李小平，王天祥，邢少锋，贺海龙，李 玺

(北京木联能工程科技有限公司，北京100120)

0 引 言

在水利水电工程、核电工程等基础设施建设中，为了有效抵消混凝土硬化过程中产生的水化热，防止大体积混凝土结构出现温度应力裂缝，最有效的技术措施之一就是通过混凝土骨料预冷，降低拌和楼混凝土出机口温度，进而达到降低混凝土入仓浇筑温度的目的[1-3]。为了正确得到水工设计所要求的混凝土出机口温度，必须准确地测量混凝土骨料拌和前的温度。骨料冷却主要在拌和楼的贮料仓内完成，冷却过程中骨料处于一种连续流动的状态，不能用接触法测温技术直接测量，传统的测温方法主要是由现场作业人员用手持式热电偶测温仪等传统测温设备对静止状态下的骨料进行接触式温度测量，手工记录数据，然后将数据手动录入到监控室的服务器中进行处理并供各参建方查询。该方法存在数据采集时间长、效率低、数据信息反馈实时性差、数据准确性易受人为因素影响等缺点，很难满足现代水利水电工程等行业内的大体积混凝土骨料高质量、快速测温的要求。

近几年，红外传感技术快速发展，因红外辐射测温方法属于非接触式测温，其能够近距离准确快速地测量物体表面温度，所以在一些不便于使用传统接触式测温的场合，红外测温显得尤其重要[4]。但现有红外测温仪在功能上主要有以下弊端：①无数据无线传输功能，采集数据不能实时化，即“数据反馈实时性差”；②采集数据依然需要经过人工记录和后处理，即“不准确”；③无法满足混凝土骨料测温过程中一些特定参数信息设置的要求，如检测位置、骨料类型、冷却类型等参数信息的设置。鉴于上述原因，本文利用先进的红外传感技术、软件技术、数据无线传输技术等关键技术，研制了一套具有高精度、结构简单、实用性强、低功耗等优点的红外骨料温度测试记录仪，实现了数据采集、显示、存储、查询、无线传输等功能，很好地满足了水利水电等行业中大体积混凝土骨料测温的要求。

图1 红外骨料温度测试记录仪工作原理

图2 上传至服务器中的骨料温度测量结果

1 仪器简介

红外骨料温度测试记录仪主要由手持式蓝牙红外测温装置、移动终端PDA以及安装于PDA平台上的应用软件组成。仪器工作原理如图1所示。

(1)手持式蓝牙红外测温装置。用于测量混凝土骨料温度，结构简单、操作方便，具有蓝牙无线通讯功能。

(2)移动终端PDA。为配套应用软件提供安装、操作及网络通讯平台，极大地方便了作业人员操作使用。

(3)应用软件。是红外骨料温度测试记录仪重要组成部分，安装于移动终端PDA平台上，主要用于参数设置、数据显示、上传、查询以及用户管理等操作。

在拌和楼测量混凝土骨料温度前，将手持式蓝牙红外测温装置的高精度红外测温探头出光方向对准混凝土骨料，对其进行非接触温度测量。安装于PDA平台上的应用软件与红外测温装置之间通过蓝牙网络通讯，在应用软件人机界面上完成设备连接及相关参数设置操作后，便可通过蓝牙网络获取红外测温装置所测量的骨料温度数据，并将其经Wi-Fi或者2G/3G/4G无线网络传送到指定的数据库服务器，同时服务器给PDA发出数据是否接收成功的提示，进而实现大体积混凝土骨料温度数据的无线传输及自动入库等功能。

2 工程应用

黄登水电站位于云南省兰坪县境内，是澜沧江上游曲孜卡至苗尾河段水电梯级开发方案的第六级水电站，电站总装机容量1 900 MW，拦河大坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高203 m。为了控制拌和楼混凝土出机口温度，电站采用了二次风冷骨料技术措施，期间需要对混凝土骨料拌和前温度进行测量。鉴于此，本文以黄登水电站为依托开展红外骨料温度测试记录仪应用研究。

黄登水电站共建4座拌和楼，即甸尾1号楼、甸尾2号楼、梅冲河3号楼、梅冲河4号楼，现场数据服务器置于距离拌和楼1.5 km以外的水工楼测控室内。为了使拌和楼测温数据能够无线传输至服务器，在坝址区域覆盖了Wi-Fi无线网络信号。在拌和楼，现场测量人员利用本仪器对混凝土骨料(如小石、中石、大石等)进行一次风冷、二次风冷后的温度测量，并将数据经现场Wi-Fi无线网络传送到水工楼测控室内数据库服务器上。上传至服务器中的骨料温度测量结果如图2所示。

由图2可知，红外骨料温度测试记录仪取得了良好的应用效果，成功实现了混凝土骨料拌和前温度快速准确的测量、无线传输以及自动入库，保证了数据反馈的及时性，极大地提高了测温效率。此外，因无人工记录、入库等干预，数据更加真实、可靠、透明。该项目成功实施，为大体积混凝土骨料拌和前温度的测量提供了新的技术手段。

3 结 语

为了快速、准确地测量大体积混凝土骨料拌和前的温度，研制了一套具有高精度、结构简单、实用性强、非接触式测量骨料温度等一系列特点的红外骨料温度测试记录仪，并以黄登水电站为依托开展了应用研究，实现了混凝土骨料拌和前温度快速准确测量、无线传输以及自动入库。为大体积混凝土骨料温度的测量提供了新的技术手段，对于我国进入以信息化、数字化为手段的大坝建设阶段具有重要意义。

红外骨料温度测试记录仪可广泛应用于水利水电、土木工程(桥梁、铁路、隧道等)、石油化工、电力、航空航天、核工业等行业内的大体积混凝土骨料温度的测温场合。

[1] 康志明, 王新华, 钟晓冬. 小湾水电站大坝混凝土出机口温度控制措施[J]. 水利水电施工, 2012(5)： 67- 70．

[2] 龙慧文, 李红丽, 张骏. 混凝土骨料二次风冷技术[J]. 水电与新能源, 2007(4)： 16- 18．

[3] GB/T 51028—2015 大体积混凝土温度测控技术规范[S]．

[4] 柳刚, 黄竹邻, 周昊, 等. 非接触式红外测温仪的研制[J]. 光电子技术与信息, 2005, 18(5)： 69- 72．