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摘要：通過對現(xiàn)有混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室存在問題進(jìn)行研究分析，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫濕度智能化監(jiān)控系統(tǒng)，從而達(dá)到滿足的最新標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際應(yīng)用的要求。...

混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張 陽

（陜西省建筑科學(xué)研究院 710082 西安）

    房屋建筑工程中混凝土試件必須在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室里進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后才能送檢，其強(qiáng)度值作為混凝土工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定的重要依據(jù)。經(jīng)試驗(yàn)證明，溫度和濕度是對混凝土試件強(qiáng)度發(fā)展起決定作用的兩大因素，溫濕度偏差越小，強(qiáng)度值數(shù)據(jù)的可比性就越好。國家建設(shè)部與質(zhì)監(jiān)局頒布的最新標(biāo)準(zhǔn)為與ISO試驗(yàn)方法一致，對標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)的溫濕度控制提出了更嚴(yán)格的要求。市面上現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)室控制儀因測點(diǎn)單一化，監(jiān)測精度不高，數(shù)據(jù)記錄不規(guī)范，無法根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和空間大小做到立體化溫濕度監(jiān)測，更難以做到準(zhǔn)確地、智能化地控制加熱和增濕設(shè)備進(jìn)行溫濕度補(bǔ)償從而達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室恒溫恒濕狀態(tài)。本文擬對現(xiàn)有混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室存在問題及如何實(shí)現(xiàn)溫濕度智能化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，以滿足最新標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際要求。

1、現(xiàn)有混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室監(jiān)控設(shè)備現(xiàn)狀及存在問題

    根據(jù)要求房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程以及混凝土生產(chǎn)企業(yè)都須在施工、生產(chǎn)現(xiàn)場建立標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室。但現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室卻存在許多問題, 主要在溫濕度監(jiān)控方面。其原因是由于養(yǎng)護(hù)室面積較大，也無法做到全封閉，室內(nèi)各空間區(qū)域的溫度和濕度是不一致的，而現(xiàn)有養(yǎng)護(hù)室設(shè)備僅單一地監(jiān)測一組溫濕度數(shù)值。當(dāng)設(shè)備進(jìn)行加熱增濕時(shí)：一是現(xiàn)有控制器顯示的溫濕度不能真正反應(yīng)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)部的溫濕度變化，也無法準(zhǔn)確地反應(yīng)空間各層面和區(qū)域溫濕度變化過程，不能做到智能化地進(jìn)行加熱和加濕量化補(bǔ)償控制；二是在養(yǎng)護(hù)過程中，容易受到外界環(huán)境干擾和自身熱濕控制不均衡等因素影響，不能科學(xué)地保證所養(yǎng)護(hù)試件的質(zhì)量；三是在養(yǎng)護(hù)室科學(xué)管理方面，難以保證工作人員規(guī)范操作，也難以保證時(shí)限內(nèi)溫濕度穩(wěn)定。

2、混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    2.1 功能設(shè)計(jì)

    1.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室不同空間大小，能夠?qū)κ覂?nèi)進(jìn)行立體化多點(diǎn)測量，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)室溫度和濕度數(shù)據(jù)多路實(shí)時(shí)采集，并能直觀顯示在液晶屏上。

    2.設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室需控制的溫度和濕度上下限值，根據(jù)實(shí)時(shí)采集的溫濕度數(shù)據(jù)和設(shè)定的溫濕度上下限值進(jìn)行計(jì)算。遇超溫濕度上下限值情況時(shí)能報(bào)警提示并智能控制空調(diào)出風(fēng)口和增濕設(shè)備的噴淋口進(jìn)行溫度或濕度補(bǔ)償，以滿足標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室的溫濕度控制在要求的范圍內(nèi)。

    3. 設(shè)定時(shí)間周期，能自動(dòng)記錄各采集點(diǎn)的溫度、濕度及時(shí)間，并將已記錄的溫度和濕度數(shù)據(jù)繪制成監(jiān)測變化曲線，提供數(shù)據(jù)歷史查詢功能和自動(dòng)生成記錄報(bào)告，也能保存至用戶指定的外部移動(dòng)存儲(chǔ)器上，便于用戶數(shù)據(jù)分析和報(bào)告打印。

    2.2 硬件組成

    系統(tǒng)按模塊設(shè)計(jì)，可分為溫濕度測量模塊、溫度調(diào)控模塊、濕度調(diào)控模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示模塊、PC機(jī)通信模塊（硬件模塊組成見圖1）。主要硬件以低能耗單片機(jī)為控制核心，針對混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室的實(shí)驗(yàn)環(huán)境特點(diǎn)，采用防水型高精度數(shù)字式溫濕度一體傳感器SHT10、STC89C52單片機(jī)、LCD12864液晶顯示器，結(jié)合智能溫濕度傳感器單總線技術(shù)、單片機(jī)和上位機(jī)通信的MODBUS RTU協(xié)議等，保證長期使用的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)通信采集的準(zhǔn)確性、可靠性。

    2.3 工作流程

    該系統(tǒng)可完成溫濕度數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示、控制以及與上位機(jī)PC計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。溫濕度數(shù)據(jù)采集通過基于485單總線的數(shù)字溫濕度傳感器來完成。采集數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理后，對每個(gè)采集點(diǎn)通過LCD12864模塊實(shí)時(shí)顯示，如遇超過設(shè)置溫濕度上下限值，單片機(jī)能智能控制加熱與增濕器的啟動(dòng)和停止，使混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室保持在設(shè)定的溫濕度狀態(tài)。單片機(jī)不斷將采集到的數(shù)據(jù)通過RS232傳送給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)完成各溫濕度值、日期和時(shí)間的存儲(chǔ)及繪制數(shù)據(jù)曲線圖和打印，以便實(shí)驗(yàn)人員對溫濕度值的變化規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

    2.4 溫濕度監(jiān)測布點(diǎn)和溫濕度設(shè)備工作點(diǎn)安裝應(yīng)用

    混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫濕度智能監(jiān)控儀應(yīng)放置在養(yǎng)護(hù)室外面和方便實(shí)驗(yàn)人員觀察操作處，并根據(jù)養(yǎng)護(hù)室空間大小，選用功率不同的空調(diào)和加濕器。現(xiàn)以20至40平方的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室為例，以圖2所示將室內(nèi)平面空間初步劃分為編號為I～IV的四個(gè)區(qū)域， abcde處為放置溫濕度一體傳感器，ABCD處安裝空調(diào)設(shè)備出風(fēng)口，12345處安裝增濕設(shè)備的噴淋點(diǎn)。

3、結(jié)語

    實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)��?biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室的溫度控制在20±2℃，相對濕度控制在≥95%以上，完全滿足國家規(guī)范的要求。該系統(tǒng)取得很好的效果，與現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)室控制器相比，其優(yōu)點(diǎn)突出表現(xiàn)在：做到了溫濕度監(jiān)測準(zhǔn)確和各個(gè)區(qū)域溫濕度能均勻控制。特別是多方位布點(diǎn)監(jiān)測和多個(gè)加熱增濕工作點(diǎn)，做到了智能量化溫濕度補(bǔ)償，保證了養(yǎng)護(hù)室內(nèi)各個(gè)角落都有充足的飽和水氣，室內(nèi)上下部溫差小，分散均勻，節(jié)約水電能耗消耗，并減少了人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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