一种混凝土养护自动喷淋系统
阅读说明：本技术 一种混凝土养护自动喷淋系统 (Concrete curing automatic spraying system ) 是由 刘佳杰 夏凡 王翠 宫瑾 张若收 薛涌亮 杜长栋 周晓红 李晓菡 于 2021-08-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种混凝土养护自动喷淋系统,包括：数据采集模块、数据库、故障模拟测试模块、调整方案生成模块和喷头故障处理模块,通过数据采集模块采集墙体规格数据和喷淋数据,通过故障模拟测试模块模拟各喷头故障情况,分析当前喷头至墙体的距离,通过调整方案生成模块调整与故障喷头相邻两个喷头的喷淋角度,在喷淋角度调至最大仍无法喷淋空缺区域时,调整喷头至墙体的垂直距离直至喷淋面积覆盖空缺区域,预先生成各喷头故障时的调整方案,通过喷头故障处理模块对实际喷淋过程进行实时监测,调取喷头故障时对应的调整方案,同步控制剩余喷头喷淋墙体,保证了墙体得到完整均匀的水分,节约了水资源,提高了养护效果。(The invention discloses an automatic spraying system for concrete maintenance, which comprises: the device comprises a data acquisition module, a database, a fault simulation test module, an adjustment scheme generation module and a spray head fault processing module, wherein the data acquisition module is used for acquiring wall specification data and spray data, the fault simulation test module is used for simulating the fault condition of each spray head, analyzing the distance between the current spray head and the wall body, the adjustment scheme generation module is used for adjusting the spray angle of two adjacent spray heads with the fault spray head, when the spray angle is adjusted to the maximum and the spray area still cannot be sprayed to the vacant area, the vertical distance between the spray head and the wall body is adjusted until the spray area covers the vacant area, the adjustment scheme when each spray head is in fault is generated in advance, the actual spray process is monitored in real time through the spray head fault processing module, the corresponding adjustment scheme when the spray head is in fault is taken, the rest spray heads are synchronously controlled to spray the wall body, the wall body is ensured to obtain complete and uniform water, and water resources are saved, the maintenance effect is improved.)
技术领域
本发明涉及混凝土养护喷淋技术领域，具体为一种混凝土养护自动喷淋系统。
背景技术
随着城镇化进程的加快，混凝土墙体的喷淋养护变得随处可见，目前，混凝土墙体的养护主要依靠人工随时进行监测并进行人工洒水，这样的养护方式存在以下问题：首先，通过人工随意洒水进行墙体养护，由于墙体是竖向构件，不具备蓄水功能，简单洒水不能长时间保持墙体的湿润，不但耗费大量人工、浪费水资源，也得不到良好的墙体养护效果；其次，人工洒水不能控制喷水的均匀性，墙体表面容易出现裂缝；
目前，虽然也存在一些自动喷水养护装置，但是，由于这些装置大多都是固定安装的，无法根据不同规格墙体的不同需求进行灵活调节到墙体的距离，一旦出现装置中的喷头故障等情况，除却更换故障喷头外，没有其它应急解决办法，在更换故障喷头过程中，会暂停喷淋工作，增加了混凝土墙体表面出现裂缝的概率，在进行喷淋工作前预先生成调整方案：模拟各喷头故障情况，分析需要调整的喷淋角度或喷头到墙体的距离，在实际喷淋过程中实时监测，在对应喷头故障时调取调整方案，避免了因需要更换喷头而暂停喷淋的状况，保证了喷淋工作不间断，提高了养护效果。
所以，人们需要一种混凝土养护自动喷淋系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土养护自动喷淋系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种混凝土养护自动喷淋系统，其特征在于：所述系统包括：数据采集模块、数据库、故障模拟测试模块、调整方案生成模块和喷头故障处理模块；
所述数据采集模块用于采集墙体规格数据和喷淋相关数据，将采集到的数据传输到所述数据库中；所述故障模拟测试模块用于对所有喷头进行定位，对喷淋过程中的各喷头故障进行模拟测试；所述调整方案生成模块用于调整与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋角度或喷头至墙体的垂直距离，预先生成各喷头故障时的调整方案；所述喷头故障处理模块用于对实际喷淋过程进行实时监测和调整。
进一步的，所述数据采集模块包括墙体规格采集单元、初始间距采集单元和喷淋数据采集单元，所述墙体规格采集单元用于采集需要进行喷淋养护的墙体长度，所述初始间距采集单元用于采集在喷淋面积能够全面覆盖墙体长度时喷头之间的距离，所述喷淋数据采集单元用于采集当前喷头至墙体距离对应的喷淋角度、喷淋面积以及喷头的最大喷淋角度。
进一步的，所述故障模拟测试模块包括喷淋环境建模单元、喷头定位单元、喷头故障模拟单元、喷淋距离分析单元，所述喷淋环境建模单元用于在喷淋面积能够全面覆盖墙体长度时，对当前喷淋工作环境进行建模，所述喷头定位单元用于确认当前自动喷淋装置中用于喷淋工作的喷头位置，所述喷头故障模拟单元用于模拟各个喷头故障情况，所述喷淋距离分析单元用于依据采集到的喷头喷淋角度和喷淋面积分析当前喷头至墙体的垂直距离。
进一步的，所述调整方案生成模块包括喷淋角度调整单元、垂直距离调整单元和调整方案生成单元，所述喷淋角度调整单元用于调整与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋角度直至喷淋面积覆盖整个墙体，在相邻喷头喷淋面积调至最大仍无法喷淋整个墙体时，通过所述垂直距离调整单元调整喷头到墙体的垂直距离，直至与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋范围相互接触，将各喷头故障时的调整方案传输到所述调整方案生成单元中，所述调整方案生成单元用于生成并存储各喷头故障时的调整方案。
进一步的，所述喷头故障处理模块包括喷头故障监测单元、故障喷头匹配单元、调整方案调取单元和同步喷淋控制单元，所述喷头故障监测单元用于在自动喷淋装置工作时对喷头进行实时监测，在监测到喷头出现故障无法喷水时，通过所述故障喷头匹配单元依据定位匹配故障喷头，通过所述调整方案调取单元调取对应喷头故障时的调整方案，通过所述同步喷淋控制单元同步控制剩余喷头对墙体进行喷淋。
进一步的，利用所述墙体规格采集单元采集到当前需要进行喷淋养护的墙体的长度为L，利用所述初始间距采集单元采集到喷淋面积能够全面覆盖墙体长度时喷头之间的距离为D，利用所述喷淋数据采集单元采集到当前喷头的喷淋角度为θ，所有喷头的喷淋角度相同，对应的喷淋面积为S，其中，所有喷头的喷淋直径R之和等于墙体的长度L，同时采集到喷头的最大喷淋角度为θ阈，将采集到的所有数据传输到所述数据库中。
进一步的，利用所述喷淋环境建模单元对当前喷淋工作环境建模，利用所述喷头定位单元定位所有喷头的位置，利用所述喷头故障模拟单元模拟各个喷头故障情况，利用所述喷淋距离分析单元分析当前喷头至墙体的垂直距离d垂：
将当前喷头至墙体的垂直距离传输到所述调整方案生成模块中，依据采集到的喷淋直径以及喷头的喷淋角度计算当前喷头至墙体的垂直距离的目的在于确认在模拟各喷头故障时需要调整的喷头喷淋角度，使得调整后的喷淋面积覆盖到喷头故障后无法喷淋到的墙体区域。
进一步的，模拟随机一个喷头故障的情景，当前所有喷头至墙体的垂直距离为d垂，与故障喷头相邻的两个喷头的间距为2D，利用喷淋角度调整单元调整与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋角度：根据下列公式计算相邻两个喷头调整后的喷淋角度θ调：
依据喷头间距以及当前喷头至墙体的垂直距离调整与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋角度的目的在于补全喷头故障无法喷淋到的区域，生成角度调整方案，有利于墙体得到完整均匀的水分，减少了墙体表面出现裂缝的概率。
进一步的，在相邻喷头喷淋角度调至最大仍无法喷淋空缺区域时，即θ调＞θ阈时，利用垂直距离调整单元调整喷头至墙体的垂直距离，根据下列公式计算调整后增加的喷头至墙体的垂直距离d调：
其它喷头发生故障时的调整方式相同，将所有喷头故障时调整的喷淋角度或距离数据传输到调整方案生成单元中进行存储，考虑到喷头的喷淋角度有限，在将相邻喷头喷淋角度调至最大仍然无法喷淋到空缺区域时，分析在不用调整喷淋角度时需要增加的喷头至墙体的垂直距离，生成距离调整方案，距离的增加也能扩大喷淋面积，有利于在无法只通过调整喷淋角度时使剩余喷头能够喷淋整个墙体，在保证喷水均匀的前提下减少了水资源的消耗。
进一步的，利用喷头故障监测单元对实际喷淋过程中用到的喷头进行实时监测，在有喷头发生故障时对其进行定位，与预先确认的喷头位置进行匹配，利用调整方案调取单元调取对应喷头故障时的调整方案：若调整与故障喷头相邻的两个喷头喷淋角度能使喷淋面积全面覆盖墙体，选择调整喷淋角度方案；否则选择调整距离方案，利用所述同步喷淋控制单元同步控制除故障喷头外的所有剩余喷头对墙体进行喷淋，预先生成喷头故障时的调方案，有利于在实际喷淋工作中遇到喷头故障时能够及时地进行应急处理，避免了需要暂停喷淋工作的情况。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明通过采集墙体以及喷淋装置中的喷头相关数据，依据墙体规格确认需要工作的喷头，模拟了各喷头故障情况，分析了与故障喷头相邻的两个喷头需要调整的喷淋角度，预先生成了对应喷头故障时的角度调整方案，在调整的角度达到极限仍无法喷淋到因喷头故障空缺的区域时，分析了需要调整的喷头到墙体的距离，预先生成了对应喷头故障时的距离调整方案，再对实际喷淋工作进行实时监测，在喷头故障时调取对应调整方案，依据方案对喷淋装置作出相应调整，同步控制剩余喷头进行喷淋工作，保证了墙体得到完整均匀的水分，减少了水资源的浪费，避免了需要暂停喷淋工作的情况，减少了墙体表面出现裂缝的概率，有效提高了养护效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种混凝土养护自动喷淋系统的结构图；
图2是本发明的喷淋角度和距离调整示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-2，本发明提供技术方案：一种混凝土养护自动喷淋系统，其特征在于：系统包括：数据采集模块S1、数据库S2、故障模拟测试模块S3、调整方案生成模块S4和喷头故障处理模块S5；
数据采集模块S1用于采集墙体规格数据和喷淋相关数据，将采集到的数据传输到数据库S2中；故障模拟测试模块S3用于对所有喷头进行定位，对喷淋过程中的各喷头故障进行模拟测试；调整方案生成模块S4用于调整与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋角度或喷头至墙体的垂直距离，预先生成各喷头故障时的调整方案；喷头故障处理模块S5用于对实际喷淋过程进行实时监测和调整。
数据采集模块S1包括墙体规格采集单元、初始间距采集单元和喷淋数据采集单元，墙体规格采集单元用于采集需要进行喷淋养护的墙体长度，初始间距采集单元用于采集在喷淋面积能够全面覆盖墙体长度时喷头之间的距离，喷淋数据采集单元用于采集当前喷头至墙体距离对应的喷淋角度、喷淋面积以及喷头的最大喷淋角度。
故障模拟测试模块S3包括喷淋环境建模单元、喷头定位单元、喷头故障模拟单元、喷淋距离分析单元，喷淋环境建模单元用于在喷淋面积能够全面覆盖墙体长度时，对当前喷淋工作环境进行建模，喷头定位单元用于确认当前自动喷淋装置中用于喷淋工作的喷头位置，喷头故障模拟单元用于模拟各个喷头故障情况，喷淋距离分析单元用于依据采集到的喷头喷淋角度和喷淋面积分析当前喷头至墙体的垂直距离。
调整方案生成模块S4包括喷淋角度调整单元、垂直距离调整单元和调整方案生成单元，喷淋角度调整单元用于调整与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋角度直至喷淋面积覆盖整个墙体，在相邻喷头喷淋面积调至最大仍无法喷淋整个墙体时，通过垂直距离调整单元调整喷头到墙体的垂直距离，直至与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋范围相互接触，将各喷头故障时的调整方案传输到调整方案生成单元中，调整方案生成单元用于生成并存储各喷头故障时的调整方案。
喷头故障处理模块S5包括喷头故障监测单元、故障喷头匹配单元、调整方案调取单元和同步喷淋控制单元，喷头故障监测单元用于在自动喷淋装置工作时对喷头进行实时监测，在监测到喷头出现故障无法喷水时，通过故障喷头匹配单元依据定位匹配故障喷头，通过调整方案调取单元调取对应喷头故障时的调整方案，通过同步喷淋控制单元同步控制剩余喷头对墙体进行喷淋。
利用墙体规格采集单元采集到当前需要进行喷淋养护的墙体的长度为L，利用初始间距采集单元采集到喷淋面积能够全面覆盖墙体长度时喷头之间的距离为D，利用喷淋数据采集单元采集到当前喷头的喷淋角度为θ，所有喷头的喷淋角度相同，对应的喷淋面积为S，其中，所有喷头的喷淋直径R之和等于墙体的长度L，同时采集到喷头的最大喷淋角度为θ阈，将采集到的所有数据传输到数据库S2中。
利用喷淋环境建模单元对当前喷淋工作环境建模，利用喷头定位单元定位所有喷头的位置，利用喷头故障模拟单元模拟各个喷头故障情况，利用喷淋距离分析单元分析当前喷头至墙体的垂直距离d垂：
将当前喷头至墙体的垂直距离传输到调整方案生成模块S4中，依据采集到的喷淋直径以及喷头的喷淋角度计算当前喷头至墙体的垂直距离的目的在于确认在模拟各喷头故障时需要调整的喷头喷淋角度，使得调整后的喷淋面积覆盖到喷头故障后无法喷淋到的墙体区域。
模拟随机一个喷头故障的情景，当前所有喷头至墙体的垂直距离为d垂，与故障喷头相邻的两个喷头的间距为2D，利用喷淋角度调整单元调整与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋角度：根据下列公式计算相邻两个喷头调整后的喷淋角度θ调：
依据喷头间距以及当前喷头至墙体的垂直距离调整与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋角度的目的在于补全喷头故障无法喷淋到的区域，生成角度调整方案，便于墙体得到完整均匀的水分，能够减少墙体表面出现裂缝的概率。
在相邻喷头喷淋角度调至最大仍无法喷淋空缺区域时，即θ调＞θ阈时，利用垂直距离调整单元调整喷头至墙体的垂直距离，根据下列公式计算调整后增加的喷头至墙体的垂直距离d调：
其它喷头发生故障时的调整方式相同，将所有喷头故障时调整的喷淋角度或距离数据传输到调整方案生成单元中进行存储，考虑到喷头的喷淋角度有限，在将相邻喷头喷淋角度调至最大仍然无法喷淋到空缺区域时，分析在不用调整喷淋角度时需要增加的喷头至墙体的垂直距离，生成距离调整方案，距离的增加也能扩大喷淋面积，便于在无法只通过调整喷淋角度时使剩余喷头能够喷淋整个墙体，在保证喷水均匀的前提下减少水资源的消耗。
利用喷头故障监测单元对实际喷淋过程中用到的喷头进行实时监测，在有喷头发生故障时对其进行定位，与预先确认的喷头位置进行匹配，利用调整方案调取单元调取对应喷头故障时的调整方案：若调整与故障喷头相邻的两个喷头喷淋角度能使喷淋面积全面覆盖墙体，选择调整喷淋角度方案；否则选择调整距离方案，利用同步喷淋控制单元同步控制除故障喷头外的所有剩余喷头对墙体进行喷淋，预先生成喷头故障时的调方案，便于在实际喷淋工作中遇到喷头故障时能够及时地进行应急处理，能够有效避免需要暂停喷淋工作的情况。
实施例一：利用墙体规格采集单元采集到当前需要进行喷淋养护的墙体的长度为L＝5米，利用初始间距采集单元采集到喷淋面积能够全面覆盖墙体长度时喷头之间的距离为D＝1米，利用喷淋数据采集单元采集到当前喷头的喷淋角度为θ＝90°，对应的喷淋面积为S＝0.79，单位为：m2，其中，所有喷头的喷淋直径R之和等于墙体的长度L，米，同时采集到喷头的最大喷淋角度为θ阈＝120°，利用喷淋环境建模单元对当前喷淋工作环境建模，利用喷头定位单元定位所有喷头的位置，利用喷头故障模拟单元模拟各个喷头故障情况，利用喷淋距离分析单元分析当前喷头至墙体的垂直距离d垂：米，模拟随机一个喷头故障的情景，当前所有喷头至墙体的垂直距离为d垂，与故障喷头相邻的两个喷头的间距为2D＝2米，利用喷淋角度调整单元调整与故障喷头相邻的两个喷头的喷淋角度：根据公式计算相邻两个喷头调整后的喷淋角度θ调≈126°＞120°，θ调＞θ阈，利用垂直距离调整单元调整喷头至墙体的垂直距离，根据公式计算调整后增加的喷头至墙体的垂直距离d调＝0.5米，将喷头至墙体的垂直距离增加0.5米。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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