一種混凝土溫控制裝置設計

李瑞紅 朱嘉琪 全永富

摘要：本研究是基于混凝土養生階段設計的一種溫度測量與溫度調控裝置，可對混凝土的溫度進行實時測量和調控，該裝置可在實驗室內使用，亦可以在道路施工工地使用，工程人員可非常方便對混凝土溫度實時測量和溫度調控，以使路面的混凝土達到最佳的養生溫度。

關鍵詞：混凝土;溫度調控;溫度測量

中圖分類號：TU642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）11-0008-01

0 引言

當前建筑行業測量控制混凝土路面的溫度方法很繁瑣，費時費力。本文設計的便攜持式溫度測控裝置可方便準確的測量與調控混凝土路面的溫度值并顯示出來，可以更好的促進道路養生。一些重要道路養生階段的溫度控制在國內外應用十分重要，特別在局部路段晝夜溫差大的地區，國內一直是沿用自然溫度養生的方法，這種方法減少了人為干預，但降低了道路使用壽命。更重要的是，不能保證一些重要路段短時就能夠使用。隨著建筑工程要求的提高，道路養生階段不斷增加了人為干預程度。本設計裝置就是采用一種控制器對道路養生階段的溫度進行人為干預，使道路養生溫度達到最佳狀態。

1 溫控裝置設計過程

1.1 溫度測控裝置的傳感器選擇

溫度測控裝置使用PT100防水型溫度傳感器，PT100溫度傳感器還具有抗振動、穩定性好、準確度高、耐高壓等優點，PT100溫度傳感器為正溫度系數熱電阻傳感器，其阻值隨溫度增加而增加。通常將PT100放在電橋的橋臂上，溫度變化時，熱電阻兩端的電壓信號被送到儀器放大器LM358的輸入端，經過儀器放大器放大后的電壓輸出送給單片機的A/D轉換接口，從而把熱電阻的阻值轉換成數字量。

1.2 溫度測控裝置的控制器和顯示裝置選擇與設計

溫度測控裝置的控制器選STC12C5A60S2，顯示部分選用LCD1602液晶顯示，屏幕可顯示PT100編號和相應編號所測量的濕值。P1口是單片機的A/D接口，P1接口通過放大器連接8個PT100傳感器。單片機P0口與LCD1602的數據接口連接。

1.3 電源及功能按鍵電路設計

溫度測控裝置電源轉換可通過5V電源適配器，供給控制板和傳感器供電，電路如圖1所示。溫度測量功能按鍵有3個，分別為溫度閾值設置按鍵，測量開始按鍵和溫度測量值保持按鍵，控制按鍵電路如圖2所示。

1.4 報警電路及電加熱設計

此部分電路功能為若8個Pt100任何一個測量的值高于或低于事先設定的閾值，則電路驅動蜂鳴器進行報警，并在液晶屏上顯示出現溫度異常的PT100的編號，提示工作人員傳感器監測的溫度出現異常，報警電路如圖3所示，加熱電路由繼電器構成，通過繼電器分別外接加熱毯，即可對加熱對象進行加熱，加熱電路如圖4所示。

2 溫控裝置設計要求

本設計用混凝土溫度的實時檢測和控制，通過對單片機編程設定混凝土的上下限溫度，若采集的溫度信號超出范圍則自動報警，并進行自動加熱或冷卻處理，直至將溫度限制在要求范圍之內，對溫度的檢測和控制精度要求較高。本設計裝置采用Pt100溫度傳感器。設計要求如下：

（1）系統設定溫度控制范圍在5℃-60℃可調;

（2）溫控精度檢測誤差在±0.5℃;

（3）溫度值動態實時顯示;

（4）蜂鳴器報警功能;

（5）溫度超出范圍時自動加熱。

本設計最終實現混凝土溫度監測與自動控制裝置，以STC12C5 A60S2單片機為核心，利用Pt100溫度傳感器作為溫度檢測元件采集溫度信號，經模數轉換由單片機實現LCD1602動態顯示。通過編程設定混泥土最佳溫度范圍在5℃-60℃可調，如果溫度不在規定范圍內，則蜂鳴器報警，自動加熱或者自然冷卻。

參考文獻

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