CN107975677B - 安全限量计量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流量计量技术领域，是一种安全限量计量装置及其使用方法，其前者包括控制系统、液体流量计、第一电磁阀、气体流量计、第二电磁阀，所述液体流量计与第一电磁阀均安装在第一管道上，气体流量计和第二电磁阀均安装在第二管道上，控制系统包括数据采集模块、控制器和电源模块，液体流量计和气体流量计均与数据采集模块连接，数据采集模块和电源模块均与控制器电连接，第一电磁阀和第二电磁阀均与控制器连接。本发明通过优化提高计量装置自身计量安全功能，最大限度的降低了计量装置后段因设备设施泄漏、损坏以及人员误操作等造成介质泄漏而诱发的安全生产事故，具有很好的市场需求和经济效益，同时具有很好的社会效益。

Description

安全限量计量装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及流量计量技术领域，是一种安全限量计量装置及其使用方法。

背景技术

目前生活和工业在用计量水表和天然气计量流量计等使用过程中仅能实现介质精准计量，其中部分预付费计量表可实现欠费自主切断介质功能，但是都不能实现用户自主设置单次或自主累计量达到后的自动安全限量计量。居民住宅经常发生自来水管线上的阀门因腐蚀、老化等原因导致关闭不严、临时停水忘关发阀门，来水后主人不在家等原因，造成漏水，导致房屋被淹；日常生活中和工业用天然气时，经常会发生天然气泄漏达到爆炸极限后引起着火爆炸等安全事故。

发明内容

本发明提供了一种安全限量计量装置及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的自来水管道和天然气管道上没有安装安全限量计量装置，存在安全隐患的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种安全限量计量装置，包括控制系统、液体流量计、第一电磁阀、气体流量计、第二电磁阀，所述液体流量计与第一电磁阀均安装在第一管道上且第一电磁阀安装在液体流量计的后端，气体流量计和第二电磁阀均安装在第二管道上且第二电磁阀安装在气体流量计的后端，控制系统包括数据采集模块、控制器和电源模块，液体流量计和气体流量计均与数据采集模块连接，数据采集模块和电源模块均与控制器电连接，所述第一电磁阀和第二电磁阀均与控制器连接。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述控制系统还包括数据接收模块和数据判断比对模块，所述数据接收模块的输入端与数据采集模块电连接，所述数据接收模块的输出端与数据判断比对模块的输入端电连接，数据判断比对模块与控制器电连接。

上述还包括控制面板，所述控制面板与数据接收模块电连接。

上述还包括移动控制终端和通信模块，所述控制器通过通信模块与移动控制终端通信连接。

上述所述移动控制终端为手机或平板电脑。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种安全限量计量装置的使用方法，包括以下步骤：

第一步，液体流量计计量第一管道内的自来水流量，气体流量计计量第二管道内的天然气流量，数据采集模块采集自来水流量信号和天然气流量信号，之后进入第二步；

第二步，数据采集模块将实时采集的水流量信号和天然气流量信号输送至数据接收模块，使用控制面板输入被计量用户的房间最大有效空间面积、最小拦截高度和气体安全浓度极限值至数据接收模块，之后进入第三步；

第三步，数据接收模块将实时采集的自来水流量信号和天然气流量信号以及被计量用户房间的最大有效空间面积、最小拦截高度和气体安全浓度极限值均输入至数据判断对比模块，数据判断对比模块对房间能容纳的自来水流量的最大上限流量进行计算，计算公式为：

液体最大上限流量=最大有效空间面积×最小拦截高度（1）；

之后进入第四步；

同时，数据判断对比模块对房间能容纳的天然气最大上限流量进行计算，计算公式为：

气体最大上限流量=最大有效空间体积×气体安全浓度极限值（2）；

之后进入第五步；

第四步，数据判断比对模块将自来水实时流量与液体最大上限流量进行对比，若自来水实时流量小于液体最大上限流量，则控制器不发送控制指令；若自来水实时流量大于等于液体最大上限流量，则控制器发送控制指令控制第一电磁阀关闭；之后进入第六步；

第五步，数据判断比对模块将天然气实时流量与气体最大上限流量进行对比，若天然气实时流量小于气体最大上限流量，则控制器不发送控制指令；若天然气实时流量大于等于天然气最大上限流量，则控制器发送控制指令控制第二电磁阀关闭；之后进入第六步；

第六步，控制器发送警报信号至用户移动控制终端，远程报警。

本发明通过控制系统最大限度的消除因计量装置后段设备设施损坏泄漏或人为操作不当造成的自来水跑水事故和天然气泄漏引发着火爆炸等安全事故，提高了设备设施本质安全。本发明属于提高计量设备设施本质安全性的发明，适用于各类介质计量领域，通过优化提高计量装置自身计量安全功能，最大限度的降低了计量装置后段因设备设施泄漏、损坏以及人员误操作等造成介质泄漏而诱发的安全生产事故，可广泛应用于化工、油田以及家居生活，具有很好的市场需求和经济效益，同时具有很好的社会效益。

附图说明

附图1为本发明实施例1的电连接控制框图。

附图2为本发明实施例2的方法流程图。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该安全限量计量装置包括控制系统、液体流量计、第一电磁阀、气体流量计、第二电磁阀，所述液体流量计与第一电磁阀均安装在第一管道上且第一电磁阀安装在液体流量计的后端，气体流量计和第二电磁阀均安装在第二管道上且第二电磁阀安装在气体流量计的后端，控制系统包括数据采集模块、控制器和电源模块，液体流量计和气体流量计均与数据采集模块连接，数据采集模块和电源模块均与控制器电连接，所述第一电磁阀和第二电磁阀均与控制器连接。

这里的第一管道为自来水管道，第二管道为天然气管道。

本发明通过控制系统最大限度的消除因计量装置后段设备设施损坏泄漏或人为操作不当造成的自来水跑水事故和天然气泄漏引发着火爆炸等安全事故，提高了设备设施本质安全。本发明属于提高计量设备设施本质安全性的发明，适用于各类介质计量领域，通过优化提高计量装置自身计量安全功能，最大限度的降低了计量装置后段因设备设施泄漏、损坏以及人员误操作等造成介质泄漏而诱发的安全生产事故，可广泛应用于化工、油田以及家居生活，具有很好的市场需求和经济效益，同时具有很好的社会效益。

可根据实际需要，对上述安全限量计量装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，控制系统还包括数据接收模块和数据判断比对模块，所述数据接收模块的输入端与数据采集模块电连接，所述数据接收模块的输出端与数据判断比对模块的输入端电连接，数据判断比对模块与控制器电连接。通过控制系统对各模块的控制，实现对第一电磁阀和第二电磁阀的精确控制，从而达到对液体管线及气体管线的安全管理。

在控制系统运行的过程中，首先系统的操作界面需要获得用户的基础限定值，基础限定值可直接录入至控制系统，对操作环境设置了安全界定标准值；其次控制系统中的数据采集模块会自动收集液体流量或者气体流量数据，并把收集的数据以节点为单位，通过数据接收模块对节点的起始时间、流量数据进行分包传输到数据判断比对模块中；最后数据判断比对模块通过算法进行数据比对来判断执行的操作；当实际测得液体流量或气体流量数据达到设定的安全界定标准值时，控制器控制第一电磁阀或第二电磁阀关闭。

如附图1所示，还包括控制面板，所述控制面板与数据接收模块电连接。实际使用时，根据实际的室内空间面积，通过控制面板手动输入气体最大上限流量及液体的最大上限流量；当液体流量计实际测得单次累计流量超过液体的最大上限流量时，控制器控制第一电磁阀自动关闭；当气体流量计实际测得单次累计流量超过气体的最大上限流量时，控制器控制第二电磁阀自动关闭，第一电磁阀和第二电磁阀再次打开前必须经授权人检查确认无误后，人工启动控制面板，气体流量计或液体流量计方可恢复正常工作。

如附图1所示，还包括移动控制终端和通信模块，所述控制器通过通信模块与移动控制终端通信连接。当出现危急情况时，控制器给出警报信号并发送至提前设置好的相关人员手机或者相关APP等管理软件。

如附图1所示，所述移动控制终端为手机或平板电脑。

实施例2：如附图1、2所示，一种安全限量计量装置的使用方法，包括以下步骤：

第一步，液体流量计计量第一管道内的自来水流量，气体流量计计量第二管道内的天然气流量，数据采集模块采集自来水流量信号和天然气流量信号，之后进入第二步；

第二步，数据采集模块将实时采集的水流量信号和天然气流量信号输送至数据接收模块，使用控制面板输入被计量用户的房间最大有效空间面积、最小拦截高度和气体安全浓度极限值至数据接收模块，之后进入第三步；

第三步，数据接收模块将实时采集的自来水流量信号和天然气流量信号以及被计量用户房间的最大有效空间面积、最小拦截高度和气体安全浓度极限值均输入至数据判断对比模块，数据判断对比模块对房间能容纳的自来水流量的最大上限流量进行计算，计算公式为：

液体最大上限流量=最大有效空间面积×最小拦截高度（1）；

之后进入第四步；

同时，数据判断对比模块对房间能容纳的天然气最大上限流量进行计算，计算公式为：

气体最大上限流量=最大有效空间体积×气体安全浓度极限值（2）；

之后进入第五步；

第四步，数据判断比对模块将自来水实时流量与液体最大上限流量进行对比，若自来水实时流量小于液体最大上限流量，则控制器不发送控制指令；若自来水实时流量大于等于液体最大上限流量，则控制器发送控制指令控制第一电磁阀关闭；之后进入第六步；

第五步，数据判断比对模块将天然气实时流量与气体最大上限流量进行对比，若天然气实时流量小于气体最大上限流量，则控制器不发送控制指令；若天然气实时流量大于等于天然气最大上限流量，则控制器发送控制指令控制第二电磁阀关闭；之后进入第六步；

第六步，控制器发送警报信号至用户移动控制终端，远程报警。

移动控制终端能接收报警数据主要是依托物联网系统来实现的，属于现有公知技术；物联网系统有三个层，分别是感知层、网络层和应用层，物联网系统的感知层主要是获取控制系统中控制器传出的数据，并把数据统一化处理，有模拟信号的均转换成数字信号，待数字化处理完毕后通过网络层把数据传输到远程服务器端，网络层主要依托于小区宽带的专线传输，保证了数据传输的速度及安全性，最后在服务器端收到所有的数据后，在应用层通过软件把数据转换成可读模式，再通过语音拨号，手机app界面查询等方式反馈给授权客户。

实施例3：根据液体最大量上限计算公式最大上限流量=最大有效空间面积×最小拦截高度，以普通家庭正常用水设置，厨房或卫生间正常设计有效使用面积介于4m²至8m²,假设排水通道全部堵塞的情况下，最高存水高度0.125m至0.0625m,普通家庭厨房、卫生间与客厅卧室等地坪高差可以满足最大上限流量存水需求，家庭单次开启水龙头最大用水量主要是洗衣服洗衣机进水或洗澡用水，浴缸以及淋浴或洗衣机单次正常最大用水量远低于0.5m³，单次液体最大上限量的设置不会影响正常生活用水，同时避免非正常跑水时造成财产损失。

气体最大上限流量限制主要是针对有毒有害可燃气体泄漏量进行计算:气体最大上限流量=最大有效空间体积×气体安全浓度极限值。家用天然气设置:普通家庭厨房有效空间使用面积4m²至8m²,有效高度2.5m，有效空间体积10m³至20m³，天然气的爆炸极限范围是5%至15%，即天然气在空气中浓度小于5%或大于15%均不会爆炸，只有在这个值内遇热源(明火)才会爆炸。设置家用天然气单次最大上限流量时，最大单次流量就不能高于最低爆炸浓度5%，即单次最大上限流量为0.2m³至0.4m³，而普通家庭单次用气量远低于0.2m³。单次天然气气体最大上限量的设置不会影响正常生活用气，同时避免非正常气体泄漏后引人的误操作等原因而引起着火爆炸人员中毒等安全事故。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (2)

1.一种使用安全限量计量装置的方法，其特征在于安全限量计量装置包括控制系统、液体流量计、第一电磁阀、气体流量计、第二电磁阀，所述液体流量计与第一电磁阀均安装在第一管道上且第一电磁阀安装在液体流量计的后端，气体流量计和第二电磁阀均安装在第二管道上且第二电磁阀安装在气体流量计的后端，控制系统包括数据采集模块、控制器和电源模块，液体流量计和气体流量计均与数据采集模块连接，数据采集模块和电源模块均与控制器电连接，所述第一电磁阀和第二电磁阀均与控制器连接，控制系统还包括数据接收模块和数据判断比对模块，所述数据接收模块的输入端与数据采集模块电连接，所述数据接收模块的输出端与数据判断比对模块的输入端电连接，数据判断比对模块与控制器电连接；还包括控制面板，所述控制面板与数据接收模块电连接；还包括移动控制终端和通信模块，所述控制器通过通信模块与移动控制终端通信连接，该使用安全限量计量装置的方法包括以下步骤：

第一步，液体流量计计量第一管道内的自来水流量，气体流量计计量第二管道内的天然气流量，数据采集模块采集自来水流量信号和天然气流量信号，之后进入第二步；

第二步，数据采集模块将实时采集的水流量信号和天然气流量信号输送至数据接收模块，使用控制面板输入被计量用户的房间最大有效空间面积、最小拦截高度和气体安全浓度极限值至数据接收模块，之后进入第三步；

第三步，数据接收模块将实时采集的自来水流量信号和天然气流量信号以及被计量用户房间的最大有效空间面积、最小拦截高度和气体安全浓度极限值均输入至数据判断对比模块，数据判断对比模块对房间能容纳的自来水流量的最大上限流量进行计算，计算公式为：

液体最大上限流量=最大有效空间面积×最小拦截高度（1）；

之后进入第四步；

同时，数据判断对比模块对房间能容纳的天然气最大上限流量进行计算，计算公式为：

气体最大上限流量=最大有效空间体积×气体安全浓度极限值（2）；

之后进入第五步；

第四步，数据判断比对模块将自来水实时流量与液体最大上限流量进行对比，若自来水实时流量小于液体最大上限流量，则控制器不发送控制指令；若自来水实时流量大于等于液体最大上限流量，则控制器发送控制指令控制第一电磁阀关闭；之后进入第六步；

第五步，数据判断比对模块将天然气实时流量与气体最大上限流量进行对比，若天然气实时流量小于气体最大上限流量，则控制器不发送控制指令；若天然气实时流量大于等于天然气最大上限流量，则控制器发送控制指令控制第二电磁阀关闭；之后进入第六步；

第六步，控制器发送警报信号至用户移动控制终端，远程报警。

2.根据权利要求1所述使用安全限量计量装置的方法，其特征在于所述移动控制终端为手机或平板电脑。