CN106122046A - 基于小流量的水泵漏水控制方法及控制器、水泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于小流量的水泵漏水控制方法，通过连续计时并记录水泵的停止时间，并对连续时间段内水泵的停止时间的比值变化来判断水泵供水系统是否漏水并输出漏水信号，以降低水资源的浪费，有效降低用户损失；另外，本发明还公开了一种使用基于小流量的水泵漏水控制方法的控制器以及水泵。

Description

基于小流量的水泵漏水控制方法及控制器、水泵

技术领域

本发明涉及水泵技术领域，尤其是涉及家用及农用水泵的控制技术领域，具体是涉及一种基于小流量的水泵漏水控制方法及控制器、水泵。

背景技术

目前，在家用、农用及商业供水领域中，基本使用智能型水泵，所述智能型水泵是使用控制器结合压力和/或流量传感器来实现对水泵供水的控制；现有较为普遍的是使用压力和/或流量开关传感器对水泵进行检测，并输出开关量信号至水泵控制器，利用水泵控制器实现对水泵的启停控制。

比如，在水泵的低压力端，即水泵的进口端，设置流量开关传感器；在水泵的高压力端，即水泵的出口端，设置压力开关传感器；流量开关传感器和压力开关传感器把检测到的水流信号和压力信号传输至水泵控制器，控制器接收压力和水流信号，并利用接收到的压力和水流信号，对水泵的启停进行控制。

又比如，只在水泵的出口端设置压力开关传感器，控制器接收压力开关传感器检测到的压力信号来控制水泵的启停；或只在水泵的出口端或进口端设置流量开关传感器，控制器根据接收到的水流信号对水泵的启停进行控制。

目前用于水泵的流量开关传感器，尤其是用于低端水泵领域的流量开关传感器，对水流的感应精度低，当水泵在小流量供水时，流量开关传感器无法检测到水流信号，此时水泵控制器无法识别水泵是处于小流量供水还是漏水，又或是已经停止供水。

上述水泵的控制方法，一定程度上实现对水泵的智能启停控制，但在水泵实际供水使用中，用户可能忘记关闭出水口（出水阀）或未完全关闭出水口，又或水泵下游供水管道存在泄漏等状况；如果上述状况发生，水将被小流量排出，流量开关传感器又无法检测到小流量的水流信号，水泵将根据压力信号不间断的启停来维持压力，此过程将造成水资源和电能的浪费，同时可能给用户造成其它经济损失。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于小流量的水泵漏水控制方法，在压力信号控制水泵启停时，通过连续计时并记录水泵的停止时间，并对连续时间段内水泵的停止时间的比值是否稳定来判断供水系统是否漏水；以帮助用户获知供水系统是否存在漏水，减少漏水造成的损失。

本发明的另一目的在于提供一种控制器，使用上述基于小流量的水泵漏水控制方法来对水泵进行控制。

本发明还提供一种水泵，为使用上述基于小流量的水泵漏水控制方法进行控制的水泵。

在目前家用、农用及商用水泵中，由于成本原因，水泵的水流信号基本上选择流量开关传感器来对水泵的水流信号进行检测；所述水流信号的检测点可以设置在水泵的低压力端，也可以设置在水泵的高压力端；然而，流量开关传感器在水泵小流量供水时，存在测量盲区，无法检测小流量信号；因此，无法满足用户的小流量的供水要求，此时需要切换至由压力信号来控制水泵的启停，以此来满足用户的小流量供水，但同时若供水系统存在泄漏，则水泵无法检测判断是小流量供水还是小流量泄漏。

水泵的压力信号可以通过压力开关传感器，或压力检测传感器来对水泵的高压力端进行检测。

因此，本发明所采用的技术方案是：

一种基于小流量的水泵漏水控制方法，包括以下步骤，

S101，连续读取水流信号和压力信号，当水流信号断开时，由压力信号控制水泵的启停，并执行以下步骤；

S102，连续计时并记录水泵的停止时间，依次记录为t1、…、tn-1、tn；其中，n大于1；

S103，在连续的m分钟内，对所述水泵的停止时间进行对比获得多个时间比值，若所述多个时间比值均在0.8-1.2范围内，则输出漏水信号；其中，3≤m≤720。

进一步地，所述步骤S103为，在连续m分钟内，按时间先后顺序连续对tn和tn-1进行对比获得多个时间比值，若所述多个时间比值均在0.8-1.2范围内，则输出漏水信号；其中，3≤m≤720。

进一步地，所述步骤S103为，在连续m分钟内，对所述水泵的停止时间进行对比获得多个时间比值，若所述多个时间比值均在0.9-1.1范围内，则输出漏水信号；其中，10≤m≤120。

进一步地，所述步骤S103为，在连续m分钟内，对所述水泵的停止时间进行对比获得多个时间比值，若所述多个时间比值均在0.95-1.05范围内，则输出漏水信号；其中，30≤m≤60。

进一步地，所述tn为偶数次停止时间，所述tn-1为奇数次停止时间。

一种控制器，所述控制器为使用上述任一项基于小流量的水泵漏水控制方法的控制电路板。

所述控制电路板包括，单片机、驱动模块、降压电路模块；所述驱动模块与单片机连接，用于控制水泵电机的通断电，所述降压电路模块用于给单片机供电和驱动模块供电，并用于连接市电电源；所述单片机用于接收压力信号、水流信号、计时并记录水泵的停止时间、对水泵的停止时间进行运算和比较、输出信号以及控制驱动模块；所述驱动模块可以使用但不限于继电器。

一种水泵，为使用上述任一项基于小流量的水泵漏水控制方法控制的水泵。

进一步地，所述水泵包括，

止回阀，设置在水泵的低压力端；

控制器，所述控制器用于连接市电电源和水泵的电机，控制水泵的启停，接收压力信号、水流信号、计时并记录水泵的停止时间、对水泵的停止时间进行运算和比较以及输出信号；

压力传感器，所述压力传感器设置于水泵的高压力端，用于检测水泵的压力信号，并输出压力信号至控制器；

所述流量开关传感器设置于水泵的高压力端或低压力端，用于检测水泵的水流信号，并输出水流开关量信号至控制器。

进一步地，所述压力传感器为压力开关传感器，其输出为开关量信号。

本发明的有益效果是：

上述基于小流量的水泵漏水控制方法是通过在压力信号控制水泵启停时，连续计时并记录水泵的停止时间，并对连续时间段内水泵的停止时间的比值是否稳定来判断供水系统是否漏水；以帮助用户获知供水系统是否存在漏水，减少漏水造成的损失。

另外一种使用上述基于小流量的水泵漏水控制方法的控制器可以实现来对水泵的漏水情况进行检测控制，适用范围广。

另外一种使用上述基于小流量的水泵漏水控制方法进行控制的水泵，可以解决水泵供水过程中的漏水检测问题，减少用水损失。

附图说明

图1为本发明一种基于小流量的水泵漏水控制方法的流程示意图；

图2为本发明一种控制器的各功能模块连接示意图；

图3为本发明一种水泵的结构示意图；

图4为实施例3的一种水泵各功能模块连接示意图。

具体实施方式

实施例1：

结合图1所示的一种基于小流量的水泵漏水控制方法，水泵的水流信号是通过流量开关传感器进行检测，水泵的压力信号由压力开关传感器或压力检测传感器进行检测；通过水泵控制器来接收压力信号和水流信号，并对水泵的启停进行控制；当有水流信号时，水泵持续运转；当水流信号断开时，水泵由压力信号控制，即当水泵压力达到所述压力开关传感器或压力检测传感器的压力设定值时，水泵停止运转或延时停泵，当水泵压力低于所述压力开关传感器或压力检测传感器的压力设定值时，水泵启动运转。

目前最为常用的流量开关传感器是干簧管感应式水流开关传感器，流量开关传感器只对水流的有无进行检测，且输出为开关量信号；因其成本低，大范围应用在家用及农用水泵中，但其存在对小流量无法检测感应的缺陷；因此，在实际使用环境中，当流量开关传感器检测到水泵无水流信号时，实际上水泵可能在小流量供水或管道小流量泄漏，也可能是已经停止用水；造成水流信号断开的原因有多种，包括但不限于，水泵进口堵塞、缺水、用户停止用水，还有状况就是供水管道小流量漏水或用户未关紧出水口等，此时流量开关传感器无法检测到水流信号，在供水系统持续小流量出水时，水泵的压力缓慢降低至压力传感器的压力设定值，进而重新启动水泵以维持水泵的压力；将造成水资源及能量浪费，甚至进一步造成用户其它经济损失。

所述基于小流量的水泵漏水控制方法的具体步骤包括：

S101，连续读取水流信号和压力信号，当水流信号断开时，由压力信号控制水泵的启停，并执行以下步骤；

S102，连续计时并记录水泵的停止时间，依次记录为t1、…、tn-1、tn；其中，n大于1；

S103，在连续的m分钟内，对所述水泵的停止时间进行对比获得多个时间比值，若所述多个时间比值均在0.8-1.2范围内，则输出漏水信号；其中，3≤m≤720。

上述输出漏水信号可以是输出漏水信号至控制器显示屏、漏水指示灯、漏水报警蜂鸣和/或停止水泵运转；进一步地，所述多个时间比值为至少3个。

进一步地，所述步骤S103为，在连续3-720分钟内，按时间先后顺序连续对tn和tn-1进行对比获得多个时间比值，若所述多个时间比值均在0.8-1.2范围内，则输出漏水信号。

优选地，所述步骤S103中，所述m为：10≤m≤120；所述多个时间比值均在0.9-1.1范围内。

优选地，所述步骤S103中，所述m为：30≤m≤60；所述多个时间比值均在0.95-1.05范围内。

通过上述基于小流量的水泵漏水控制方法可以实现对水泵供水系统的漏水检测；其原理是：当供水系统存在泄漏或出水口未关紧时，水被小流量排出，只要在相同的压力条件下，水流速度相同；水泵的启动压力不变，而水泵停止压力取决于水泵的延时停泵时间，若延时停泵的时间相同则水泵的停止压力相同；因此，在延时停泵的时间不变的情况下，每一次水泵的停止时间是稳定的，理论上每一次水泵的停止时间是相同的；但在实际水泵工作中，可能会因为市电电压的波动，造成水泵的功率变化，而影响水泵的停止压力，但市电电压波动范围一般较小。

因此，可以在连续的时间段内，对相同延时停泵时间下的水泵停止时间进行相除获得多个时间比值，若所述多个时间比值稳定在一个范围内，则可以判断出供水系统存在漏水。

从用户习惯来说，一般很少会长时间使用稳定的小流量用水，但也不排除这种情况；所述基于小流量的水泵漏水控制方法主要目的在于让用户获知供水系统存在漏水，以使用户可以对供水系统进行检查，若存在漏水则消除漏水点，减少损失；若是因为用户在长时间以稳定的小流量用水造成控制器输出漏水信号，则用户可以忽略或屏蔽该控制功能。

实施例2

一种控制器，为使用实施例1所述的基于小流量的水泵漏水控制方法的控制电路板；包括，单片机1、驱动模块2、降压电路模块3；所述驱动模块2与单片机1连接，用于控制水泵电机的通断电，所述降压电路模块3用于给单片机1供电和驱动模块2供电，并与市电电源连接；所述单片机1接收压力信号、水流信号、计时并记录水泵的停止时间、对水泵的停止时间进行运算和比较、输出漏水信号以及控制驱动模块；所述驱动模块3可以使用但不限于继电器。

实施例3

一种水泵，为使用实施例1所述的基于小流量的水泵漏水控制方法控制的水泵，包括止回阀51、流量开关传感器10、压力开关传感器11和控制器21；水泵水流从低压力端41流入，从高压力端31流出。

所述止回阀51设置在水泵的压力端41处；

所述流量开关传感器10设置与水泵的低压力端41处，用于检测水泵的水流状况并与控制器21连接，输出流量开关量信号至控制器21；

所述压力传感器11设置于水泵的高压力端31处，用于检测水泵的出口压力并与控制器21连接，输出压力开关量信号至控制器21；

所述控制器21用于连接市电电源和水泵电机，用于控制水泵的启停；并用于接收压力信号、水流信号、计时并记录水泵的停止时间、对水泵的停止时间进行运算和比较以及输出信号。

Claims (10)

1.一种基于小流量的水泵漏水控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

S101，连续读取水流信号和压力信号，当水流信号断开时，由压力信号控制水泵的启停，并执行以下步骤；

S102，连续计时并记录水泵的停止时间，依次记录为t1、…、tn-1、tn；其中，n大于1；

S103，在连续的m分钟内，对所述水泵的停止时间进行对比获得多个时间比值，若所述多个时间比值均在0.8-1.2范围内，则输出漏水信号；其中，3≤m≤720。

2.根据权利要求1所述的基于小流量的水泵漏水控制方法，其特征在于：所述步骤S103为，在连续m分钟内，按时间先后顺序连续对tn和tn-1进行对比获得多个时间比值，若所述多个时间比值均在0.8-1.2范围内，则输出漏水信号；其中，3≤m≤720。

3.根据权利要求1所述的基于小流量的水泵漏水控制方法，其特征在于：所述步骤S103为，在连续m分钟内，对所述水泵的停止时间进行对比获得多个时间比值，若所述多个时间比值均在0.9-1.1范围内，则输出漏水信号；其中，10≤m≤120。

4.根据权利要求1所述的基于小流量的水泵漏水控制方法，其特征在于：所述步骤S103为，在连续m分钟内，对所述水泵的停止时间进行对比获得多个时间比值，若所述多个时间比值均在0.95-1.05范围内，则输出漏水信号；其中，30≤m≤60。

5.根据权利要求1所述的基于小流量的水泵漏水控制方法，其特征在于：所述tn为偶数次停止时间，所述tn-1为奇数次停止时间。

6.一种控制器，其特征在于：所述控制器为使用上述权利要求1-5任一项所述的基于小流量的水泵漏水控制方法的控制电路板。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于：所述控制电路板包括，单片机、驱动模块、降压电路模块；所述驱动模块与单片机连接，用于控制水泵电机的通断电，所述降压电路模块用于给单片机供电和驱动模块供电，并用于连接市电电源；所述单片机用于接收压力信号、水流信号、计时并记录水泵的停止时间、对水泵的停止时间进行运算和比较、输出信号以及控制驱动模块。

8.一种水泵，其特征在于：使用上述权利要求1-5任一项所述的基于小流量的水泵漏水控制方法控制的水泵。

9.根据权利要求8所述的水泵，其特征在于：所述水泵包括，

止回阀，设置在水泵的低压力端；

控制器，所述控制器用于连接市电电源和水泵的电机，控制水泵的启停，接收压力信号、水流信号、计时并记录水泵的停止时间、对水泵的停止时间进行运算和比较以及输出信号；

压力传感器，所述压力传感器设置于水泵的高压力端，用于检测水泵的压力信号，并输出压力信号至控制器；

所述流量开关传感器设置于水泵的高压力端或低压力端，用于检测水泵的水流信号，并输出水流开关量信号至控制器。

10.根据权利要求9所述的水泵，其特征在于：所述压力传感器为压力开关传感器，其输出为开关量信号。