专利名称：混凝土冷却通水数据智能采集仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据采集装置，尤其是一种用于混凝土冷却通水的水温和流 量数据的采集和传输的混凝土冷却通水数据智能采集仪。
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，目前通水冷却的监控为人工记录，然后根据记录数 据进行人工调控。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，目前的数据采集方式为人工测试和记录，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。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种混凝土冷却通水数据智能采集仪，能 自动识别冷却水管的位置信息，实现了对混凝土冷却通水的流量和水温的信号进行采集和 数据传输，解决了人工测试记录需要耗费大量人工、信息反馈慢的缺点，省时省力且反馈迅 速，能及时调整混凝土温控措施、避免混凝土裂缝，实现及时调整混凝土施工措施、保证工 程质量和进度。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种混凝土冷却通水数 据智能采集仪，它由带蓝牙通信模块的便携式数据采集器和掌上电脑组成，便携式数据采 集器和掌上电脑之间通过蓝牙通信模块进行数据连接。便携式数据采集器中，内部电路安装在机箱内，内部电路由以下模块组成，微控制 单元通过输出电路分别与液晶显示模块、按钮模块连接；微控制单元通过输入电路分别与 电源模块、数据采集模块连接，数据采集模块采集遥测温度计、遥测流量计的数据信息；微 控制单元通过串口通信模块与蓝牙通信模块连接；电源开关、液晶显示模块、按钮模块及数 据采集模块安装在面板上。数据采集模块由面板上的传感器接头和连接线组成，面板上的传感器接头通过连 接线与遥测温度计、遥测流量计连接。微控制单元中带有的固件程序可实现对遥测流量计及遥测温度计的数字信号进 行定时采集和计算，并由遥测温度计的内置编码获得其位置信息。[0009]本实用新型提供的混凝土冷却通水数据智能采集仪，由于由掌上电脑和便携式数 据采集器组成得数据采集移动系统，便携式数据采集器中微控制单元中带有的固件程序可 遥测温度计的内置编码获得其位置信息，能自动识别冷却水管的位置信息，存储并传输安 装在混凝土中遥测温度计和遥测流量计测得的混凝土冷却通水的流量和水温数据，数据采 集方便可靠、实现了对混凝土冷却通水的流量和水温进行自动测试和数据传输，解决了人 工测试记录需要耗费大量人工、信息反馈慢的缺点，省时省力且反馈迅速，能及时调整混凝 土温控措施、避免混凝土裂缝，实现及时调整混凝土施工措施、保证工程质量和进度；而且 携带非常方便；相比采用“上网本”(采用无线局域网)的移动系统，因为实际现场使用的无 线局域网的覆盖并不稳定，经常发生无信号的情况，采用掌上电脑具有可携带性、移动性和 实时性好的优点。便携式数据采集器负责连接传感器、读取数据，并将大部分重复性操作放置在了 便携式数据采集器的面板上，减少了掌上电脑上的操作，使用更方便。掌上电脑主要负责数据存储和GPRS网络的连接，由于采用GPRS网络来连接远程 后台数据库，所以对采集地域限制较少，除了在隧洞和廊道内等隐蔽地点，都可以及时上传 数据。掌上电脑与便携式数据采集器采用双向数据连接，因此从掌上电脑上或者从便携式 数据采集器上都可以发起数据传输，使用更灵活。利用掌上电脑较强的处理能力，开发的简 单系统管理界面可部分代替PC客户端的功能。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明

图1是本实用新型的俯视 图；图2是本实用新型的电路原理图；图3是本实用新型微控制单元的电路图；图4是本实 用新型电源模块的电路图；图5是本实用新型蓝牙通信模块的电路图；图6是本实用新型 液晶显示模块和按键模块接口的电路图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种混凝土冷却通水数据智能采集仪，它由带蓝牙通信模块6 的便携式数据采集器7和掌上电脑8组成，便携式数据采集器7和掌上电脑8之间通过蓝 牙通信模块6进行数据连接。便携式数据采集器7中，内部电路安装在机箱9内，内部电路由以下模块组成，微 控制单元3通过输出电路分别与液晶显示模块2、按钮模块5连接；微控制单元3的电路图 如图3所示，由MCU芯片、传感器接口、电池电压采集电路、MCU调试电路组成。微控制单元3通过输入电路分别与电源模块1、数据采集模块4连接，数据采集模 块4采集遥测温度计、遥测流量计的数据信息；微控制单元3通过串口通信模块与蓝牙通信 模块6连接，蓝牙通信模块6的电路图如图5所示；电源开关11、液晶显示模块2、按钮模块 5及数据采集模块4安装在面板10上。数据采集模块4由面板10上的传感器接头和连接线12组成，面板10上的传感器 接头通过连接线12与遥测温度计、遥测流量计连接。微控制单元3中带有的固件程序可 现对遥测流量计及遥测温度计的数字信号 进行定时采集和计算，并由遥测温度计的内置编码获得其位置信息。[0018]电源模块1采用大容量12V锂离子充电电池及12V至5V DC-DC变换器组成，电源 模块1的电路图如图4所示。液晶显示模块5和按键模块5接口的电路图如图6所示。本实用新型配套采用遥测温度计和遥测流量计来监测混凝土冷却水的温度与流 量，遥测温度计为单线总线数字式传感器，型号DS18B20 ；遥测流量计为叶轮式脉冲信号 流量传感器，采集数据的精确度高。连接线12 —端为7芯航空插头连接面板10上的传感器接头，另一端为两个4芯 的传感器接口，分别连接遥测温度计和遥测流量计。本实用新型的性能指标如下三通道温度包括进水温度、出水温度和气温准确 度为0. 50C ；分辨率为0. I0C ；量程为-10°C 85°C。一通道流量准确度士5% ；分辨率为0. 05m3/h ；量程为0 10m3/h。采集器电池续航能力》24h,手持PDA电池续航能力》5h。本实用新型的操作过程如下1、首先打开掌上电脑8上的运行程序在主界面的 “文件菜单”中选择“登录远程数据库”菜单，单击它显示登录界面，登录成功后返回主界面。2、冷却水信息调整单击“冷却水调整”按钮进入“冷却水调整信息”界面，单击菜 单中的“从服务器下载”，将从远程数据库中下载今日需要调整的冷却水管信息。这些需要 调整的冷却水管信息是由PC客户端计算产生。此界面下载这些数据可以看到，哪些冷却水 管的流量需要调整，以及调整到多少。下载完毕后即可点击界面的右上角“0K”按钮返回主 界面。3、连接便携式数据采集器7 单击主界面上的“连接设备”即可与便携式数据采集 器7连接。在连接设备前必须先打开便携式数据采集器7的电源开关11 ；掌上电脑8连接 便携式数据采集器7成功后即可收入操作者的口袋中，因为接下来的操作全部在便携式数 据采集器7上完成。4、连接需采集数据的混凝土中的遥测温度计、遥测流量计连接线12为2m左右的 接线，一段连接线12 —端的7芯航空插头连接面板10上的传感器接头，并与PDA建立链接 后即可开始采集操作；连接线12另一端为两个4芯的传感器接口，分别连接混凝土中的遥 测温度计和遥测流量计。5、便携式数据采集器7上的数据显示连线完毕后，按面板10上的“显示部位”按 钮，此时便携式数据采集器7与掌上电脑8交换数据，并最终在便携式数据采集器7的液 晶显示模块4上显示；便携式数据采集器7所连接的遥测温度计和遥测流量计的安装位置 (包括坝段号_仓次_冷却主管序号)，以及冷却水主管对应的支管数和今日该处支管所需 要调整的流量上限和下限值；以上部位等数据信息显示5s钟自动退出，或按“显示部位”按 钮退出；退出后等待4s钟即显示流量和进出水温度值。注意此时的流量值为冷却水支管 的流量，该流量值是实测流量值除以支管数得到的，非常方便。此时若调整冷却水的阀门，则液晶显示模块4上显示的流量值为实时流量值。6、上传数据按面板10上的“上传数据”按钮，即可将便携式数据采集器7的液晶 显示模块4上显示的实时值(包括进出水温度、流量和气温)上传至掌上电脑8，掌上电脑8 在成功接受和保存数据后会发出声音以提示操作成功；至此，一组混凝土冷却水主管的数 据采集完毕。拔下连接线12的两个4芯的传感器接口，即可开始下一组混凝土冷却水主管的数据采集；所有的冷却水主管的数据采集完毕后，按掌上电脑8采集界面“设备菜单”中 的上传数据按钮，即可将全部数据一次上传至远程数据库中。
权利要求一种混凝土冷却通水数据智能采集仪，其特征在于它由带蓝牙通信模块(6)的便携式数据采集器(7)和掌上电脑(8)组成，便携式数据采集器(7)和掌上电脑(8)之间通过蓝牙通信模块(6)进行数据连接。
2.根据权利要求1所述的混凝土冷却通水数据智能采集仪，其特征在于便携式数据 采集器⑵中，内部电路安装在机箱(9)内，内部电路由以下模块组成，微控制单元(3)通 过输出电路分别与液晶显示模块(2)、按钮模块(5)连接；微控制单元(3)通过输入电路分 别与电源模块⑴、数据采集模块⑷连接，数据采集模块⑷采集遥测温度计、遥测流量计 的数据信息；微控制单元(3)通过串口通信模块与蓝牙通信模块(6)连接； 电源开关(11)、液晶显示模块(2)、按钮模块(5)及数据采集模块(4)安装在面板(10)上。
3.根据权利要求2所述的混凝土冷却通水数据智能采集仪，其特征在于数据采集模 块(4)由面板(10)上的传感器接头和连接线(12)组成，面板(10)上的传感器接头通过连 接线(12)与遥测温度计、遥测流量计连接。
4.根据权利要求2所述的混凝土冷却通水数据智能采集仪，其特征在于微控制单元 (3)中带有的固件程序可实现对遥测流量计及遥测温度计的数字信号进行定时采集和计 算，并由遥测温度计的内置编码获得其位置信息。
专利摘要一种混凝土冷却通水数据智能采集仪，它由带蓝牙通信模块的便携式数据采集器和掌上电脑组成，便携式数据采集器和掌上电脑之间通过蓝牙通信模块进行数据连接。本实用新型提供的混凝土冷却通水数据智能采集仪，能自动识别冷却水管的位置信息，实现了对混凝土冷却通水的流量和水温的信号进行采集和数据传输，解决了人工测试记录需要耗费大量人工、信息反馈慢的缺点，省时省力且反馈迅速，能及时调整混凝土温控措施、避免混凝土裂缝，实现及时调整混凝土施工措施、保证工程质量和进度。
文档编号G01K13/02GK201716127SQ20102027971
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者谭恺炎, 陈军琪 申请人:葛洲坝集团试验检测有限公司