一種混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法及系統，方法包括預先構造混凝土墻面溫度、相對濕度與墻面含水量關系數據；獲取混凝土墻面實時溫度和相對濕度后對比，根據對比結果控制噴霧裝置對混凝土墻面進行噴霧；再設定混凝土墻面強度限值；獲取混凝土墻面實時強度值后對比，根據對比結果控制噴霧裝置停止工作且控制淋水裝置對混凝土墻面進行淋水。系統包括水泵、電動三通閥門、監控模塊、噴霧裝置、淋水裝置。本發明將噴霧與淋水方式有效結合，有效的保證了混凝土養護效果，避免早期因混凝土墻面水化反應缺水而出現干縮裂縫，保證不間斷養護，自動化程度高，大大節省勞動力，具有良好的擴展性和適應性，特別適用于大面積混凝土墻面。
【專利說明】一種混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法及系統
【技術領域】
[0001 ] 本發明公開了 一種混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法及系統，屬于混凝土養護【技術領域】。
【背景技術】
[0002]混凝土在澆筑完成后，其強度的發展得益于不斷進行的水泥水化作用，而水化作用需要適宜的溫度和濕度條件，所以混凝土養護是必要的。特別是溫度較高，空氣干燥時，混凝土表面迅速脫水，一方面影響強度的發展，更嚴重的是在混凝土尚未具備足夠的強度時，水分過早的蒸發會產生較大的收縮變形，出現干縮裂縫，影響混凝土的耐久性和整體性。
[0003]目前，混凝土墻面養護多采用人工灑水的方法，人工成本很高，耗費大量水資源，且質量難以保證，導致效率低下。因此，現有的混凝土養護存在局限。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在于針對上述【背景技術】中混凝土墻面養護的不足，提供一種混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法及系統，通過自動化控制對混凝土墻面進行養護，避免了人工灑水的成本高和低效率，同時有效提高自動化，實現對混凝土墻面的自動化、高質量養護。
[0005]本發明具體采用以下技術方案解決上述技術問題:
[0006]一種混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法，包括以下步驟:
[0007]步驟(I)預先構造混凝土墻面溫度、相對濕度與墻面含水量關系數據；獲取混凝土墻面實時溫度和相對濕度，將獲取的混凝土墻面實時溫度和相對濕度與所述預先構造的關系數據中的溫度及相對濕度對應，獲得混凝土墻面實時含水量；設定用于啟動對混凝土墻面噴霧的含水量限值，當所述混凝土墻面實時含水量低于混凝土墻面含水量限值時，控制噴霧裝置對混凝土墻面進行噴霧；
[0008]步驟(2)設定用于啟動對混凝土墻面淋水的強度限值；獲取混凝土墻面實時強度值，將獲取的實時強度值與混凝土墻面強度限值進行對比，當混凝土墻面實時強度值高于混凝土墻面強度限值時，控制噴霧裝置停止工作且控制淋水裝置對混凝土墻面進行淋水。
[0009]作為本發明的一種優選技術方案:所述步驟(2)還包括獲取供水流量；計算出現場混凝土墻面養護所需最大有益流量，將獲取的供水流量與最大有益流量對比，根據對比結果限制供水流量。
[0010]一種上述混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法的系統，包括水泵、電動三通閥門、監控模塊、噴霧裝置、淋水裝置，其中所述水泵通過電動三通閥門分別為噴霧裝置、淋水裝置提供用水；所述監控模塊用于獲取混凝土墻面實時溫度、相對濕度及實時強度值，將獲取的實時數據與預先構造混凝土墻面溫度、相對濕度與墻面含水量關系數據對比分析，根據分析結果控制電動三通閥門向噴霧裝置供水實現對混凝土墻面噴霧，且所述監控模塊對墻面實時強度值進行分析處理，根據處理結果控制電動三通閥門停止向噴霧裝置供水，同時控制電動三通閥門向淋水裝置供水實現對混凝土墻面淋水。
[0011]進一步地，作為本發明的一種優選技術方案:所述監控模塊包括溫濕度傳感器、預埋鋼筋、自激式加速度傳感器、超聲儀、計算機，其中所述溫濕度傳感器位于混凝土墻面上，用于獲取混凝土墻面實時溫度和相對濕度；所述預埋鋼筋垂直墻面預埋在混凝土墻面內，且一端伸出混凝土墻面；所述自激式加速度傳感器設置在預埋鋼筋伸出墻面處，用于測量混凝土墻面固結波速；所述測量混凝土墻面固結波速通過超聲儀采集；所述計算機分別與溫濕度傳感器、超聲儀連接，用于接收混凝土墻面實時溫度、濕度及實時強度值，并對所述實時溫度、濕度及實時強度值分析處理并輸出控制。
[0012]進一步地，作為本發明的一種優選技術方案:還包括連接在水泵出水口處的電子流量計和變頻調速器，其中變頻調速器與水泵相連；所述電子流量計用于實時獲取水泵流量；所述計算機對獲取水泵流量分析處理后通過變頻調速器控制水泵的供水流量。
[0013]進一步地，作為本發明的一種優選技術方案:所述噴霧裝置包括調壓器、噴嘴、支撐桿，其中所述支撐桿用于將噴嘴固定；所述調壓器位于電動三通閥門與噴嘴連接的軟管上，用于對管中水流調壓。
[0014]進一步地，作為本發明的一種優選技術方案:還包括水管分流器，且所述噴嘴至少為一個，所述水管分流器用于將調壓后的水流分流至每個噴嘴。
[0015]進一步地，作為本發明的一種優選技術方案:所述噴霧裝置還包括橫向電機、縱向電機、電機控制器；所述支撐桿包括橫桿、縱桿及底座，其中橫桿和縱桿上均設置齒輪軌道，且橫向電機與每個噴嘴固定連接，縱向電機位于所述橫桿和縱桿相交處；所述電機控制器用于控制橫向電機沿橫桿齒輪軌道橫向移動，實現噴嘴的橫向移動噴射，同時控制縱向電機使得橫桿沿縱桿齒輪軌道縱向移動，實現橫桿上噴嘴的縱向移動噴射。
[0016]進一步地，作為本發明的一種優選技術方案:所述底座上設有用于噴霧裝置移動的車輪。
[0017]進一步地，作為本發明的一種優選技術方案:所述水泵通過設置過濾網或采用沉淀池方式實現過濾。
[0018]本發明采用上述技術方案，能產生如下技術效果:
[0019](I)本發明通過自動獲取墻面濕度、相對溫度及強度，根據實時獲取的墻面參數控制噴射裝置和淋水裝置，將養護過程中的噴霧與淋水方式有效結合起來，利用自動化技術實現對混凝土墻面進行養護，噴霧和淋水之間實現無縫切換，保證不間斷養護，既避免了人工灑水的成本高和低效率，大大節省了勞動力，同時有效提高自動化及準確性，有利于更好的實現對混凝土墻面的自動化、高質量養護。
[0020](2)且有效的保證了混凝土養護效果，避免早期因混凝土墻面水化反應缺水而出現干。具有良好的擴展性和適應性，養護效果良好，特別適用于大面積混凝土墻面。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法的流程圖。
[0022]圖2是本發明混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統的模塊示意圖。
[0023]圖3是本發明混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統的結構示意圖。[0024]圖4是本發明混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統中噴霧裝置的結構示意圖。
[0025]圖5是本發明混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統中監控模塊的模塊示意圖。
[0026]圖中標號解釋:1、水泵，2、監控模塊，2-1、計算機，2-2、溫濕度傳感器，2-3、超聲儀，2-4、自激式加速度傳感器，2-5，預埋鋼筋，2-6、電子流量計，2-7、變頻調速器，3、電動三通閥門，4、噴霧裝置，4-1、調壓器，4-2、水管分流器，4-3、橫桿，4-4、縱桿，4-5、底座，4_6、噴嘴，4-7a、橫向電機，4-7b、縱向電機，4-8、軟管，4-9、電機控制器，4-10、車輪，5、淋水裝置，5-1、支管，5-2、淋水管，5-3、三通管，5-4、支架6、干管，7、混凝土墻面，8、電子流量計。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明的技術方案的實施作進一步的詳細描述:
[0028]如圖1所示，本發明提供了一種混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法，包括以下步驟:步驟(I)預先構造混凝土墻面溫度、相對濕度與墻面含水量關系數據；獲取混凝土墻面實時溫度和相對濕度，將獲取的混凝土墻面實時溫度和相對濕度與所述預先構造的關系數據中的溫度及相對濕度對應，獲得混凝土墻面實時含水量；設定用于啟動對混凝土墻面噴霧的含水量限值，當所述混凝土墻面實時含水量低于混凝土墻面含水量限值時，控制噴霧裝置對混凝土墻面進行噴霧；步驟(2)設定用于啟動對混凝土墻面淋水的強度限值；獲取混凝土墻面實時強度值，將獲取的實時強度值與混凝土墻面強度限值進行對比，當混凝土墻面實時強度值高于混凝土墻面強度限值時，控制噴霧裝置停止工作且控制淋水裝置對混凝土墻面進行淋水。
[0029]另外，步驟(2)中還包括獲取供水流量；計算出現場混凝土墻面養護所需最大有益流量，將獲取的供水流量與最大有益流量對比，根據對比結果限制供水流量。
[0030]在上述方法的基礎上，本發明提供了基于上述方法的混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統，其如圖2所示，為模塊示意圖，包括水泵1、電動三通閥門3、、監控模塊2、噴霧裝置4、淋水裝置5，其中所述水泵I通過干管6與電動三通閥門3相連接，電動三通閥門3分別與噴霧裝置4、淋水裝置5相連接，即分別為噴霧裝置4、淋水裝置5提供用水；所述監控模塊2用于獲取混凝土墻面7實時溫度、相對濕度及實時強度值，對獲取的混凝土墻面實時溫度和相對濕度進行分析處理，根據處理結果控制電動三通閥門3向噴霧裝置4供水實現對混凝土墻面7噴霧；且所述監控模塊2對所述混凝土墻面實時強度值進行分析處理，根據處理結果控制電動三通閥門3停止向噴霧裝置4供水，同時控制電動三通閥門3向淋水裝置5供水實現對混凝土墻面7淋水。系統的具體結構則如圖3所示。
[0031]淋水裝置5如圖3所示，包括支管5-1、三通管5-3、淋水管5_2、支架5_4，支管5_1的一端連接電動三通閥門3，另一端連接三通管5-3 ;三通管5-3再連接淋水管5-2 ;所述淋水管5-2采用PVC材質，單側開孔，開孔面向墻面，斜向上傾斜，淋水管5-2與墻面距離可以工程實際計算及現場調試為準，如可以但不限于與墻面距離為3?5cm，孔徑1.5?3_，孔間距5?8cm，開孔面斜向上傾斜角度30?45° ;支架5_4用于固定淋水管52，支架5_4固定安裝于墻壁上。
[0032]噴霧裝置4如圖4所示，包括調壓器4-1、噴嘴4-6、支撐桿，其中支撐桿用于將噴嘴4-6固定；調壓器4-1位于電動三通閥門3與噴嘴4-6連接的軟管4-8上，用于對管中水流調壓。另外，當噴嘴4-6為多個時，還包括水管分流器4-2，水管分流器4-2的一側連接調壓器4-1，另外一側則通過軟管4-8與多個噴嘴4-6相連接，將軟管4-8中經過調壓后的水流分流至每個噴嘴4-6。在噴射過程中，為了實現移動式的全面噴射，可以增設橫向電機4-7a、縱向電機4-7b、電機控制器4_9 ;支撐桿將移動噴射結構固定,可以包括橫桿4_3、縱桿4-4及底座4-5，其中橫桿4-3和縱桿4-4相交形成穩定支撐結構，如圖所示可以但不限于垂直結構，且兩桿都為剛性桿件，縱桿4-4的下端固定在底座4-5上。在橫桿4-3和縱桿4-4上均設置齒輪軌道，且橫向電機4-7a與每個噴嘴4-6固定連接，噴嘴4_6距離墻面距離、噴灑半徑應根據實際工程確定。縱向電機4-7b位于所述橫桿4-3和縱桿4-4相交處。對于橫桿4-3可以是在一縱桿4-4上布置多個，每個橫桿4-3與縱桿4-4相交處都連接有縱向電機4_7b,且具有多個噴嘴4-6時,可以在一個橫桿4-3上布置一個噴嘴4-6,也可以在一個橫桿4-3上布置多個噴嘴4-6,每個噴嘴4-6固定有橫向電機4_7a。電機控制器4-9則自動控制兩個電機的運動，即用于控制每個橫向電機4-7a沿橫桿4-3齒輪軌道橫向移動，實現噴嘴4-6的橫向移動噴射，同時控制縱向電機4-7b使得橫桿4-3沿縱桿4-4齒輪軌道縱向移動，實現橫桿4-3上噴嘴4-6的縱向移動噴射，使噴霧區域周期性覆蓋整個墻面。另外，底座4-5上設有用于噴霧裝置移動的車輪4-10，在需要對噴霧裝置移動時則通過車輪靈活移動。
[0033]監控模塊2如圖5所示，包括溫濕度傳感器2-2、預埋鋼筋2_5、自激式加速度傳感器2-4、超聲儀2-3、計算機2-1，其中溫濕度傳感器2-2位于混凝土墻面7上，用于獲取墻面實時溫度和相對濕度，溫濕度傳感器2-2輸出端與計算機2-1輸入端相連接，其相對濕度量程應滿足O?100%RH，溫度量程應滿足-30?+70° C ;所述預埋鋼筋2_5垂直墻面預埋在混凝土墻面7內，長度與墻面厚度相同，且一端伸出混凝土墻面7 ;所述自激式加速度傳感器2-4設置在預埋鋼筋2-5伸出墻面處，用于測量預埋鋼筋2-5固結波速，且與超聲儀2-3輸入端相連接，超聲儀2-3輸出端與計算機2-1輸入端相連接，超聲儀2-3采集自激式加速度傳感器2-4傳回的預埋鋼筋2-5固結波速，固結波速經計算機2-1處理后可獲得混凝土墻面7實時強度；所述計算機2-1通過輸入端可實時獲取溫濕度數據及預埋鋼筋固結波速，固結波速經計算機2-1處理，由于計算機2-1中預先設有測強曲線，該測強曲線是由某一固結波速對應的墻面強度大小所組成的曲線，固結波速和混凝土墻面強度是一一對應的關系，因此可以根據該測強曲線獲得墻面實時強度值。計算機2-1對所述實時溫度、濕度及實時強度值分析處理對比分析處理，將處理的結果輸出控制，輸出端與電動三通閥門3連接，以控制整個系統的自動化工作。淋水裝置5工作期間，可以利用電子流量計2-6實時獲取水泵I流量，電子流量計2-6連接在水泵I出水口處，電子流量計2-6向計算機2-1輸入實時水泵I供水流量數據，計算機2-1的輸出端連接變頻調速器2-7的一端，變頻調速器2-7的另一端與水泵I相連接，計算機2-1對獲取水泵I流量分析處理后通過變頻調速器2-7改變水泵I的供電頻率，調整水泵I轉速以控制水泵I供水流量。
[0034]計算機2-1進行的控制過程可以如圖1所示，具體過程為:
[0035](I)通過試驗預先構造混凝土墻面溫度、相對濕度與墻面含水量關系數據存入計算機2-1，在接收溫濕度傳感器2-2獲取混凝土墻面的實時溫度、相對濕度數據后，將獲取的混凝土墻面實時溫度和相對濕度與所述預先構造的關系數據中的溫度及相對濕度對應，即實時溫度與預先構造的關系數據的溫度區間對應，然后將實時相對濕度與預先構造的關系數據的對應溫度區間下的相對濕度對應，再參照此時預先構造的關系數據內對應的墻面含水量分析獲得混凝土墻面實時含水量。計算機2-1再設定用于啟動對混凝土墻面噴霧的含水量限值，當所述混凝土墻面實時含水量低于混凝土墻面含水量限值時，計算機2-1啟動水泵I與噴霧裝置4，控制電動三通閥門3將水流導向噴霧裝置4，從而控制噴霧裝置4對混凝土墻面進行噴霧。
[0036](2)然后，計算機2-1設定用于啟動對混凝土墻面淋水的強度限值，該強度限值為淋水裝置開啟強度到達值。計算機2-1通過自激式加速度傳感器2-4測量預埋鋼筋2-5的固結波速，由于計算機2-1預先設有通過試驗獲得的測強曲線，該測強曲線是由某一固結波速對應的墻面強度大小所組成的曲線，固結波速和混凝土墻面強度是一一對應的關系，因此將獲得的固結波速與計算機中含有的測強曲線進行對比分析，獲得墻面實時強度值。當墻面實時強度值高于預設淋水裝置5強度限值時，計算機2-1控制電動三通閥門3，將水流導向淋水裝置5，噴霧裝置4停止工作；測強曲線應在混凝土強度檢驗評定標準GB/T50107-2010規定的條件下進行。
[0037](3)計算機2-1通過獲取電子流量計2-6的流量數據，并根據豎向混凝土墻淋水覆蓋層厚度公式，計算出具體工程現場養護所需最大有益流量。公式為:
【權利要求】
1.一種混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟(1)預先構造混凝土墻面溫度、相對濕度與墻面含水量關系數據；獲取混凝土墻面實時溫度和相對濕度，將獲取的混凝土墻面實時溫度和相對濕度與所述預先構造的關系數據中的溫度及相對濕度對應，獲得混凝土墻面實時含水量；設定用于啟動對混凝土墻面噴霧的含水量限值，當所述混凝土墻面實時含水量低于混凝土墻面含水量限值時，控制噴霧裝置對混凝土墻面進行噴霧； 步驟(2)設定用于啟動對混凝土墻面淋水的強度限值；獲取混凝土墻面實時強度值，將獲取的實時強度值與混凝土墻面強度限值進行對比，當混凝土墻面實時強度值高于混凝土墻面強度限值時，控制噴霧裝置停止工作且控制淋水裝置對混凝土墻面進行淋水。
2.根據權利要求1所述混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法，其特征在于:所述步驟(2)還包括獲取供水流量；計算出現場混凝土墻面養護所需最大有益流量，將獲取的供水流量與最大有益流量對比，根據對比結果限制供水流量。
3.一種基于權利要求1所述混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制方法的系統，其特征在于:包括水泵、電動三通閥門、監控模塊、噴霧裝置、淋水裝置，其中所述水泵通過電動三通閥門分別為噴霧裝置、淋水裝置提供用水；所述監控模塊用于獲取混凝土墻面實時溫度、相對濕度及實時強度值，將獲取的實時數據與預先構造混凝土墻面溫度、相對濕度與墻面含水量關系數據對比分析，根據分析結果控制電動三通閥門向噴霧裝置供水實現對混凝土墻面噴霧，且所述監控模 塊對墻面實時強度值進行分析處理，根據處理結果控制電動三通閥門停止向噴霧裝置供水，同時控制電動三通閥門向淋水裝置供水實現對混凝土墻面淋水。
4.根據權利要求3所述混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統，其特征在于:所述監控模塊包括溫濕度傳感器、預埋鋼筋、自激式加速度傳感器、超聲儀、計算機，其中所述溫濕度傳感器位于混凝土墻面上，用于獲取混凝土墻面實時溫度和相對濕度；所述預埋鋼筋垂直墻面預埋在混凝土墻面內，且一端伸出混凝土墻面；所述自激式加速度傳感器設置在預埋鋼筋伸出墻面處，用于獲取混凝土墻面實時強度值；所述計算機分別與溫濕度傳感器、超聲儀連接，用于接收混凝土墻面實時溫度、相對濕度及實時強度值，并對所述實時溫度、相對濕度及實時強度值分析處理并輸出控制。
5.根據權利要求4所述混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統，其特征在于:還包括連接在水泵出水口處的電子流量計和變頻調速器，其中變頻調速器與水泵相連；所述電子流量計用于實時獲取水泵流量；所述計算機對獲取水泵流量分析處理后通過變頻調速器控制水泵的供水流量。
6.根據權利要求4所述混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統，其特征在于:所述噴霧裝置包括調壓器、噴嘴、支撐桿，其中所述支撐桿用于將噴嘴固定；所述調壓器位于電動三通閥門與噴嘴連接的軟管上，用于對管中水流調壓。
7.根據權利要求6所述混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統，其特征在于:還包括水管分流器，且所述噴嘴至少為一個，所述水管分流器用于將調壓后的水流分流至每個噴嘴。
8.根據權利要求7所述混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統，其特征在于:所述噴霧裝置還包括橫向電機、縱向電機、電機控制器；所述支撐桿包括橫桿、縱桿及底座，其中橫桿和縱桿上均設置齒輪軌道，且橫向電機與每個噴嘴固定連接，縱向電機位于所述橫桿和縱桿相交處；所述電機控制器用于控制橫向電機沿橫桿齒輪軌道橫向移動，實現噴嘴的橫向移動噴射，同時控制縱向電機使得橫桿沿縱桿齒輪軌道縱向移動，實現橫桿上噴嘴的縱向移動噴射。
9.根據權利要求8所述混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統，其特征在于:所述底座上設有用于噴霧裝置移動的車輪。
10.根據權利要求3所述混凝土墻面自動噴霧淋水養護的控制系統，其特征在于:所述水泵通過設置過濾網或采用沉淀池方式實現過濾。
【文檔編號】E04G21/02GK103728890SQ201310706626
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】陳達, 侯利軍, 廖迎娣, 肖駿 申請人:河海大學