一种混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法及系统，方法包括预先构造混凝土墙面温度、相对湿度与墙面含水量关系数据；获取混凝土墙面实时温度和相对湿度后对比，根据对比结果控制喷雾装置对混凝土墙面进行喷雾；再设定混凝土墙面强度限值；获取混凝土墙面实时强度值后对比，根据对比结果控制喷雾装置停止工作且控制淋水装置对混凝土墙面进行淋水。系统包括水泵、电动三通阀门、监控模块、喷雾装置、淋水装置。本发明将喷雾与淋水方式有效结合，有效的保证了混凝土养护效果，避免早期因混凝土墙面水化反应缺水而出现干缩裂缝，保证不间断养护，自动化程度高，大大节省劳动力，具有良好的扩展性和适应性，特别适用于大面积混凝土墙面。
【专利说明】一种混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法及系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明公开了 一种混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法及系统，属于混凝土养护【技术领域】。
【背景技术】
[0002]混凝土在浇筑完成后，其强度的发展得益于不断进行的水泥水化作用，而水化作用需要适宜的温度和湿度条件，所以混凝土养护是必要的。特别是温度较高，空气干燥时，混凝土表面迅速脱水，一方面影响强度的发展，更严重的是在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸发会产生较大的收缩变形，出现干缩裂缝，影响混凝土的耐久性和整体性。
[0003]目前，混凝土墙面养护多采用人工洒水的方法，人工成本很高，耗费大量水资源，且质量难以保证，导致效率低下。因此，现有的混凝土养护存在局限。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述【背景技术】中混凝土墙面养护的不足，提供一种混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法及系统，通过自动化控制对混凝土墙面进行养护，避免了人工洒水的成本高和低效率，同时有效提高自动化，实现对混凝土墙面的自动化、高质量养护。
[0005]本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题:
[0006]一种混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法，包括以下步骤:
[0007]步骤(I)预先构造混凝土墙面温度、相对湿度与墙面含水量关系数据；获取混凝土墙面实时温度和相对湿度，将获取的混凝土墙面实时温度和相对湿度与所述预先构造的关系数据中的温度及相对湿度对应，获得混凝土墙面实时含水量；设定用于启动对混凝土墙面喷雾的含水量限值，当所述混凝土墙面实时含水量低于混凝土墙面含水量限值时，控制喷雾装置对混凝土墙面进行喷雾；
[0008]步骤(2)设定用于启动对混凝土墙面淋水的强度限值；获取混凝土墙面实时强度值，将获取的实时强度值与混凝土墙面强度限值进行对比，当混凝土墙面实时强度值高于混凝土墙面强度限值时，控制喷雾装置停止工作且控制淋水装置对混凝土墙面进行淋水。
[0009]作为本发明的一种优选技术方案:所述步骤(2)还包括获取供水流量；计算出现场混凝土墙面养护所需最大有益流量，将获取的供水流量与最大有益流量对比，根据对比结果限制供水流量。
[0010]一种上述混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法的系统，包括水泵、电动三通阀门、监控模块、喷雾装置、淋水装置，其中所述水泵通过电动三通阀门分别为喷雾装置、淋水装置提供用水；所述监控模块用于获取混凝土墙面实时温度、相对湿度及实时强度值，将获取的实时数据与预先构造混凝土墙面温度、相对湿度与墙面含水量关系数据对比分析，根据分析结果控制电动三通阀门向喷雾装置供水实现对混凝土墙面喷雾，且所述监控模块对墙面实时强度值进行分析处理，根据处理结果控制电动三通阀门停止向喷雾装置供水，同时控制电动三通阀门向淋水装置供水实现对混凝土墙面淋水。
[0011]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:所述监控模块包括温湿度传感器、预埋钢筋、自激式加速度传感器、超声仪、计算机，其中所述温湿度传感器位于混凝土墙面上，用于获取混凝土墙面实时温度和相对湿度；所述预埋钢筋垂直墙面预埋在混凝土墙面内，且一端伸出混凝土墙面；所述自激式加速度传感器设置在预埋钢筋伸出墙面处，用于测量混凝土墙面固结波速；所述测量混凝土墙面固结波速通过超声仪采集；所述计算机分别与温湿度传感器、超声仪连接，用于接收混凝土墙面实时温度、湿度及实时强度值，并对所述实时温度、湿度及实时强度值分析处理并输出控制。
[0012]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:还包括连接在水泵出水口处的电子流量计和变频调速器，其中变频调速器与水泵相连；所述电子流量计用于实时获取水泵流量；所述计算机对获取水泵流量分析处理后通过变频调速器控制水泵的供水流量。
[0013]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:所述喷雾装置包括调压器、喷嘴、支撑杆，其中所述支撑杆用于将喷嘴固定；所述调压器位于电动三通阀门与喷嘴连接的软管上，用于对管中水流调压。
[0014]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:还包括水管分流器，且所述喷嘴至少为一个，所述水管分流器用于将调压后的水流分流至每个喷嘴。
[0015]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:所述喷雾装置还包括横向电机、纵向电机、电机控制器；所述支撑杆包括横杆、纵杆及底座，其中横杆和纵杆上均设置齿轮轨道，且横向电机与每个喷嘴固定连接，纵向电机位于所述横杆和纵杆相交处；所述电机控制器用于控制横向电机沿横杆齿轮轨道横向移动，实现喷嘴的横向移动喷射，同时控制纵向电机使得横杆沿纵杆齿轮轨道纵向移动，实现横杆上喷嘴的纵向移动喷射。
[0016]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:所述底座上设有用于喷雾装置移动的车轮。
[0017]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:所述水泵通过设置过滤网或采用沉淀池方式实现过滤。
[0018]本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果:
[0019](I)本发明通过自动获取墙面湿度、相对温度及强度，根据实时获取的墙面参数控制喷射装置和淋水装置，将养护过程中的喷雾与淋水方式有效结合起来，利用自动化技术实现对混凝土墙面进行养护，喷雾和淋水之间实现无缝切换，保证不间断养护，既避免了人工洒水的成本高和低效率，大大节省了劳动力，同时有效提高自动化及准确性，有利于更好的实现对混凝土墙面的自动化、高质量养护。
[0020](2)且有效的保证了混凝土养护效果，避免早期因混凝土墙面水化反应缺水而出现干。具有良好的扩展性和适应性，养护效果良好，特别适用于大面积混凝土墙面。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明的混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法的流程图。
[0022]图2是本发明混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统的模块示意图。
[0023]图3是本发明混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统的结构示意图。[0024]图4是本发明混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统中喷雾装置的结构示意图。
[0025]图5是本发明混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统中监控模块的模块示意图。
[0026]图中标号解释:1、水泵，2、监控模块，2-1、计算机，2-2、温湿度传感器，2-3、超声仪，2-4、自激式加速度传感器，2-5，预埋钢筋，2-6、电子流量计，2-7、变频调速器，3、电动三通阀门，4、喷雾装置，4-1、调压器，4-2、水管分流器，4-3、横杆，4-4、纵杆，4-5、底座，4_6、喷嘴，4-7a、横向电机，4-7b、纵向电机，4-8、软管，4-9、电机控制器，4-10、车轮，5、淋水装置，5-1、支管，5-2、淋水管，5-3、三通管，5-4、支架6、干管，7、混凝土墙面，8、电子流量计。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明的技术方案的实施作进一步的详细描述:
[0028]如图1所示，本发明提供了一种混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法，包括以下步骤:步骤(I)预先构造混凝土墙面温度、相对湿度与墙面含水量关系数据；获取混凝土墙面实时温度和相对湿度，将获取的混凝土墙面实时温度和相对湿度与所述预先构造的关系数据中的温度及相对湿度对应，获得混凝土墙面实时含水量；设定用于启动对混凝土墙面喷雾的含水量限值，当所述混凝土墙面实时含水量低于混凝土墙面含水量限值时，控制喷雾装置对混凝土墙面进行喷雾；步骤(2)设定用于启动对混凝土墙面淋水的强度限值；获取混凝土墙面实时强度值，将获取的实时强度值与混凝土墙面强度限值进行对比，当混凝土墙面实时强度值高于混凝土墙面强度限值时，控制喷雾装置停止工作且控制淋水装置对混凝土墙面进行淋水。
[0029]另外，步骤(2)中还包括获取供水流量；计算出现场混凝土墙面养护所需最大有益流量，将获取的供水流量与最大有益流量对比，根据对比结果限制供水流量。
[0030]在上述方法的基础上，本发明提供了基于上述方法的混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统，其如图2所示，为模块示意图，包括水泵1、电动三通阀门3、、监控模块2、喷雾装置4、淋水装置5，其中所述水泵I通过干管6与电动三通阀门3相连接，电动三通阀门3分别与喷雾装置4、淋水装置5相连接，即分别为喷雾装置4、淋水装置5提供用水；所述监控模块2用于获取混凝土墙面7实时温度、相对湿度及实时强度值，对获取的混凝土墙面实时温度和相对湿度进行分析处理，根据处理结果控制电动三通阀门3向喷雾装置4供水实现对混凝土墙面7喷雾；且所述监控模块2对所述混凝土墙面实时强度值进行分析处理，根据处理结果控制电动三通阀门3停止向喷雾装置4供水，同时控制电动三通阀门3向淋水装置5供水实现对混凝土墙面7淋水。系统的具体结构则如图3所示。
[0031]淋水装置5如图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的一端连接电动三通阀门3，另一端连接三通管5-3 ;三通管5-3再连接淋水管5-2 ;所述淋水管5-2采用PVC材质，单侧开孔，开孔面向墙面，斜向上倾斜，淋水管5-2与墙面距离可以工程实际计算及现场调试为准，如可以但不限于与墙面距离为3?5cm，孔径1.5?3_，孔间距5?8cm，开孔面斜向上倾斜角度30?45° ;支架5_4用于固定淋水管52，支架5_4固定安装于墙壁上。
[0032]喷雾装置4如图4所示，包括调压器4-1、喷嘴4-6、支撑杆，其中支撑杆用于将喷嘴4-6固定；调压器4-1位于电动三通阀门3与喷嘴4-6连接的软管4-8上，用于对管中水流调压。另外，当喷嘴4-6为多个时，还包括水管分流器4-2，水管分流器4-2的一侧连接调压器4-1，另外一侧则通过软管4-8与多个喷嘴4-6相连接，将软管4-8中经过调压后的水流分流至每个喷嘴4-6。在喷射过程中，为了实现移动式的全面喷射，可以增设横向电机4-7a、纵向电机4-7b、电机控制器4_9 ;支撑杆将移动喷射结构固定,可以包括横杆4_3、纵杆4-4及底座4-5，其中横杆4-3和纵杆4-4相交形成稳定支撑结构，如图所示可以但不限于垂直结构，且两杆都为刚性杆件，纵杆4-4的下端固定在底座4-5上。在横杆4-3和纵杆4-4上均设置齿轮轨道，且横向电机4-7a与每个喷嘴4-6固定连接，喷嘴4_6距离墙面距离、喷洒半径应根据实际工程确定。纵向电机4-7b位于所述横杆4-3和纵杆4-4相交处。对于横杆4-3可以是在一纵杆4-4上布置多个，每个横杆4-3与纵杆4-4相交处都连接有纵向电机4_7b,且具有多个喷嘴4-6时,可以在一个横杆4-3上布置一个喷嘴4-6,也可以在一个横杆4-3上布置多个喷嘴4-6,每个喷嘴4-6固定有横向电机4_7a。电机控制器4-9则自动控制两个电机的运动，即用于控制每个横向电机4-7a沿横杆4-3齿轮轨道横向移动，实现喷嘴4-6的横向移动喷射，同时控制纵向电机4-7b使得横杆4-3沿纵杆4-4齿轮轨道纵向移动，实现横杆4-3上喷嘴4-6的纵向移动喷射，使喷雾区域周期性覆盖整个墙面。另外，底座4-5上设有用于喷雾装置移动的车轮4-10，在需要对喷雾装置移动时则通过车轮灵活移动。
[0033]监控模块2如图5所示，包括温湿度传感器2-2、预埋钢筋2_5、自激式加速度传感器2-4、超声仪2-3、计算机2-1，其中温湿度传感器2-2位于混凝土墙面7上，用于获取墙面实时温度和相对湿度，温湿度传感器2-2输出端与计算机2-1输入端相连接，其相对湿度量程应满足O?100%RH，温度量程应满足-30?+70° C ;所述预埋钢筋2_5垂直墙面预埋在混凝土墙面7内，长度与墙面厚度相同，且一端伸出混凝土墙面7 ;所述自激式加速度传感器2-4设置在预埋钢筋2-5伸出墙面处，用于测量预埋钢筋2-5固结波速，且与超声仪2-3输入端相连接，超声仪2-3输出端与计算机2-1输入端相连接，超声仪2-3采集自激式加速度传感器2-4传回的预埋钢筋2-5固结波速，固结波速经计算机2-1处理后可获得混凝土墙面7实时强度；所述计算机2-1通过输入端可实时获取温湿度数据及预埋钢筋固结波速，固结波速经计算机2-1处理，由于计算机2-1中预先设有测强曲线，该测强曲线是由某一固结波速对应的墙面强度大小所组成的曲线，固结波速和混凝土墙面强度是一一对应的关系，因此可以根据该测强曲线获得墙面实时强度值。计算机2-1对所述实时温度、湿度及实时强度值分析处理对比分析处理，将处理的结果输出控制，输出端与电动三通阀门3连接，以控制整个系统的自动化工作。淋水装置5工作期间，可以利用电子流量计2-6实时获取水泵I流量，电子流量计2-6连接在水泵I出水口处，电子流量计2-6向计算机2-1输入实时水泵I供水流量数据，计算机2-1的输出端连接变频调速器2-7的一端，变频调速器2-7的另一端与水泵I相连接，计算机2-1对获取水泵I流量分析处理后通过变频调速器2-7改变水泵I的供电频率，调整水泵I转速以控制水泵I供水流量。
[0034]计算机2-1进行的控制过程可以如图1所示，具体过程为:
[0035](I)通过试验预先构造混凝土墙面温度、相对湿度与墙面含水量关系数据存入计算机2-1，在接收温湿度传感器2-2获取混凝土墙面的实时温度、相对湿度数据后，将获取的混凝土墙面实时温度和相对湿度与所述预先构造的关系数据中的温度及相对湿度对应，即实时温度与预先构造的关系数据的温度区间对应，然后将实时相对湿度与预先构造的关系数据的对应温度区间下的相对湿度对应，再参照此时预先构造的关系数据内对应的墙面含水量分析获得混凝土墙面实时含水量。计算机2-1再设定用于启动对混凝土墙面喷雾的含水量限值，当所述混凝土墙面实时含水量低于混凝土墙面含水量限值时，计算机2-1启动水泵I与喷雾装置4，控制电动三通阀门3将水流导向喷雾装置4，从而控制喷雾装置4对混凝土墙面进行喷雾。
[0036](2)然后，计算机2-1设定用于启动对混凝土墙面淋水的强度限值，该强度限值为淋水装置开启强度到达值。计算机2-1通过自激式加速度传感器2-4测量预埋钢筋2-5的固结波速，由于计算机2-1预先设有通过试验获得的测强曲线，该测强曲线是由某一固结波速对应的墙面强度大小所组成的曲线，固结波速和混凝土墙面强度是一一对应的关系，因此将获得的固结波速与计算机中含有的测强曲线进行对比分析，获得墙面实时强度值。当墙面实时强度值高于预设淋水装置5强度限值时，计算机2-1控制电动三通阀门3，将水流导向淋水装置5，喷雾装置4停止工作；测强曲线应在混凝土强度检验评定标准GB/T50107-2010规定的条件下进行。
[0037](3)计算机2-1通过获取电子流量计2-6的流量数据，并根据竖向混凝土墙淋水覆盖层厚度公式，计算出具体工程现场养护所需最大有益流量。公式为:
【权利要求】
1.一种混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤(1)预先构造混凝土墙面温度、相对湿度与墙面含水量关系数据；获取混凝土墙面实时温度和相对湿度，将获取的混凝土墙面实时温度和相对湿度与所述预先构造的关系数据中的温度及相对湿度对应，获得混凝土墙面实时含水量；设定用于启动对混凝土墙面喷雾的含水量限值，当所述混凝土墙面实时含水量低于混凝土墙面含水量限值时，控制喷雾装置对混凝土墙面进行喷雾； 步骤(2)设定用于启动对混凝土墙面淋水的强度限值；获取混凝土墙面实时强度值，将获取的实时强度值与混凝土墙面强度限值进行对比，当混凝土墙面实时强度值高于混凝土墙面强度限值时，控制喷雾装置停止工作且控制淋水装置对混凝土墙面进行淋水。
2.根据权利要求1所述混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法，其特征在于:所述步骤(2)还包括获取供水流量；计算出现场混凝土墙面养护所需最大有益流量，将获取的供水流量与最大有益流量对比，根据对比结果限制供水流量。
3.一种基于权利要求1所述混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制方法的系统，其特征在于:包括水泵、电动三通阀门、监控模块、喷雾装置、淋水装置，其中所述水泵通过电动三通阀门分别为喷雾装置、淋水装置提供用水；所述监控模块用于获取混凝土墙面实时温度、相对湿度及实时强度值，将获取的实时数据与预先构造混凝土墙面温度、相对湿度与墙面含水量关系数据对比分析，根据分析结果控制电动三通阀门向喷雾装置供水实现对混凝土墙面喷雾，且所述监控模 块对墙面实时强度值进行分析处理，根据处理结果控制电动三通阀门停止向喷雾装置供水，同时控制电动三通阀门向淋水装置供水实现对混凝土墙面淋水。
4.根据权利要求3所述混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统，其特征在于:所述监控模块包括温湿度传感器、预埋钢筋、自激式加速度传感器、超声仪、计算机，其中所述温湿度传感器位于混凝土墙面上，用于获取混凝土墙面实时温度和相对湿度；所述预埋钢筋垂直墙面预埋在混凝土墙面内，且一端伸出混凝土墙面；所述自激式加速度传感器设置在预埋钢筋伸出墙面处，用于获取混凝土墙面实时强度值；所述计算机分别与温湿度传感器、超声仪连接，用于接收混凝土墙面实时温度、相对湿度及实时强度值，并对所述实时温度、相对湿度及实时强度值分析处理并输出控制。
5.根据权利要求4所述混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统，其特征在于:还包括连接在水泵出水口处的电子流量计和变频调速器，其中变频调速器与水泵相连；所述电子流量计用于实时获取水泵流量；所述计算机对获取水泵流量分析处理后通过变频调速器控制水泵的供水流量。
6.根据权利要求4所述混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统，其特征在于:所述喷雾装置包括调压器、喷嘴、支撑杆，其中所述支撑杆用于将喷嘴固定；所述调压器位于电动三通阀门与喷嘴连接的软管上，用于对管中水流调压。
7.根据权利要求6所述混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统，其特征在于:还包括水管分流器，且所述喷嘴至少为一个，所述水管分流器用于将调压后的水流分流至每个喷嘴。
8.根据权利要求7所述混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统，其特征在于:所述喷雾装置还包括横向电机、纵向电机、电机控制器；所述支撑杆包括横杆、纵杆及底座，其中横杆和纵杆上均设置齿轮轨道，且横向电机与每个喷嘴固定连接，纵向电机位于所述横杆和纵杆相交处；所述电机控制器用于控制横向电机沿横杆齿轮轨道横向移动，实现喷嘴的横向移动喷射，同时控制纵向电机使得横杆沿纵杆齿轮轨道纵向移动，实现横杆上喷嘴的纵向移动喷射。
9.根据权利要求8所述混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统，其特征在于:所述底座上设有用于喷雾装置移动的车轮。
10.根据权利要求3所述混凝土墙面自动喷雾淋水养护的控制系统，其特征在于:所述水泵通过设置过滤网或采用沉淀池方式实现过滤。
【文档编号】E04G21/02GK103728890SQ201310706626
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】陈达, 侯利军, 廖迎娣, 肖骏 申请人:河海大学