CN109238549A - 一种户外消防栓水压实时监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种户外消防栓水压实时监测装置，包括中部带有内孔的连接法兰盒体，所述连接法兰盒体在内孔内壁上安装有压力传感器，所述连接法兰盒体内安装有电源组件和水压监测电路组件，所述压力传感器和电源组件分别与水压监测电路组件相连。本发明能够实现对户外消防栓水压实时监测以及装置信息的采集，安装在室外消防栓与消防管道供水口之间的法兰连接处，外形和大小正好匹配等同安装一个较厚的法兰密封垫，无需对消防栓进行任何结构改造，具有可靠性好、安全性高、使用寿命长的优点。

Description

一种户外消防栓水压实时监测装置

技术领域

本发明涉及消防设施，具体涉及一种户外消防栓水压实时监测装置，用于实时监测户外消防栓的水压情况。

背景技术

户外消防栓作为城市消防安全的基础设施之一，在预防、应对和救援火灾时起着十分重要的作用。然而，由于户外消防栓设施分布零散、水压监测手段落后、设施老化或人为损坏频繁等原因，消防部门很难对辖区内的户外消防栓进行有效监控和维护，致使很多户外消防栓和所在消防管道处于水压不足甚至无水状态，形同虚设。一旦发生火灾，消防栓缺水或无水可用，无疑会给人民的生命财产带来巨大的伤害和损失。事实上，因消防栓缺水或无水而导致的火灾灭火困难、灾情扩大等案例，在全国范围内并不鲜见。

针对上述现状，现有的户外消防栓水压监测方法或装置对消防栓的水压监测和管控起到了一定作用，但总体存在以下不足：需对消防栓进行结构改造、监测原理和结构较复杂、难以长时间稳定工作、不能在线实时反馈监测状态、在消防栓外安装容易被破坏、监测点位于取水口必须打开出水阀才能监测等。

发明内容

本发明要解决的技术问题：为了解决现有的室外消防栓的实时监测和管控难题，针对现有技术的上述问题，提供一种户外消防栓水压实时监测装置，本发明能够实现对户外消防栓水压实时监测以及装置信息的采集，安装在室外消防栓与消防管道供水口之间的法兰连接处，外形和大小正好匹配等同安装一个较厚的法兰密封垫，无需对消防栓进行任何结构改造，具有可靠性好、安全性高、使用寿命长的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种户外消防栓水压实时监测装置，包括中部带有内孔的连接法兰盒体，所述连接法兰盒体在内孔内壁上安装有压力传感器，所述连接法兰盒体内安装有电源组件和水压监测电路组件，所述压力传感器和电源组件分别与水压监测电路组件相连。

优选地，所述连接法兰盒体上设有用于穿过户外消防栓安装螺栓的安装定位孔或安装定位槽。

优选地，所述连接法兰盒体由底盒和盖板组成，所述内孔设于底盒上，所述底盒朝盖板的一侧设有安装槽，所述电源组件和水压监测电路组件安装在安装槽内，所述安装槽远离内孔的一侧设有定位外台阶、靠近内孔的一侧设有定位内台阶，所述盖板分别支承在定位外台阶和定位内台阶上，且所述定位内台阶上设有凹槽，所述凹槽中装设有密封圈。

优选地，所述水压监测电路组件包括信号调理模块、微处理器、无线通信模块和天线，所述压力传感器的输出端通过信号调理模块和微处理器相连，所述微处理器和无线通信模块相连，所述无线通信模块和天线相连，所述电源组件分别与信号调理模块、微处理器、无线通信模块和天线相连。

优选地，所述水压监测电路组件还包括倾侧传感器，所述倾侧传感器和微处理器相连，所述倾侧传感器由呈放射状布置的三个倾侧开关构成，且任意两个相邻的倾侧开关之间的夹角为120度。

优选地，所述水压监测电路组件还包括无源磁敏开关，所述无源磁敏开关和微处理器相连。

优选地，所述连接法兰盒体在内孔内壁上安装有压力开关，所述压力开关和微处理器相连或者串联布置在微处理器的供电线路上。

优选地，所述电源组件包括充电电池和充放电电路，所述连接法兰盒体的外壁上设有充电接口，所述充电电池通过充放电电路和充电接口相连。

优选地，所述连接法兰盒体的外壁上设有电池插接槽，所述充电电池插设安装在电池插接槽中。

优选地，所述连接法兰盒体在内孔内壁上设有安装孔，所述安装孔的中部设有定位台阶，所述压力传感器从内孔中插设安装在安装孔中且抵触在定位台阶上，所述压力传感器的外壁和安装孔之间设有密封圈。

优选地，所述无线通信模块为NB-IOT通信模块、LORA通信模块、GSM通信模块、GPRS通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块中的一种。

和现有技术相比，本发明具有下述优点：

1、本发明连接法兰盒体在内孔内壁上安装有压力传感器，连接法兰盒体内安装有电源组件和水压监测电路组件，压力传感器和电源组件分别与水压监测电路组件相连，通过上述部件，通过水压监测电路组件能够携带唯一的身份标志，能够实现对户外消防栓水压实时监测以及装置信息的采集，采用压力传感器直接面向消防栓和管道内部水压并可实时将监测信息上载至数据接收平台，可精准监控到水压的有无、大小和变化趋势。

2、本发明包括中部带有内孔的连接法兰盒体，连接法兰盒体在内孔内壁上安装有压力传感器，连接法兰盒体安装在室外消防栓与消防管道供水口之间的法兰连接处，外形和大小正好匹配等同安装一个较厚的法兰密封垫，无需对消防栓进行任何结构改造。

3、本发明所有模块和部件均集成安装在连接法兰盒体内部，连接法兰盒体又全部位于消防栓和消防管道的连接法兰之间，结构上受到严密保护，很难受到外部冲击，因此不容易产生人为破坏，具有可靠性好、安全性高、使用寿命长的优点。

附图说明

图1为本发明实施例一的立体结构示意图。

图2为本发明实施例一去除盖板后的立体结构示意图。

图3为本发明实施例一去除盖板后的主视结构示意图。

图4为图3中的A-A剖视结构示意图。

图5为本发明实施例一的立体分解结构示意图。

图6为本发明实施例一的电路框架结构示意图。

图7为本发明实施例一中倾侧传感器的结构示意图。

图8为本发明实施例二的立体结构示意图。

图9为本发明实施例三的立体结构示意图。

图例说明：1、连接法兰盒体；10、内孔；101、安装定位孔；102、安装定位槽；103、充电接口；104、安装孔；105、定位台阶；11、底盒；12、盖板；13、安装槽；131、定位外台阶；132、定位内台阶；133、凹槽；2、压力传感器；3、电源组件；4、水压监测电路组件；41、信号调理模块；42、微处理器；43、无线通信模块；44、天线；45、倾侧传感器；451、倾侧开关；46、无源磁敏开关；47、压力开关。

具体实施方式

实施例一：

如图1、图2、图3和图5所示，本实施例的户外消防栓水压实时监测装置包括中部带有内孔10的连接法兰盒体1，连接法兰盒体1在内孔10内壁上安装有压力传感器2，连接法兰盒体1内安装有电源组件3和水压监测电路组件4，压力传感器2和电源组件3分别与水压监测电路组件4相连。通过水压监测电路组件4能够携带唯一的身份标志，能够实现对户外消防栓水压实时监测以及装置信息的采集，采用压力传感器2直接面向消防栓和管道内部水压并可实时将监测信息上载至数据接收平台，可精准监控到水压的有无、大小和变化趋势。连接法兰盒体1安装在室外消防栓与消防管道供水口之间的法兰连接处，外形和大小正好匹配等同安装一个较厚的法兰密封垫，无需对消防栓进行任何结构改造。本实施例所有模块和部件均集成安装在连接法兰盒体1内部，连接法兰盒体1又全部位于消防栓和消防管道的连接法兰之间，结构上受到严密保护，很难受到外部冲击，因此不容易产生人为破坏，具有可靠性好、安全性高、使用寿命长的优点。

如图1、图2、图3所示，连接法兰盒体1上设有用于穿过户外消防栓安装螺栓的安装定位孔101，通过安装定位孔101都能够将户外消防栓安装螺栓穿过连接法兰盒体1，从而将本实施例的户外消防栓水压实时监测装置安装在户外消防栓上，完全兼容现有的户外消防栓。

如图1、图2、图3所示，连接法兰盒体1由底盒11和盖板12组成，内孔10设于底盒11上，底盒11朝盖板12的一侧设有安装槽13，电源组件3和水压监测电路组件4安装在安装槽13内，安装槽13远离内孔10的一侧设有定位外台阶131、靠近内孔10的一侧设有定位内台阶132，盖板12分别支承在定位外台阶131和定位内台阶132上，且定位内台阶132上设有凹槽133，凹槽133中装设有密封圈，通过上述结构，能够方便地安装电源组件3和水压监测电路组件4，连接法兰盒体1全部位于消防栓和消防管道的连接法兰之间时，使得上述部件受到严密保护，内孔10设于底盒11上、底盒11朝盖板12的一侧设有安装槽13的方式以及结构定位外台阶131、定位内台阶132双重台阶定位加密封圈密封，能确保安装槽13的密封安全可靠，很难受到外部冲击，具有可靠性好、安全性高、使用寿命长的优点。

如图1、图2、图3所示，电源组件3包括充电电池和充放电电路，连接法兰盒体1的外壁上设有充电接口103，充电电池通过充放电电路和充电接口103相连，通过充电接口103能够方便地给充电电池充电，且不需要拆卸本实施例装置或打开连接法兰盒体1。

本实施例中，连接法兰盒体1的外壁上设有电池插接槽，充电电池插设安装在电池插接槽中，因此可以不打开连接法兰盒体1直接更换充电电池。本实施例中，电池插接槽的开口处铰接有端盖，用于保护充电电池，电池插接槽的底部设有转接电极组件，且充电电池通过转接电极组件与充放电电路相连。毫无疑问，本领域技术人员还可以根据需要选择充电电池的可拆卸安装方式，只要其能够实现不打开连接法兰盒体1直接更换充电电池即可。

如图4所示，连接法兰盒体1在内孔10内壁上设有安装孔104，安装孔104的中部设有定位台阶105，压力传感器2从内孔10中插设安装在安装孔104中且抵触在定位台阶105上，压力传感器2的外壁和安装孔104之间设有密封圈，通过上述结构能够确保压力传感器2安装密封可靠，而且压力传感器2采用拔插式安装，耐压能力高。

如图6所示，水压监测电路组件4包括信号调理模块41、微处理器42、无线通信模块43和天线44，信号调理模块41用于将压力传感器监测到的压力模拟信号转换成数字信号，微处理器42用于控制监测信号的传输，压力传感器2的输出端通过信号调理模块41和微处理器42相连，微处理器42和无线通信模块43相连，无线通信模块43和天线44相连，电源组件3分别与信号调理模块41、微处理器42、无线通信模块43和天线44相连。本实施例中，水压监测电路组件4全部集成在一块电路板上，此外也可以将各个部件分散分布于相互连接的多块电路板上。天线44可以根据需要选择安装在连接法兰盒体1的内部或者外部，相对而言安装在连接法兰盒体1的外部信号更好，因此本实施例中在连接法兰盒体1的外壳上安装有天线接口（图1、2、3、5中省略天线44，仅绘制出天线接口），天线44安装在连接法兰盒体1的外部。天线44可以采用外接天线或外接延长天线，也可采用连接法兰盒体1的内置天线。进一步地，微处理器42还可以可根据监测到的压力变化情况，调整装置启动工作和发射信号的频率，以优化电能消耗，达到更长时间供电工作的目的，从而能够缩短充电或换电池周期。经过测试，根据特定的发射传输信号的方式，电池组初始储电可供本实施例装置连续使用3至5年，且电量剩余信息可实时上传上报。

无线通信模块43用于将监测压力数字信号、当前工作的基本状态信息、电量信息等，通过无线天线发送到云端接收平台。本实施例中，无线通信模块43为4G通信模块，通过植入SIM卡或其他类似方式，每一套本发明装置均具备独立的身份标志，可以精确对应并定位到每个户外消防栓的实际安装位置和实际编号。此外，无线通信模块43还可以根据需要采用NB-IOT通信模块、LORA通信模块、GSM通信模块、GPRS通信模块、3G通信模块、5G通信模块中的任意一种，且每一种通信模块均可以根据需要确定其身份标识，便于确定户外消防栓的实际安装位置和编号。压力传感器实时监测消防栓内水压的有无、大小、变化趋势等，可以有效监控到消防栓是否空置无水、水压是否不足、是否漏水或正被盗取水等。

如图6所示，水压监测电路组件4还包括倾侧传感器45，倾侧传感器45和微处理器42相连，可以监测消防栓是否倾倒、歪斜等状态，如果检测到倾倒、歪斜状态，即可判定被监测的户外消防栓已经被破坏。

如图7所示，倾侧传感器45由呈放射状布置的三个倾侧开关451构成，且任意两个相邻的倾侧开关451之间的夹角为120度，从而能够检测各个方向的倾倒、歪斜等状态信息，具有检测结构简单、成本低廉、检测准确度高的优点。

如图6所示，水压监测电路组件还包括无源磁敏开关46，无源磁敏开关46和微处理器42相连。通过无源磁敏开关46，可以在不开盖的情况下，通过外部的带磁装置使微处理器42进行初始化或重启，该无源磁敏开关46工作时自身不耗电，符合低功耗设计理念，该无源磁敏开关46设计在连接法兰盒体1内部，不需要在连接法兰盒体1的外壳上开孔，便于连接法兰盒体1的外壳做防水设计。

本实施例中连接法兰盒体1在内孔10内壁上安装有压力开关47，参见图6，压力开关47和微处理器42相连。通过压力开关47可以实现在监测到长期无水压、水压长期稳定等情况时，微处理器42自动进入休眠状态以节约电源；当压力开关47监测突然有水压或水压突然有变化时，微处理器42可立即启动水压监测。此外，如果微处理器42不支持休眠功能，也可以将压力开关47串联布置在微处理器42的供电线路上，通过对微处理器42的供电的控制同样也可以实现节约电源的效果。

本实施例的户外消防栓水压实时监测装置的工作原理如下：将本实施例的户外消防栓水压实时监测装置安装在室外消防栓与消防管道的连接法兰位置，由于本发明装置特别的结构设计，其等同于在消防栓与消防管道的连接法兰位置安装了一个更厚的法兰密封垫，不用对消防栓进行任何结构改造。消防管网开始通水时，本实施例的户外消防栓水压实时监测装置内置的压力传感器2监测到消防栓内的水压信号，信号调理模块41将压力传感器2监测到的压力模拟信号转换成数字信号，无线通信模块43将压力数字信号、本实施例装置工作基本状态、剩余电量等信息通过无线天线，以无线方式传输到信号接收云端平台，完成对消防水压和消防栓状态信息的监控采集。根据消防栓内的水压的有无、大小和变化趋势，可实时监控到目标户外消防栓是否空置无水、是否有泄露或被盗取用水、是否被破坏损坏等信息，并即时上传上报到接收云端平台。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，其主要区别点为：连接法兰盒体1上用于穿过户外消防栓安装螺栓的安装结构不同。如图8所示，本实施例中连接法兰盒体1上设有用于穿过户外消防栓安装螺栓的安装定位槽102，通过安装定位槽102同样也能够将户外消防栓安装螺栓穿过连接法兰盒体1，从而将本实施例的户外消防栓水压实时监测装置安装在户外消防栓上。

实施例三：

本实施例与实施例一基本相同，其主要区别点为：连接法兰盒体1上用于穿过户外消防栓安装螺栓的安装结构不同。如图9所示，本实施例中连接法兰盒体1上同时设有用于穿过户外消防栓安装螺栓的安装定位孔101和安装定位槽102，通过安装定位孔101和安装定位槽102都能够将户外消防栓安装螺栓穿过连接法兰盒体1，从而将本实施例的户外消防栓水压实时监测装置安装在户外消防栓上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种户外消防栓水压实时监测装置，其特征在于：包括中部带有内孔（10）的连接法兰盒体（1），所述连接法兰盒体（1）在内孔（10）内壁上安装有压力传感器（2），所述连接法兰盒体（1）内安装有电源组件（3）和水压监测电路组件（4），所述压力传感器（2）和电源组件（3）分别与水压监测电路组件（4）相连。

2.根据权利要求1所述的户外消防栓水压实时监测装置，其特征在于：所述连接法兰盒体（1）上设有用于穿过户外消防栓安装螺栓的安装定位孔（101）或安装定位槽（102）。

3.根据权利要求2所述的户外消防栓水压实时监测装置，其特征在于：所述连接法兰盒体（1）由底盒（11）和盖板（12）组成，所述内孔（10）设于底盒（11）上，所述底盒（11）朝盖板（12）的一侧设有安装槽（13），所述电源组件（3）和水压监测电路组件（4）安装在安装槽（13）内，所述安装槽（13）远离内孔（10）的一侧设有定位外台阶（131）、靠近内孔（10）的一侧设有定位内台阶（132），所述盖板（12）分别支承在定位外台阶（131）和定位内台阶（132）上，且所述定位内台阶（132）上设有凹槽（133），所述凹槽（133）中装设有密封圈。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的户外消防栓水压实时监测装置，其特征在于：所述水压监测电路组件（4）包括信号调理模块（41）、微处理器（42）、无线通信模块（43）和天线（44），所述压力传感器（2）的输出端通过信号调理模块（41）和微处理器（42）相连，所述微处理器（42）和无线通信模块（43）相连，所述无线通信模块（43）和天线（44）相连，所述电源组件（3）分别与信号调理模块（41）、微处理器（42）、无线通信模块（43）和天线（44）相连。

5.根据权利要求4所述的户外消防栓水压实时监测装置，其特征在于：所述水压监测电路组件（4）还包括倾侧传感器（45），所述倾侧传感器（45）和微处理器（42）相连，所述倾侧传感器（45）由呈放射状布置的三个倾侧开关（451）构成，且任意两个相邻的倾侧开关（451）之间的夹角为120度。

6.根据权利要求4所述的户外消防栓水压实时监测装置，其特征在于：所述水压监测电路组件（4）还包括无源磁敏开关（46），所述无源磁敏开关（46）和微处理器（42）相连。

7.根据权利要求4所述的户外消防栓水压实时监测装置，其特征在于：所述连接法兰盒体（1）在内孔（10）内壁上安装有压力开关（47），所述压力开关（47）和微处理器（42）相连或者串联布置在微处理器（42）的供电线路上。

8.根据权利要求1所述的户外消防栓水压实时监测装置，其特征在于：所述电源组件（3）包括充电电池和充放电电路，所述连接法兰盒体（1）的外壁上设有充电接口（103），所述充电电池通过充放电电路和充电接口（103）相连。

9.根据权利要求8所述的户外消防栓水压实时监测装置，其特征在于：所述连接法兰盒体（1）的外壁上设有电池插接槽，所述充电电池插设安装在电池插接槽中。

10.根据权利要求1所述的户外消防栓水压实时监测装置，其特征在于：所述连接法兰盒体（1）在内孔（10）内壁上设有安装孔（104），所述安装孔（104）的中部设有定位台阶（105），所述压力传感器（2）从内孔（10）中插设安装在安装孔（104）中且抵触在定位台阶（105）上，所述压力传感器（2）的外壁和安装孔（104）之间设有密封圈。