温度传感器在水电站大坝混凝土温控防裂中的基本应用

       温度传感器的主要类型有：热电偶传感器、热敏电阻传感器、电阻温度检测器(RTD)、IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。 从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为人们的生活提供了无数的便利和功能。

据了解，我国在建超级工程白鹤滩水电站大坝建设至今，尚未出现一条温度裂缝。这是因为通过在新浇筑混凝土坝块和水管中，安装了数字温度传感器，可实时测量混凝土温度和进出水温。在每一仓混凝土中的不同位置，都埋设有数支温度传感器，可实时监测混凝土内部温升。

大体积混凝土的温控防裂，一直是工程界的难题。目前，作为一项超级工程，我国在建的巨型水电站白鹤滩水电站，正在在酷暑中进行着火热的大坝施工。据了解，耗资1700多亿元的白鹤滩水电站建设至今，尚未出现一条温度裂缝。这是如何加做到的呢？原来，其中离不开温度传感器技术的应用。下面，就带大家一起来了解一下。

目前，该大坝现埋设有数千支监测仪器，用于感知气温、风速、入仓温度、浇筑温度等信息，并将信息反馈给大坝的智能建造信息管理平台。平台将收集到的参数进行实时分析判断，并将分析结果实时推送给现场管理人员，以便管理人员及时掌握现场情况、采取适当措施。

其中，一些比较成熟的系统甚至可以做到系统智能控制、实时调节，保证任何细小的异常情况都在第一时间得到妥善处理。比如，白鹤滩水电站大坝在世界上是首次全坝采用低热水泥混凝土进行浇筑。

据悉，这种水泥的水化热比中热水泥低约15%，能提高混凝土出机口温度、减少混凝土冷却通水量，从源头上解决了大坝的温度裂缝问题。据悉，仅此温控费用一项，就可节省上亿元。与此同时，更重要的是，运用了智能大坝相关技术，能很方便地全过程掌握大坝混凝土生产、浇筑温控状态，保证工程质量。

大坝需温控防裂的原因

白鹤滩拱坝高289米，混凝土总方量为803万立方米。大坝建设需要浇筑大量混凝土，混凝土中的水泥水化反应会产生热量，使混凝土浇筑后温度上升，之后再缓慢冷却到环境温度。如果不采取有效的温度控制措施，任由混凝土热胀冷缩，难免会产生裂缝。

裂缝对于大坝质量的影响又很大。裂缝会导致大坝渗水，进而产生内部的腐蚀和结构破坏。也正因为如此，能否控制得好大坝开裂，成为了衡量大坝建造成功与否的重要标准。以上便是大体积混凝土为何需要温控防裂的原因。

温度传感器技术的应用

对此，清华大学和三峡集团共同研制的智能通水成套装备和移动实时软件平台，通过在新浇筑混凝土坝块和水管中安装数字温度传感器，实时测量混凝土温度和进出水温。

具体来说，对于全坝31个坝段，每一仓混凝土中都在不同位置处埋设有数支温度传感器和循环冷却水管，可实时监测混凝土内部的温升，并进行有针对性的降温。点开手机，大坝施工状态和各种参数尽在掌握。在冷却水管中安装的温度、流量和一体流温集成控制装置，还能够实现动态智能控制。 除采用了温度传感器的智能通水系统外，大坝还配有智能喷雾机，可将传感器监测数据、理论模型和喷雾机有机结合。

比如，以智能通水系统来举例，布置在大坝上的温度传感器和流量传感器，能实时监测坝体温度、冷却通水水温及流量等与混凝土温控相关的数据，智能大坝服务器收集到数据后，根据温控要求计算通水参数，并按照计算结果实时调整一体式流温伺服阀，从而实现冷却通水的实时精确调节。

据悉，整个过程耗时短、控制精度高，管理人员只需要监控系统、处理异常情况，大大减少了劳动量，提高了工作效率。最终，大坝各处的混凝土温度都低于设计要求的2到3℃，有效地防止了开裂。

以上便是为各位介绍的温度传感器技术在我国巨型水电站项目混凝土温控防裂中的应用了。由此我们也看到了控制温度裂缝，提高工程质量和保证工程长期安全稳定运行的重要性。今后，将继续为各位带来国内外各类工程建设温控防裂中的温度传感器技术的新应用，敬请期待。

在建筑行业，温度传感器在混泥土凝结硬化的过程中，起着很大的作用。裂缝在混凝土构件特别是大体积混凝土构件中是较为普遍的,其严重影响到结构的整体性和耐久性，究其原因,都是由混凝土温度应力造成的。因此在大体积混凝土中,用温度传感器实现温度的控制具有重要的意义。