申请/专利权人：中铁十一局集团有限公司;石家庄铁道大学;中铁十一局集团第一工程有限公司

申请日：2018-11-26

公开（公告）日：2020-05-26

公开（公告）号：CN109540336B

主分类号：G01K13/00(20060101)

分类号：G01K13/00(20060101);G01K1/02(20060101);G06K17/00(20060101);G08C17/02(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.05.26#授权;2019.04.23#实质审查的生效;2019.03.29#公开

摘要：本发明提供了大体积混凝土内部温度测量系统及方法，该系统包括：多个温度电子标签、泄露电缆、阅读器、通信接口与控制器；每个所述温度电子标签埋设在混凝土内部对应的测温点，用于采集所述测温点的温度信息，并将包含位置信息和温度信息的射频信号发射给泄漏电缆；泄露电缆埋设在混凝土内部，用于将射频信号发送给阅读器；阅读器，通过通信接口与控制器连接，用于接收并解调射频信号，得到数据信息，并将数据信息发送给控制器，数据信息包括位置信息和温度信息；还用于通过泄露电缆向温度电子标签发送电磁波，为温度电子标签供电。本发明提供的大体积混凝土内部温度测量系统及方法，能够降低成本，减少布线工作量，简化施工过程中混凝土内部温度测量过程。

主权项：1.大体积混凝土内部温度测量系统，其特征在于，包括：多个温度电子标签、泄漏电缆、阅读器、通信接口与控制器；每个所述温度电子标签埋设在混凝土内部对应的测温点，用于采集所述测温点的温度信息，并将包含所述温度电子标签的位置信息和所述温度信息的射频信号发射给所述泄漏电缆；所述泄漏电缆埋设在混凝土内部，用于将所述射频信号发送给所述阅读器；所述阅读器，通过所述通信接口与所述控制器连接，用于接收并解调所述射频信号，得到数据信息，并将所述数据信息发送给所述控制器，所述数据信息包括所述位置信息和所述温度信息；还用于通过所述泄漏电缆向所述温度电子标签发送电磁波，为所述温度电子标签供电；其中，所述温度电子标签包括：天线、温度传感器、射频接口和处理器；所述射频接口包括：调制器、解调器与电压调节器。

全文数据：大体积混凝土内部温度测量系统及方法技术领域本发明属于温度测量技术领域，更具体地说，是涉及大体积混凝土内部温度测量系统及方法。背景技术现代建筑结构时常涉及到大体积混凝土施工，如特大桥承台基础、大型设备基础、水利大坝等。承台是典型大体积混凝土结构，其整体性好，但不利于混凝土内部的热量散发，混凝土在硬化期间水泥水化热产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用而产生的温度应力和收缩应力是导致钢筋混凝土结构出现裂缝的主要原因，从而影响混凝土构件质量，所以在工程施工中，必须采取一系列的措施防止大体积混凝土构件温度应力裂缝的产生。目前，大体积混凝土内部的温度测量方法通常采用预埋测温元件，将引线引出混凝土外部进行读取数据的有线方式。该方式由于混凝土体积大、测温点较多，造成布线工作量大及施工不便的问题。发明内容本发明的目的在于提供大体积混凝土内部温度测量系统及方法，旨在解决现有技术中测温系统布线工作量大及施工不便的问题。本发明实施例的第一方面提供大体积混凝土内部温度测量系统，包括：多个温度电子标签、泄露电缆、阅读器、通信接口与控制器；每个所述温度电子标签埋设在混凝土内部对应的测温点，用于采集所述测温点的温度信息，并将包含所述温度电子标签的位置信息和所述温度信息的射频信号发射给所述泄漏电缆；所述泄露电缆埋设在混凝土内部，用于将所述射频信号发送给所述阅读器；所述阅读器，通过所述通信接口与所述控制器连接，用于接收并解调所述射频信号，得到数据信息，并将所述数据信息发送给所述控制器，所述数据信息包括所述位置信息和所述温度信息；还用于通过所述泄露电缆向所述温度电子标签发送电磁波，为所述温度电子标签供电。进一步地，所述温度电子标签包括：天线、温度传感器、射频接口和处理器；所述天线通过所述射频接口与所述处理器连接；所述温度传感器与所述处理器连接；所述处理器，用于存储所述位置信息，以及对所述位置信息和所述温度信息进行编码。进一步地，所述阅读器包括：接收模块、发送模块与读写模块；所述接收模块，用于接收并解调所述射频信号，得到所述数据信息，并将所述数据信息发送给所述读写模块；所述读写模块，用于接收所述数据信息，并对所述数据信息进行解码后发送给所述控制器，还用于接收所述控制器发送的控制信号，并对所述控制信号进行编码后发送给所述发送模块；所述发送模块，用于接收经过编码后的所述控制信号，并对经过编码后的所述控制信号进行调制放大，并将经过调制放大后的所述控制信号发送给所述温度电子标签；还用于通过所述泄露电缆向所述温度电子标签发送电磁波，为所述温度电子标签供电；所述温度电子标签，用于根据所述控制信号发送所述射频信号。进一步地，所述发送模块包括发送功率放大器；所述控制器，还用于根据所述数据信息生成功放调节信号，并将所述功放调节信号发送给所述发送功率放大器；所述发送功率放大器，用于根据所述功放调节信号调整输出功率。进一步地，所述控制器，还具体用于判断连续未接收到温度电子标签发送的所述数据信息的次数是否超过预定次数，若超过预定次数，则生成功放调节信号并发送给所述发送功率放大器；所述发送功率放大器，用于根据所述功放调节信号增大放大倍数。是不是前后一致改为上面标注红字部分进一步地，所述泄露电缆设置有多个泄露孔；所述泄露电缆通过所述泄露孔与所述温度电子标签进行通信。进一步地，所述温度电子标签与设置的所述泄露电缆之间的距离小于等于预设距离。进一步地，所述的大体积混凝土内部温度测量系统还包括馈线；所述泄露电缆通过所述馈线与所述阅读器连接。进一步地，所述通信接口的类型为RS485。本发明实施例的第二方面提供了大体积混凝土内部温度测量方法，包括：通过埋设在混凝土内部每个测温点的对应的温度电子标签，采集所述测温点的温度信息，并将包含所述温度电子标签的位置信息和所述温度信息的射频信号发射给所述泄漏电缆；通过埋设在混凝土内部的泄露电缆，将所述射频信号发送给阅读器；通过所述阅读器，接收并解调所述射频信号，得到数据信息，并将所述数据信息发送给所述控制器，所述数据信息包括所述位置信息和所述温度信息；并且通过所述泄露电缆向所述温度电子标签发送电磁波，为所述温度电子标签供电。本发明实施例提供的大体积混凝土内部温度测量系统及方法与现有技术相比存在的有益效果在于：该系统，通过将多个温度电子标签分别埋设在大体积混凝土内部的各个测温点，采集温度信息，并且阅读器通过泄露电缆实现与温度电子标签的无线通信，将所述温度信息发送给控制器，能够降低成本，减少布线工作量，简化施工过程中混凝土内部温度测量过程。附图说明图1为本发明一个实施例提供的大体积混凝土内部温度测量系统的结构示意图；图2为本发明又一实施例提供的电子标签的结构框图；图3为本发明再一实施例提供的阅读器的结构框图；图4为本发明一个实施例提供的大体积混凝土内部温度测量方法的流程示意图。附图标记：温度电子标签10，阅读器20，控制器30，泄露电缆40，天线11，射频接口12，处理器13，温度传感器14，接收模块21，发送模块22，读写模块23。具体实施方式为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。具体实施例：参见图1，图1为本发明实施例提供的大体积混凝土内部温度测量系统的结构示意图，该系统包括：多个温度电子标签10、泄露电缆40、阅读器20、通信接口与控制器30。每个所述温度电子标签10埋设在混凝土内部对应的测温点，用于采集所述测温点的温度信息，并将包含所述温度电子标签的位置信息和所述温度信息的射频信号发射给所述泄露电缆40。所述泄露电缆40埋设在混凝土内部，用于将所述射频信号发送给所述阅读器20。所述阅读器20，通过所述通信接口与所述控制器30连接，用于接收并解调所述射频信号，得到数据信息，并将所述数据信息发送给所述控制器30，所述数据信息包括所述位置信息和所述温度信息；还用于通过所述泄露电缆40向所述温度电子标签10发送电磁波，为所述温度电子标签10供电。所述的大体积混凝土内部温度测量系统的工作过程为：先敷设泄露电缆40，将泄露电缆40的泄露孔设置在大体积混凝土测量点的预设距离内，将温度电子标签10埋设在测量点，每个测量点设置一个温度电子标签10，温度电子标签10与泄露孔的间距可以设为小于等于5厘米的任意值。所述泄露电缆40与所述阅读器20固定连接。阅读器20与控制器30通过通信接口固定连接。测试时，阅读器20通过泄露电缆40向温度电子标签10发射电磁波，为每个温度电子标签10提供电能，阅读器20通过泄露电缆40接收各个测量位置处RFID电子标签发送的射频信号，并将所述射频信号进行解调后发送给控制器30。本发明实施例提供的大体积混凝土内部温度测量系统通过将多个温度电子标签10分别埋设在大体积混凝土内部的各个测温点，采集温度信息，并且阅读器20通过泄露电缆40实现与温度电子标签10的无线通信，将所述温度信息发送给控制器30，能够降低成本，减少布线工作量，简化施工过程中混凝土内部温度测量过程。通过将温度电子标签10与所述泄露电缆40的距离控制在5厘米以内，能够保证温度电子标签10与泄露电缆40的通讯距离，提高信号在泄露电缆40中的传输效率与质量。参见图2，图2为本发明又一实施例提供的温度电子标签10的结构框图，所述温度电子标签10包括：天线、温度传感器14、射频接口12和处理器13；所述天线通过所述射频接口12与所述处理器13连接；所述温度传感器14与所述处理器13连接；所述处理器13，用于存储所述位置信息，以及对所述位置信息和所述温度信息进行编码。所述射频接口12可以包括：调制器、解调器与电压调节器；所述处理器13可以包括：微处理器和存储器。可选地，所述位置编号信息可以为温度电子标签10所在测温点的位置信息或测温点的编号信息。可选地，所述泄露电缆40设置有多个泄露孔；所述泄露电缆40通过所述泄露孔与所述温度电子标签10进行通信。可选地，所述温度电子标签10与设置的所述泄露电缆40之间的距离小于等于预设距离。使泄露电缆40与温度电子标签10保持在感应距离之内，避免能量的损耗，保证证通信顺畅，所述预设距离可以为小于等于5厘米的任意值。可选地，所述的大体积混凝土内部温度测量系统还包括馈线；所述泄露电缆40通过所述馈线与所述阅读器20连接。通过设置所述馈线，能够防止泄露电缆40对所述阅读器20内部电路造成干扰。可选地，所述通信接口的类型为RS485。参见图3，图3为本发明再一实施例提供的阅读器20的结构框图，所述阅读器20包括：接收模块21、发送模块22与读写模块23。所述接收模块21，用于接收并解调所述射频信号，得到所述数据信息，并将所述数据信息发送给所述读写模块23。所述读写模块23，用于接收所述数据信息，并对所述数据信息进行解码后发送给所述控制器30，还用于接收所述控制器30发送的控制信号，并对所述控制信号进行编码后发送给所述发送模块22。所述发送模块22，用于接收经过编码后的所述控制信号，并对经过编码后的所述控制信号进行调制放大，并将经过调制放大后的所述控制信号发送给所述温度电子标签10；还用于通过所述泄露电缆40向所述温度电子标签10发送电磁波，为所述温度电子标签10供电。所述温度电子标签10，用于根据所述控制信号发送所述射频信号。可选地，所述接收模块21可以包括：滤波器、接收功率放大器与解调模块；所述发送模块22可以包括：振荡器、调制模块与发送功率放大器；进一步地，所述发送模块22包括发送功率放大器；所述控制器30，还用于根据所述数据信息生成功放调节信号，并将所述功放调节信号发送给所述发送功率放大器；所述发送功率放大器，用于根据所述功放调节信号调整输出功率。进一步地，所述控制器30，具体用于判断连续未接收到温度电子标签10发送的所述数据信息的次数是否超过预定次数，若超过预定次数，则生成功放调节信号并发送给所述发送功率放大器；所述发送功率放大器，用于根据所述功放调节信号增大放大倍数。可选地，所述预定次数可以为两次。参见图4，图4为本发明一个实施例提供的大体积混凝土内部温度测量方法的流程示意图，该方法可以包括：步骤101、通过埋设在混凝土内部每个测温点的对应的温度电子标签10，采集所述测温点的温度信息，并将包含所述温度信息的射频信号发射给所述泄露电缆40。步骤102、通过埋设在混凝土内部的泄露电缆40，将所述射频信号发送给阅读器20。步骤103、通过所述阅读器20，接收并解调所述射频信号，得到数据信息，并将所述数据信息发送给所述控制器30，所述数据信息包括所述位置信息和所述温度信息；并且通过所述泄露电缆40向所述温度电子标签10发送电磁波，为所述温度电子标签10供电。可选地，该方法还包括：所述控制器30根据所述数据信息生成功放调节信号，并将所述功放调节信号发送给所述发送功率放大器；所述发送功率放大器根据所述功放调节信号调整输出功率。具体的，所述控制器30判断未接收到温度电子标签10发送的所述数据信息的次数是否超过预定次数，若超过预定次数，则生成功放调节信号并发送给所述发送功率放大器；所述发送功率放大器根据所述功放调节信号增大放大倍数。可选地，所述预定次数可以为两次。本发明实施例提供的大体积混凝土内部温度测量方法，通过将多个温度电子标签10分别埋设在大体积混凝土内部的各个测温点，采集温度信息，并且阅读器20通过泄露电缆40实现与温度电子标签10的无线通信，将所述温度信息发送给控制器30，能够降低成本，减少布线工作量，简化施工过程中混凝土内部温度测量过程。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.大体积混凝土内部温度测量系统，其特征在于，包括：多个温度电子标签、泄露电缆、阅读器、通信接口与控制器；每个所述温度电子标签埋设在混凝土内部对应的测温点，用于采集所述测温点的温度信息，并将包含所述温度电子标签的位置信息和所述温度信息的射频信号发射给所述泄漏电缆；所述泄露电缆埋设在混凝土内部，用于将所述射频信号发送给所述阅读器；所述阅读器，通过所述通信接口与所述控制器连接，用于接收并解调所述射频信号，得到数据信息，并将所述数据信息发送给所述控制器，所述数据信息包括所述位置信息和所述温度信息；还用于通过所述泄露电缆向所述温度电子标签发送电磁波，为所述温度电子标签供电。2.根据权利要求1所述的大体积混凝土内部温度测量系统，其特征在于，所述温度电子标签包括：天线、温度传感器、射频接口和处理器；所述天线通过所述射频接口与所述处理器连接；所述温度传感器与所述处理器连接；所述处理器，用于存储所述位置信息，以及对所述位置信息和所述温度信息进行编码。3.根据权利要求1所述的大体积混凝土内部温度测量系统，其特征在于，所述阅读器包括：接收模块、发送模块与读写模块；所述接收模块，用于接收并解调所述射频信号，得到所述数据信息，并将所述数据信息发送给所述读写模块；所述读写模块，用于接收所述数据信息，并对所述数据信息进行解码后发送给所述控制器，还用于接收所述控制器发送的控制信号，并对所述控制信号进行编码后发送给所述发送模块；所述发送模块，用于接收经过编码后的所述控制信号，并对经过编码后的所述控制信号进行调制放大，并将经过调制放大后的所述控制信号发送给所述温度电子标签；还用于通过所述泄露电缆向所述温度电子标签发送电磁波，为所述温度电子标签供电；所述温度电子标签，用于根据所述控制信号发送所述射频信号。4.根据权利要求3所述的大体积混凝土内部温度测量系统，其特征在于，所述发送模块包括发送功率放大器；所述控制器，还用于根据所述数据信息生成功放调节信号，并将所述功放调节信号发送给所述发送功率放大器；所述发送功率放大器，用于根据所述功放调节信号调整输出功率。5.根据权利要求4所述的大体积混凝土内部温度测量系统，其特征在于，所述发送模块包括发送功率放大器；所述控制器，还具体用于判断连续未接收到温度电子标签发送的所述数据信息的次数是否超过预定次数，若超过预定次数，则生成功放调节信号并发送给所述发送功率放大器；所述发送功率放大器，用于根据所述功放调节信号增大放大倍数。6.根据权利要求1-5任一项所述的大体积混凝土内部温度测量系统，其特征在于，所述泄露电缆设置有多个泄露孔；所述泄露电缆通过所述泄露孔与所述温度电子标签进行通信。7.根据权利要求1-5任一项所述的大体积混凝土内部温度测量系统，其特征在于，所述温度电子标签与设置的所述泄露电缆之间的距离小于等于预设距离。8.根据权利要求1-5任一项所述的大体积混凝土内部温度测量系统，其特征在于，该系统还包括馈线；所述泄露电缆通过所述馈线与所述阅读器连接。9.根据权利要求1-5任一项所述的大体积混凝土内部温度测量系统，其特征在于，所述通信接口的类型为RS485。10.大体积混凝土内部温度测量方法，其特征在于，包括：通过埋设在混凝土内部每个测温点的对应的温度电子标签，采集所述测温点的温度信息，并将包含所述温度电子标签的位置信息和所述温度信息的射频信号发射给所述泄漏电缆；通过埋设在混凝土内部的泄露电缆，将所述射频信号发送给阅读器；通过所述阅读器，接收并解调所述射频信号，得到数据信息，并将所述数据信息发送给所述控制器，所述数据信息包括所述位置信息和所述温度信息；并且通过所述泄露电缆向所述温度电子标签发送电磁波，为所述温度电子标签供电。

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