝合金机壳。

本发明一种多通道在线式混凝土冷却通水数据自动采集装置，有益效果如下：

解决了超大规模的传感器联网问题，现场需要联网的传感器通道数可达4000个，每通道包含了进水温度、出水温度、混凝土温度和流量。实现了设备的安全和可靠性，具有较长的无故障工作时间。同时能适应严酷环境，如：现场存在振动、碰撞、水淋、电磁干扰严重、市电电压波动大等情况。

本发明装置采用铝合金高强防水机壳设计，全电磁屏蔽，抗电磁干扰能力强。电路板插卡设计，安装较牢靠。在每个单独功能模块中采用了定时自检和硬件看门狗电路来增强模块的可靠性。所有传感器接口进行防雷处理。装置采用TCP服务器模式，增加传输的可靠性，可在上位机主动发起连接，实现自动重连接等功能。

所述以太网接口模块连接WIFI模块，可通过以太网或WIFI两种方式传输数据。

主控模块通过RS-232与温度采集模块、数据采集模块连接，非常容易使用计算机来连接和调试，容易对各个模块分别调试，有利与开发。

主控模块设有内置数据存储装置，可循环存储最近多次的数据。