铜-康铜热电偶在大体积混凝土温度监测中的应用

要对铜-康铜热电偶测温原理进行介绍,并通过对铜-康铜热电偶进行处理和标定，在大体积混凝土温度监测中进行实例应用。
1铜-康铜热电偶简介
1.1热电偶测温的基本原理
       热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势一-热电动势.这就是所谓的塞贝克效应(Seebeckffect)。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。
1.2冷端补偿方式
       热电偶产生与温差成比例关系的热电动势,当测温接点与冷端温度相同时,热电动势为0,这样就无法知道正确的温度了,因此需要采用某种方法为其提供--个基准接点,以便产生与温度成比例的电压。提供基准节点的方法叫冷端补偿。现在工程实例--般采用2种冷端补偿方式:①在保温瓶中装人冰水混合物,使其温度长期保持在0℃,并以0℃为基准点;②在热电动势加上一个与冷端温度相当的电压,一般采用集成电路和微型组件来实现。
1.3补偿线
       当热电偶与数据采集仪器距离较远的时候，应把热电偶本身拉长,但为了节约成本,保护线路不被破坏,一般采用补偿导线来代替热电偶的方法。因工地现场情况复杂，为了防止各种信号的干扰,补偿线-般采用专用屏蔽电缆。
2铜-康铜热电偶预处理与标定
2.1铜-康铜热电偶预埋前的处理
       铜-康铜热电偶的接头需要进行绝缘防水处理。接头处的绝缘材料必须具备良好的导热性能和韧性，在埋入混凝土后应不易熔化脆裂破损。否则容易形成接头和混凝土、钢筋、水等的连通,影响热电偶的测量精度,造成监测数据的失真。热电偶经防水、绝缘处理后,在水下1m深处浸泡24h不损坏方能使用。然后用钢套管对热电偶进行保护,以确保在监测过程中热电偶接头牢固不跑位。
2.2测点的埋设方式
       处理后的热电偶，装人空心钢管中进行保护,测点露出,钢管在混凝土浇筑前插人钢筋层，钢管上测点位置距离及插人深度如图1所示。

2.3铜-康铜热电偶的标定
       热电偶的温差电势主要取决于所选用的材料和两个端点的温度,而材料中所含的杂质和生产工艺过程也会对它产生一定的影响。因而，即使都是由同样的两种材料组成的热电偶,它们的温差电动势与温度的关系也可能有差别。所以不同批次的热电偶，必须标定后方能进行使用。
热电偶温度为y(℃),采集的电势信号为x(μV),其标定曲线如图2所示。通过“最小二乘法’进行曲线拟合,拟合次数为“6",其标定公式如下:


3在大体积混凝土温度监测中的应用
3.1工程介绍
       某高层建筑地下室面积约为180m2，混凝土设计强度等级为C35。基础承台高度3.5m,浇筑方式采用商品混凝土，泵送供应,分层连续浇筑,机械振捣。施工期间,采用ADAM测温系统对该工程的水化热温度进行监测。

3.2测温杆件的布量t
       在该工程的基础承台范围内竖直埋设6根测杆(编号A~F,见图3),每根测杆沿承台厚度设置5个测点(见图3);另外设置气温测点2个分别测量室内外温度，保温层测点4个,以上共计36个工作测点，每个工作测点处均设有备用测点。
3.3监测结果
       施工期间,采用远距离自动监测技术，温度信号采集及监测报表打印均由微机系统自动完成。监测期间每天24h每分钟不间断巡回监测,每小时整点打印温度监测报表。该楼的监测过程持续12d,测杆A~F的监测数据见表1,测杆B各测点的温度变化曲线见图4。

4结语
       通过铜-康铜热电偶在大体积混凝土温度监测中的实例应用，铜-康铜热电偶在处理后埋设在混凝土中，温度测量过程中没有出现大的波动,温度偏差在允许范围内，能在复杂多变的施工现场中不受干扰,并且价格低廉,取材方便，可以在大体积混凝土温度监控中广泛应用。