CN110145691A - 一种具有双通道水流计量管道的水流监测装置及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种具有双通道水流计量管道的水流监测装置及监测方法，其包括双通道水流计量管道，采用了磁电感应装置、电动阀、控制模块和无线控制器来确定及区分不同程度管道漏水，避免漏水误判。本发明反应快速准确，结构稳定，使用寿命长，用户需要长时间用水时，也避免了误判报警。
Description
技术领域
本发明属于管道及水流监测技术领域，指一种具有双通道水流计量管道的水流监测装置及监测方法。
背景技术
随着社会的快速发展，自来水管道早已遍布各个场所，不管是在商场、酒店等人流量巨大的场所，还是在公寓、办公室、仓库等私人建筑中，自来水管道是建筑物供水排水所必须具备的设施，但是自来水管道由于使用时间较久，容易出现管道老化后产生破裂或因其他因素造成管道损坏，那么自来水就会从这些管道中泄漏，从而对建筑物结构以及建筑物内部的物品造成破坏，如造成墙体进水，损坏家具等等。尤其是居民楼等高层建筑，常常采用高压供水的方式，如果在屋内没有人的情况下出现了管道的泄漏，那么大量的水将会以不受控制的状态进行释放，对屋内环境及设施造成严重的破坏，即便房屋内有人，如果没有及时发现管道泄漏或者没有及时关掉阀门，其造成的结果也可能是灾难性的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于确定及区分不同程度管道漏水，避免漏水误判的水流监测装置及监测方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种具有双通道水流计量管道结构的水流监测装置，包括具有进水口和出水口的管道，在管道内设置有用于计算水量的水流计量装置，所述管道上具有主通道和支通道，所述的主通道直接贯通进水口和出水口，支通道贯通进水口和主通道，在进水口和主通道之间设置有单向阀，具体结构为：在大流速状态，单向阀打开，使水流先进入进水口，再进入主通道和支通道，最后水流汇合到主通道触发水流计量装置工作后从出水口流出的结构，在小流速状态，单向阀关闭，使水流依次进入进水口、支通道、主通道，在主通道内触发水流计量装置工作后从出水口流出的结构；所述的水流计量装置连接有磁电感应装置，在主通道靠近出水口上设置有电动阀，所述的磁电感应装置和电动阀上均连接有控制模块，该控制模块外联有无线控制器。
在上述的水流监测装置中，所述支通道与主通道之间设置有水流隔离板，在水流隔离板上开设有增压斜孔，支通道与主通道通过该增压斜孔相连通；所述水流计量装置主要包括设置在主通道内旋转的叶轮，水流经过增压斜孔后定向触发叶轮使叶轮旋转工作。
在上述的水流监测装置中，所述主通道内设置有大腔室，在大腔室内通过定位轴旋转设置有所述的叶轮，所述支通道内设置有小腔室，该小腔室通过水流道与进水口相连通，当小流速使用时，水流依次经过进水口、水流道、小腔室、增压斜孔、大腔室和出水口，且经过增压斜孔的水流直接经过叶轮并触发叶轮旋转工作。
在上述的水流监测装置中，所述大腔室上设置有盖体，所述的磁电感应装置设置在盖体上。
在上述的水流监测装置中，所述单向阀包括有支架和滑动块，在支架与滑动块之间设置弹簧，所述的支架上开设置有导水斜面，在大流速状态，单向阀打开，水流经过所述导水斜面定向触发叶轮使叶轮旋转工作。
在上述的水流监测装置中，所述单向阀包括管套，管套连接在管道的进水口处，在管套与管道的连接处开设有小流速进水通道。
在上述的水流监测装置中，所述小流速进水通道单独在管套的圆周外侧面上成型或单独在管道内侧面上成型或在管套的圆周外侧面和管道内侧面上均成型一部分组合而成。一种具有上述水流监测装置的监测方法，所述的无线控制器包括无线接收模块和无线发射模块，在自来水入户端安装具有主通道和支通道的管道、磁电感应装置、控制模块、电动阀和无线接收模块，控制模块包括计时装置和计数装置，在室内可能需要大量用水的用水场所安装无线发射模块，无线发射模块包括人体感应装置和控制按钮；
当管道内的水流流通时，水流单独从支通道流到主通道的大腔室触发叶轮旋转工作或者从主通道和支通道分别进入汇合到主通道的大腔室触发叶轮旋转工作，控制模块内的计时装置和计数装置开始获取磁电感应装置给出的信号，根据预设的单次用水的额定用水时间和最大用水量来判断是否为正常用水，当获取的信号判断出超过额定的用水时间或最大用水量时，判断为非正常用水，开始报警并控制所述电动阀通断所述管道的进水，当获取的信号未超过额定的用水时间或最大用水量时，控制模块记录的单次用水时间和用水量清零；
当用户有可能出现超时超量用水情况下，通过无线发射模块来给控制模块传递信号，当有用户进入用水场所，无线发射模块自动通过人体感应装置或通过控制按钮来暂停控制模块的工作；
当管道判断为非正常用水报警时，用户可以通过控制按钮解除报警。
在上述监测方法中，所述无线发射模块和控制模块上均具有配对模块，同时长按无线发射模块和控制模块上的配对模块的按钮实现两者配对连接。
在上述监测方法中，包括有额定暂停时间模块，当暂停时间超过额定暂停时间，则控制模块重新进入工作状态，如在额定暂停时间内控制模块重复获取到人体感应装置或控制按钮重复发送的暂停信号，则以最后一次接受到的信号为准。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1、本发明水流监测装置采用了双通道设计的管道结构，能够更加快速准确的使水流的动向直接经过叶轮，在控制模块记录所述磁电感应装置反馈所述叶轮连续旋转圈数信号换算成所述管道出水口内的水流量信号或时间长度，并通过监控该水流量信号或时间长度控制所述电动阀通断所述管道，及时判断管道是否存在漏水，能够第一时间的去避免不必要的损失及灾难的出现；
2、本发明具有无线控制器，能够暂停控制模块工作，当用户需要长时间用水时，避免了误判报警。
附图说明
图1是本发明中双通道水流计量管道结构在单向阀冲开时结构示意图；
图2是本发明中双通道水流计量管道结构在单向阀闭合时结构示意图；
图3是本发明中双通道水流计量管道结构具有大、小腔室的结构示意图；
图4是本发明图3中F部的局部放大图；
图5是本发明中水流监测装置的结构示意图；
图6是本发明中单向阀的结构示意图；
图7是本发明中的支架和导水斜面的结构示意图；
图8是本发明小流速进水通道开设在管道上的结构示意图；
图9是本发明小流速进水通道开设在管道和管套上的结构示意图；
图10是本发明中的监测方法的框图。
图中标号所表示的含义：1-进水口；2-出水口；3-水流计量装置；31-叶轮；311-定位轴；4-主通道；41-大腔室；5-支通道；51-小腔室；6-单向阀；61-支架；611-导水斜面；62-滑动块；63-弹簧；64-管套；7-水流隔离板；8-增压斜孔；9-水流道；100-磁电感应装置；200-电动阀；300-控制模块；400-盖体；500-小流速进水通道；600-管道。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述：
参照图1和图2，结合图5所示，一种使用上述管道结构的水流监测装置，包括具有进水口1和出水口2的管道600，在管道600内设置有用于计算水量的水流计量装置3，所述管道600上具有主通道4和支通道5，所述的主通道4直接贯通进水口1和出水口2，支通道3贯通进水口1和主通道4，在进水口1和主通道4之间设置有单向阀6，具体结构为：在大流速状态，单向阀6打开，使水流先进入进水口1，再进入主通道4和支通道5，最后水流汇合到主通道4后从出水口2流出的结构，在小流速状态，单向阀6关闭，使水流依次进入进水口1、支通道5、主通道4和出水口2的结构；所述的水流计量装置3连接有磁电感应装置，在主通道4靠近出水口2上设置有电动阀200，所述的磁电感应装置100和电动阀200上均连接有控制模块300。本结构的单向阀打开或者关闭并不是事先设置的，而是通过水量、流速等综合因素决定的，通俗而言，就是单向阀是否被水压冲开，如果冲开就是本技术方案中的单向阀打开，没冲开就是单向阀关闭；本发明是为了解决普通水管只有一个通道(本技术方案中的主通道)存在的缺陷，当只有一个主通道时，从进水口进入的水流没冲开单向阀时即代表管道内的水没在流通，但是当单向阀有所损坏或密封面密封有问题时，即使单向阀没被冲开，也可能存在水流从单向阀损坏处或密封间隙经过从而进入主通道，但由于经过的水流太小，进入主通道的水流又没有触发水流计量装置而是绕过了水流计量装置直接流向出水口，那么就会存在无法准确检测到管道里有水流经过的情况，就会导致对建筑物结构以及建筑物内部的物品造成破坏的情况出现。本技术方案中管道使用了双通道(主通道和支通道)，由于支通道的设计结构能够有效的避免水流绕过水流计量装置的情况，换言之，本结构能够让管道经过的水流一定会触发水流计量装置，采用了这样的结构配上感应器和控制模块等就能够实时去监测漏水情况，能够第一时间的去避免损失及灾难的出现。控制模块300记录所述磁电感应装置100反馈所述水流计量装置3(叶轮31)连续旋转圈数信号换算成所述管道出水口2内的水流量信号或时间长度，并通过监控该水流量信号或时间长度控制所述电动阀200通断所述进水管。
优选地，所述支通道5与主通道4之间设置有水流隔离板7，在水流隔离板7上开设有增压斜孔8，支通道5与主通道4通过该增压斜孔8相连通；所述水流计量装置3主要包括设置在主通道4内旋转的叶轮31，水流经过增压斜孔8后定向触发叶轮31使叶轮31旋转工作。本技术方案能够使得水流经过支通道5时，通过增压斜孔8使水流的流速/水压增强，不仅能够更加快速、准确的触发叶轮31旋转工作，而且由于增压斜孔8位于叶轮31的斜下方，能够使得从增压斜孔8处出来的水流触发叶轮31后叶轮31旋转的更加平稳，计量更加准确，使用寿命也更加长，例如，当增压过的水流从其他方向触发到叶轮31上，很有可能会导致叶轮31旋转不稳定，然后造成反馈的信号有误。
参照图3，结合图5所示，优选地，所述主通道4内设置有大腔室41，在大腔室41内通过定位轴311旋转设置有所述的叶轮31，所述支通道5内设置有小腔室51，该小腔室51通过水流道9与进水口1相连通。所述大腔室41上设置有盖体400，所述的磁电感应装置100设置在盖体400上。当小流速使用时，水流依次经过进水口1、水流道9、小腔室51、增压斜孔8、大腔室41和出水口2，且经过增压斜孔8的水流直接经过叶轮31并触发叶轮31工作。本技术方案中，水流从进水口1进入小腔室时已经有了一种增压的效果，当再经过比小腔室51更小的增压斜孔8时，水流经过了进一步的处理，流速/水压将会更快更强，那么此时的水流就会向一条直线一样直接更加快速、准确的触发到水流计量装置3上，即触发叶轮31的旋转工作。另外，在水流进入小腔室的过程中还能够过滤一些杂质，这样能很好的避免一些杂质从小腔室经过后堵塞在增压斜孔8中。参照图6、图7、图1和图5所示，优选地，所述单向阀6包括有支架61和滑动块62，在支架61与滑动块62之间设置弹簧63，所述的支架61上开设置有导水斜面611，在大流速状态时，单向阀6打开，水流经过所述导水斜面611定向触发在叶轮31上使叶轮31旋转工作。本技术方案中的导水斜面611的作用能够使得水流更加直接快速、准确的触发到叶轮31上。
如图3和图4优选地，所述单向阀6包括管套64，管套64连接在管道的进水口1处，在管套64与管道600的连接处开设有小流速进水通道500。本技术方案的作用在于：水流没有冲开单向阀6时，进水口的水就能够进入到支通道5内。
如图1、图2、图3、图6、图8和图9所示，优选地，所述小流速进水通道500单独在管套64的圆周外侧面上成型或单独在管道600内侧面上成型或在管套64的圆周外侧面和管道600内侧面上均成型一部分组合而成。本技术方案中，小流速进水通道500的开设结构简单合理。
结合图10所示，一种具有上述水流监测装置的监测方法，所述的无线控制器包括无线接收模块和无线发射模块，在自来水入户端安装具有主通道和支通道的管道、磁电感应装置、控制模块、电动阀和无线接收模块，控制模块包括计时装置和计数装置，在室内可能需要大量用水的用水场所安装无线发射模块，无线发射模块包括人体感应装置和控制按钮；
当管道内的水流流通时，水流单独从支通道流到主通道的大腔室触发叶轮旋转工作或者从主通道和支通道分别进入汇合到主通道的大腔室触发叶轮旋转工作，控制模块内的计时装置和计数装置开始获取磁电感应装置给出的信号，根据预设的单次用水的额定用水时间和最大用水量来判断是否为正常用水，当获取的信号判断出超过额定的用水时间或最大用水量时，判断为非正常用水，开始报警并控制所述电动阀通断所述管道的进水，当获取的信号未超过额定的用水时间或最大用水量时，控制模块记录的单次用水时间和用水量清零；
当用户有可能出现超时超量用水情况下，通过无线发射模块来给控制模块传递信号，当有用户进入用水场所，无线发射模块自动通过人体感应装置或通过控制按钮来暂停控制模块的工作；
当管道判断为非正常用水报警时，用户可以通过控制按钮解除报警。
在上述监测方法中，所述无线发射模块和控制模块上均具有配对模块，同时长按无线发射模块和控制模块上的配对模块的按钮实现两者配对连接。
在上述监测方法中，包括有额定暂停时间模块，当暂停时间超过额定暂停时间，则控制模块重新进入工作状态，如在额定暂停时间内控制模块重复获取到人体感应装置或控制按钮重复发送的暂停信号，则以最后一次接受到的信号为准。
将本发明安装在自来水入户端，所述控制模块中的计数装置将获取的磁电感应装置反馈的所述叶轮连续旋转的圈数信号换算成所述支通道(小腔室)出水口的水流量信号，并通过监控该水流量信号控制所述电动阀通断所述管道，或者，所述控制模块中的计时装置记录磁电感应装置反馈所述水流计量装置(叶轮)连续旋转圈数信号的时间长度，并通过监控该时间长度控制所述电动阀通断所述管道；特别的，利用所述增压斜孔在所述支通道(小腔室)出水口的水处于小流速时，增大所述支通道(小腔室)出水口的水流速以触发所述水流计量装置(叶轮)旋转，即自来水用户的阀门或水管处于滴漏或细流状态时，所述支通道(小腔室)出水口的水流处于小流速状态，通过所述增压斜孔增大所述支通道(小腔室)出水口的水流速以触发所述水流计量装置(叶轮)工作旋转，使所述磁电感应装置能够在自来水用户的阀门或水管处于滴漏或细流状态时，亦能够监测到所述水流计量装置(叶轮)在连续旋转，以便所述控制模块控制所述电动阀通断所述管道。
本发明中，无线控制器可直接接入，插上无线控制器插头和电源即可，无需修改主机程序。
本发明中，无线发射模块和控制模块同时长按按钮实现配对，配对后无线发射模块只对配对过的控制模块进行控制，不会出现串岗控制问题。
本发明中，无线发射模块装有人体感应装置和控制按钮，一般安装于用水场所，例如卫生间，主要甄别使用浴缸或长时间淋浴。
本发明中，人体感应装置：当感应到卫生间有人的情况下，对控制模块发出暂停监测指令，此时控制模块暂停工作，例如将额定暂停时间设定为1小时，则1小时后恢复水流监测，若在1小时内重复感应，则以最后一次感应顺延1小时恢复监测。
本发明中，控制按钮具有两个功能，第一个功能与人体感应装置一样；第二个功能可在控制模块报警、使电动阀通断管道进水时或手动通断管道进水情况下，按此控制按钮解除报警或者使管道继续进水，解除报警后控制模块暂停工作1小时。
本发明中，无线发射模块和无线接收模块可采用的电源适配器为DC 5V，插口采用USB，这样通用性好。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双通道水流计量管道结构的水流监测装置，包括具有进水口和出水口的管道，在管道内设置有用于计算水量的水流计量装置，其特征在于：所述管道上具有主通道和支通道，所述的主通道直接贯通进水口和出水口，支通道贯通进水口和主通道，在进水口和主通道之间设置有单向阀，具体结构为：在大流速状态，单向阀打开，使水流先进入进水口，再进入主通道和支通道，最后水流汇合到主通道触发水流计量装置工作后从出水口流出的结构，在小流速状态，单向阀关闭，使水流依次进入进水口、支通道、主通道，在主通道内触发水流计量装置工作后从出水口流出的结构；所述的水流计量装置连接有磁电感应装置，在主通道靠近出水口上设置有电动阀，所述的磁电感应装置和电动阀上均连接有控制模块，该控制模块外联有无线控制器。
2.根据权利要求1所述的水流监测装置，其特征在于：所述支通道与主通道之间设置有水流隔离板，在水流隔离板上开设有增压斜孔，支通道与主通道通过该增压斜孔相连通；所述水流计量装置主要包括设置在主通道内旋转的叶轮，水流经过增压斜孔后定向触发叶轮使叶轮旋转工作。
3.根据权利要求2所述的水流监测装置，其特征在于：所述主通道内设置有大腔室，在大腔室内通过定位轴旋转设置有所述的叶轮，所述支通道内设置有小腔室，该小腔室通过水流道与进水口相连通，当小流速使用时，水流依次经过进水口、水流道、小腔室、增压斜孔、大腔室和出水口，且经过增压斜孔的水流直接经过叶轮并触发叶轮旋转工作。
4.根据权利要求3所述的水流监测装置，其特征在于：所述大腔室上设置有盖体，所述的磁电感应装置设置在盖体上。
5.根据权利要求1所述的水流监测装置，其特征在于：所述单向阀包括有支架和滑动块，在支架与滑动块之间设置弹簧，所述的支架上开设置有导水斜面，在大流速状态，单向阀打开，水流经过所述导水斜面定向触发叶轮使叶轮旋转工作。
6.根据权利要求1或5所述的水流监测装置，其特征在于：所述单向阀包括管套，管套连接在管道的进水口处，在管套与管道的连接处开设有小流速进水通道。
7.根据权利要求6所述的水流监测装置，其特征在于：所述小流速进水通道单独在管套的圆周外侧面上成型或单独在管道内侧面上成型或在管套的圆周外侧面和管道内侧面上均成型一部分组合而成。
8.一种具有上述水流监测装置的监测方法，其特征在于：所述的无线控制器包括无线接收模块和无线发射模块，在自来水入户端安装具有主通道和支通道的管道、磁电感应装置、控制模块、电动阀和无线接收模块，控制模块包括计时装置和计数装置，在室内可能需要大量用水的用水场所安装无线发射模块，无线发射模块包括人体感应装置和控制按钮；
当管道内的水流流通时，水流单独从支通道流到主通道的大腔室触发叶轮旋转工作或者从主通道和支通道分别进入汇合到主通道的大腔室触发叶轮旋转工作，控制模块内的计时装置和计数装置开始获取磁电感应装置给出的信号，根据预设的单次用水的额定用水时间和最大用水量来判断是否为正常用水，当获取的信号判断出超过额定的用水时间或最大用水量时，判断为非正常用水，开始报警并控制所述电动阀通断所述管道的进水，当获取的信号未超过额定的用水时间或最大用水量时，控制模块记录的单次用水时间和用水量清零；
当用户有可能出现超时超量用水情况下，通过无线发射模块来给控制模块传递信号，当有用户进入用水场所，无线发射模块自动通过人体感应装置或通过控制按钮来暂停控制模块的工作；
当管道判断为非正常用水报警时，用户可以通过控制按钮解除报警。
9.根据权利要求8所述的水流监测装置的监测方法，其特征在于：所述无线发射模块和控制模块上均具有配对模块，同时长按无线发射模块和控制模块上的配对模块的按钮实现两者配对连接。
10.根据权利要求8所述的水流监测装置的监测方法，其特征在于：包括有额定暂停时间模块，当暂停时间超过额定暂停时间，则控制模块重新进入工作状态，如在额定暂停时间内控制模块重复获取到人体感应装置或控制按钮重复发送的暂停信号，则以最后一次接受到的信号为准。
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