一种混凝土温控制装置设计

李瑞红 朱嘉琪 全永富

摘要：本研究是基于混凝土养生阶段设计的一种温度测量与温度调控装置，可对混凝土的温度进行实时测量和调控，该装置可在实验室内使用，亦可以在道路施工工地使用，工程人员可非常方便对混凝土温度实时测量和温度调控，以使路面的混凝土达到最佳的养生温度。

关键词：混凝土;温度调控;温度测量

中图分类号：TU642 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）11-0008-01

0 引言

当前建筑行业测量控制混凝土路面的温度方法很繁琐，费时费力。本文设计的便携持式温度测控装置可方便准确的测量与调控混凝土路面的温度值并显示出来，可以更好的促进道路养生。一些重要道路养生阶段的温度控制在国内外应用十分重要，特别在局部路段昼夜温差大的地区，国内一直是沿用自然温度养生的方法，这种方法减少了人为干预，但降低了道路使用寿命。更重要的是，不能保证一些重要路段短时就能够使用。随着建筑工程要求的提高，道路养生阶段不断增加了人为干预程度。本设计装置就是采用一种控制器对道路养生阶段的温度进行人为干预，使道路养生温度达到最佳状态。

1 温控装置设计过程

1.1 温度测控装置的传感器选择

温度测控装置使用PT100防水型温度传感器，PT100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点，PT100温度传感器为正温度系数热电阻传感器，其阻值随温度增加而增加。通常将PT100放在电桥的桥臂上，温度变化时，热电阻两端的电压信号被送到仪器放大器LM358的输入端，经过仪器放大器放大后的电压输出送给单片机的A/D转换接口，从而把热电阻的阻值转换成数字量。

1.2 温度测控装置的控制器和显示装置选择与设计

温度测控装置的控制器选STC12C5A60S2，显示部分选用LCD1602液晶显示，屏幕可显示PT100编号和相应编号所测量的湿值。P1口是单片机的A/D接口，P1接口通过放大器连接8个PT100传感器。单片机P0口与LCD1602的数据接口连接。

1.3 电源及功能按键电路设计

温度测控装置电源转换可通过5V电源适配器，供给控制板和传感器供电，电路如图1所示。温度测量功能按键有3个，分别为温度阈值设置按键，测量开始按键和温度测量值保持按键，控制按键电路如图2所示。

1.4 报警电路及电加热设计

此部分电路功能为若8个Pt100任何一个测量的值高于或低于事先设定的阈值，则电路驱动蜂鸣器进行报警，并在液晶屏上显示出现温度异常的PT100的编号，提示工作人员传感器监测的温度出现异常，报警电路如图3所示，加热电路由继电器构成，通过继电器分别外接加热毯，即可对加热对象进行加热，加热电路如图4所示。

2 温控装置设计要求

本设计用混凝土温度的实时检测和控制，通过对单片机编程设定混凝土的上下限温度，若采集的温度信号超出范围则自动报警，并进行自动加热或冷却处理，直至将温度限制在要求范围之内，对温度的检测和控制精度要求较高。本设计装置采用Pt100温度传感器。设计要求如下：

（1）系统设定温度控制范围在5℃-60℃可调;

（2）温控精度检测误差在±0.5℃;

（3）温度值动态实时显示;

（4）蜂鸣器报警功能;

（5）温度超出范围时自动加热。

本设计最终实现混凝土温度监测与自动控制装置，以STC12C5 A60S2單片机为核心，利用Pt100温度传感器作为温度检测元件采集温度信号，经模数转换由单片机实现LCD1602动态显示。通过编程设定混泥土最佳温度范围在5℃-60℃可调，如果温度不在规定范围内，则蜂鸣器报警，自动加热或者自然冷却。

参考文献

[1] 明光，张欣.传感器电路基本应用[M].北京：电子工业出版社，2012：125-126.

[2] 郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2008：210-300.

[3] 薛定宇.反馈控制系统设计与分析[M].北京：清华大学出版社，2015：7-90.