一種用于冷卻高速公路大尺度凍土路基的冷風(fēng)采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及調(diào)控凍土工程溫度場(chǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于冷卻高速公路大尺度凍土路基的冷風(fēng)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]凍土是指具有負(fù)溫和含冰的土體和巖石，按生存時(shí)間主要分為多年凍土和季節(jié)凍土。我國(guó)多年凍土面積約占國(guó)土面積的22.4%，是世界第三凍土大國(guó)。凍土中由于冰以及未凍水的存在，其性質(zhì)極復(fù)雜且對(duì)溫度極為敏感。道路工程施工以及全球氣候變暖，都會(huì)引起凍土的升溫，給路基帶來(lái)融沉病害，嚴(yán)重危害凍土道路的穩(wěn)定性。因此，穩(wěn)定性對(duì)凍土道路十分重要。
[0003]為維護(hù)凍土道路的穩(wěn)定性，保護(hù)下伏多年凍土，伴隨著青藏鐵路工程和青藏公路工程等的修建和養(yǎng)護(hù)，國(guó)內(nèi)科研工作者提出了一系列行之有效的保護(hù)凍土的工程措施。埋設(shè)于路基中的通風(fēng)管道是其中工程應(yīng)用效果較好，工程成本較低，應(yīng)用最為普遍的一種。其原理是利用通風(fēng)管道將外界空氣導(dǎo)入路基內(nèi)部，通過(guò)空氣與通風(fēng)管管壁之間的強(qiáng)迫對(duì)流作用降低路基及下部?jī)鐾恋臏囟取?br>[0004]隨著青藏地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，建設(shè)青藏高速公路已經(jīng)成為一種現(xiàn)實(shí)必要，并且已經(jīng)納入國(guó)家高速公路發(fā)展規(guī)劃。對(duì)于穿越青藏高原多年凍土區(qū)的高速公路，由于路基寬度大于20米，且采用吸熱性強(qiáng)的黑色浙青路面，其下伏凍土吸熱量更大，凍土問(wèn)題和路基穩(wěn)定性問(wèn)題更為嚴(yán)峻。對(duì)于凍土區(qū)高速公路寬幅路基而言，照搬應(yīng)用于現(xiàn)有鐵路路基和普通公路路基的通風(fēng)管道將無(wú)法達(dá)到降溫作用，主要有如下三個(gè)方面的原因:其一，通風(fēng)管道在冷季導(dǎo)入較冷的氣流的同時(shí)也會(huì)在暖季將較熱的空氣導(dǎo)入路基，致使路基吸熱增力口，對(duì)下部?jī)鐾廉a(chǎn)生不利影響；其二，通風(fēng)管道的通風(fēng)量大大受限于氣象條件及路基走向等，例如，在氣溫較低時(shí)風(fēng)速較小，或者風(fēng)向垂直于管道風(fēng)向，都將會(huì)削弱通風(fēng)管道的通風(fēng)能力和降溫能力；其三，通風(fēng)管道長(zhǎng)度成倍增加以后，自然風(fēng)可能會(huì)因壓力不足和管道沿程阻力較大而無(wú)法吹透通風(fēng)管道，無(wú)法形成強(qiáng)迫對(duì)流，從而限制其降溫能力。針對(duì)這一實(shí)際問(wèn)題，可在通風(fēng)管進(jìn)風(fēng)口安裝自動(dòng)冷風(fēng)采集裝置，在外界氣溫較低或通風(fēng)管道內(nèi)外溫差達(dá)到某一特定條件時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，將較冷空氣導(dǎo)入通風(fēng)管道；而當(dāng)外界氣溫較高時(shí)，停止風(fēng)機(jī)，通風(fēng)管道內(nèi)無(wú)氣流通過(guò)，最大程度減小路基吸熱。因此，為最大程度增強(qiáng)通風(fēng)管道在20米以上大尺度路基中的通風(fēng)降溫能力，就需要一種能夠根據(jù)外界氣溫變化和管內(nèi)外溫差自動(dòng)控制的冷風(fēng)采集裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于冷卻高速公路大尺度凍土路基的冷風(fēng)采集裝置，自動(dòng)為路基通風(fēng)管道提供冷風(fēng)，增強(qiáng)通風(fēng)管道對(duì)大尺度路基的降溫效能。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種用于冷卻高速公路大尺度凍土路基的冷風(fēng)采集裝置，其特征在于:
[0008]包括主板，主板由單片機(jī)和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成；
[0009]包括置于環(huán)境空氣中的管外溫度探頭和置于通風(fēng)管內(nèi)的管內(nèi)溫度探頭，均接入數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊后接入單片機(jī)；
[0010]單片機(jī)接入逆變器，逆變器上連接直流輸入端口和風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)位于通風(fēng)管口。
[0011]所述單片機(jī)的型號(hào)為ATMEGA16A。
[0012]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在施工現(xiàn)場(chǎng)，可直接由直流電源驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)路基通風(fēng)管道冷風(fēng)的自動(dòng)采集，增強(qiáng)通風(fēng)管道的通風(fēng)能力和降溫效能，從而達(dá)到保護(hù)高速公路大尺度路基下部?jī)鐾恋哪康摹?br>【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型布置示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖中，1-冷風(fēng)采集裝置，2-通風(fēng)管道，3-路基，4-直流輸入端口，5-管內(nèi)溫度探頭，6-管外溫度探頭，7-主板，8-逆變器，9-風(fēng)機(jī)，10-單片機(jī)，11-數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]本實(shí)用新型涉及一種用于冷卻高速公路大尺度凍土路基的冷風(fēng)采集裝置，連接于路基3中通風(fēng)管2的端部，包括主板7，主板7由單片機(jī)10和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊11構(gòu)成。包括置于環(huán)境空氣中的管外溫度探頭6和置于通風(fēng)管內(nèi)的管內(nèi)溫度探頭5，均接入數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊11后接入單片機(jī)10。單片機(jī)10接入逆變器8，逆變器8上連接直流輸入端口 4和風(fēng)機(jī)9。
[0019]置于環(huán)境空氣中的管外溫度探頭6和置于通風(fēng)管內(nèi)的管內(nèi)溫度探頭5分別采集相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊11轉(zhuǎn)換后傳遞給單片機(jī)10，單片機(jī)10通過(guò)計(jì)算二者差值和管外溫度判定是否啟動(dòng)逆變器8，當(dāng)管內(nèi)外溫差高于其控制閥值，并且外界氣溫低于其設(shè)定閥值時(shí)，啟動(dòng)逆變器8，將輸入的直流電轉(zhuǎn)換成交流電輸出，直接為風(fēng)機(jī)9提供電源，風(fēng)機(jī)9啟動(dòng)后，通風(fēng)管2內(nèi)發(fā)生強(qiáng)迫對(duì)流，從而降低路基3和下部?jī)鐾恋臏囟龋_(dá)到保證路基穩(wěn)定的目的。
[0020]本實(shí)用新型的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本實(shí)用新型說(shuō)明書而對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于冷卻高速公路大尺度凍土路基的冷風(fēng)采集裝置，其特征在于: 包括主板(7)，主板(7)由單片機(jī)(10)和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(11)構(gòu)成； 包括置于環(huán)境空氣中的管外溫度探頭(6)和置于通風(fēng)管內(nèi)的管內(nèi)溫度探頭(5)，均接入數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(11)后接入單片機(jī)(10); 單片機(jī)(10)接入逆變器(8)，逆變器(8)上連接直流輸入端口(4)和風(fēng)機(jī)(9)，風(fēng)機(jī)(9)位于通風(fēng)管口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷卻高速公路大尺度凍土路基的冷風(fēng)采集裝置，其特征在于: 所述單片機(jī)(10)的型號(hào)為ATMEGA16A。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于冷卻高速公路大尺度凍土路基的冷風(fēng)采集裝置。凍土路基通風(fēng)管道需要一種能夠根據(jù)外界溫度變化和管內(nèi)外溫差來(lái)控制通風(fēng)的冷風(fēng)采集裝置。本實(shí)用新型的管內(nèi)、管外溫度探頭將采集到的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)計(jì)算二者差值和管外溫度是否與預(yù)設(shè)控制閥值相符，判定是否啟動(dòng)逆變器，當(dāng)管內(nèi)外溫差高于其預(yù)設(shè)閥值，并且外界氣溫低于其設(shè)定閥值時(shí)，啟動(dòng)逆變器，將輸入的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，較冷的空氣流經(jīng)通風(fēng)管道，從而降低路基和下部土體的溫度。本實(shí)用新型成本低廉，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在施工現(xiàn)場(chǎng)直接與直流電源和通風(fēng)管道，實(shí)現(xiàn)路基通風(fēng)管道冷風(fēng)的自動(dòng)采集，大大增強(qiáng)通風(fēng)管道的降溫效能。
【IPC分類】E01C3-06
【公開(kāi)號(hào)】CN204325841
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420779946
【發(fā)明人】陳建兵, 汪雙杰, 董元宏, 穆柯, 金龍, 朱東鵬, 李金平, 陳冬根
【申請(qǐng)人】中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日