CN110579255A - 一种水路检测智能表阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水路检测智能表阀，包括检测模块、电源模块、控制模块、数据分析模块、无限传输模块，所述检测模块主体为水表表体，所述水表表体内部设有容积式水表，表盖外部设有转盘，所述检测模块一侧设有控制模块，所述设置在水表表体一侧的水管管路上，所述检测模块与控制模块上方且在安装盒体内部设有数据分析模块及无限传输模块，主体为数控面板，所述数控面板一侧且安装盒体内部设有无限传输模块，所述无限传输模块与安装盒体外部天线连接，所述水表表体一侧且在水管管路上设有电源模块，所述电源模块通过电源线分别与传感器、数控面板连接，所述安装盒体为尼龙塑料制成，弥补了现有技术的不足，设计合理，结构简单。

Description

一种水路检测智能表阀

技术领域

本发明涉及水路检测设备，尤其是一种水路检测智能表阀。

背景技术

近代大型给水系统常有多个水源，有利于保证水量、水压，并且供水既经济又可靠，随着社会的发展，用水量在不断增加，但是优质水源却由于污染、浪费而减少，水管管路状况，人为是难以分辨的，因此我们需要一种高精度且能够对整个水管管网状态进行准确检测判断的智能表阀，反应水管管路不同的状态，配合相应的人为的远程操控或自动操控，以达到对整体水路管网进行实时监测控制的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种水路检测智能表阀。

为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种水路检测智能表阀，包括检测模块、电源模块、控制模块、数据分析模块、无限传输模块，所述检测模块主体为水表表体，所述水表表体采用安装型腔、密封环、水表盖体配合组成圆柱形密闭空腔，所述水表表体内部设有容积式水表，所述容积式水表的计量杯内部底面设有支撑台，支撑台顶部光滑耐磨，所述支撑台周围设有导向圆环一，所述导向圆环一与计量杯之间且垂直于导向圆环一外缘切线设有限位板，所述限位板一侧且位于计量杯底部设有入水口，计量杯上设有表盖，所述表盖中部设有转轴导轨，所述转轴导轨的转轴轴体延伸至表盖外部，所述转轴导轨周围设有导向圆环二，所述表盖上以限位板为对称轴且与入水口对称设有出水口，所述计量杯与表盖之间设有环形活塞，所述环形活塞中部设有转轴，所述转轴贯穿环形活塞中部固定面，所述环形活塞上设有水滴形凹槽，所述转轴下半部嵌入支撑台与导向圆环一，支撑台与环形活塞接触，所述转轴上半部嵌入转轴导轨，所述转轴周围且位于环形活塞的固定面上设有若干圆孔，所述容积式水表密封固定在水表表体内部，所述转轴导轨的轴体上且位于表盖外部设有转盘，所述转盘上设有感应磁环，所述感应磁环等分为四部分，按圆周顺序磁极分别为正、负、正、负，所述转盘上方通过安装盒体设有传感器，所述传感器设有三个检测点，分别为检测点一、检测点二、检测点三，所述检测点一、检测点二、检测点三呈圆周等分分布在水表盖体9上方，所述检测模块一侧设有控制模块，所述检测模块控制部分主体为球形阀门，所述设置在水表表体一侧的水管管路上，所述球形阀门的旋转控制杆与设置在安装盒体内部的电机连接，所述检测模块与控制模块上方且在安装盒体内部设有数据分析模块及无限传输模块，所述数据分析模块设置安装盒体内部，主体为数控面板，所述数控面板通过数据线与led显示面板及传感器连接，所述数控面板上设有数控按键且显示在安装盒体外部，所述数控面板与led显示面板通过电源线与电源模块连接，所述数控面板一侧且安装盒体内部设有无限传输模块，所述无限传输模块与安装盒体外部天线连接，所述水表表体一侧且在水管管路上设有电源模块，所述电源模块主体为蓄电池，所述电源模块通过塑料盒体固定在水管管路上，蓄电池外接电源线处设有漏电保护开关，所述电源模块通过电源线分别与传感器、数控面板连接。

作为优选，所述安装盒体为尼龙塑料制成。

有益效果：本发明采用了上述技术方案提供一种水路检测智能表阀，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明结构示意图。

图3为水表表体结构示意图。

图4为计量表结构示意图。

图5为环形活塞结构示意图。

图6为环形活塞使用时结构示意图。

图7为表盖结构示意图。

图8为转盘结构示意图。

图9为感应磁环与探测点对应位置示意图。

图10为本发明模块图。

图11为本发明测得微渗漏时数据示意图。

图12为本发明测得微流量时数据示意图。

图13为本发明测得微水流时数据示意图。

图14为本发明测得小水流时数据示意图。

图15为本发明测得瞬间爆管时数据示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15所示，一种水路检测智能表阀，包括检测模块1、电源模块2、控制模块3、数据分析模块4、无限传输模块5，所述检测模块1主体为水表表体6，所述水表表体6采用安装型腔7、密封环8、水表盖体9配合组成圆柱形密闭空腔，所述水表表体6内部设有容积式水表10，所述容积式水表10的计量杯11内部底面设有支撑台12，支撑台12顶部光滑耐磨，所述支撑台12周围设有导向圆环一13，所述导向圆环一13与计量杯11之间且垂直于导向圆环一13外缘切线设有限位板14，所述限位板14一侧且位于计量杯11底部设有入水口15，计量杯11上设有表盖16，所述表盖16中部设有转轴导轨17，所述转轴导轨17的转轴轴体延伸至表盖16外部，所述转轴导轨17周围设有导向圆环二18，所述表盖16上以限位板14为对称轴且与入水口15对称设有出水口19，所述计量杯11与表盖16之间设有环形活塞20，所述环形活塞20中部设有转轴21，所述转轴21贯穿环形活塞20中部固定面22，所述环形活塞20上设有水滴形凹槽23，所述转轴21下半部嵌入支撑台12与导向圆环一13，支撑台12与环形活塞20接触，所述转轴21上半部嵌入转轴导轨17，所述转轴21周围且位于环形活塞20的固定面22上设有若干圆孔24，所述容积式水表10密封固定在水表表体6内部，所述转轴导轨17的轴体上且位于表盖16外部设有转盘25，所述转盘25上设有感应磁环26，所述感应磁环26等分为四部分，按圆周顺序磁极分别为正、负、正、负，所述转盘25上方通过安装盒体设有传感器27，所述传感器27设有三个检测点，分别为检测点一、检测点二、检测点三，所述检测点一、检测点二、检测点三呈圆周等分分布在水表盖体9上方，所述检测模块1一侧设有控制模块3，所述检测模块1控制部分主体为球形阀门28，所述设置在水表表体6一侧的水管管路上，所述球形阀门28的旋转控制杆与设置在安装盒体29内部的电机30连接，所述检测模块1与控制模块3上方且在安装盒体29内部设有数据分析模块4及无限传输模块5，所述数据分析模块4设置安装盒体29内部，主体为数控面板，所述数控面板通过数据线与led显示面板及传感器连接，所述数控面板上设有数控按键且显示在安装盒体外部，所述数控面板与led显示面板通过电源线与电源模块2连接，所述数控面板一侧且安装盒体29内部设有无限传输模块5，所述无限传输模块5与安装盒体29外部天线31连接，所述水表表体6一侧且在水管管路上设有电源模块2，所述电源模块2主体为蓄电池，所述电源模块2通过塑料盒体固定在水管管路上，蓄电池外接电源线处设有漏电保护开关，所述电源模块2通过电源线分别与传感器27、数控面板连接，所述安装盒体29为尼龙塑料制成。

实际使用时，将本发明安装在用户支管的各个分节点处，当水流通过水表表体6，水表表体6内的容积式水表10进入水流，当水流经过容积式水表10，容积式水表10内的环形活塞20在流体差压的作用下产生转动力矩，随着环形活塞20的转动，运动过程中环形活塞20与计量杯11之间形成一定容量的空间，水流充满这一空间后，随着环形活塞20继续转动，将水流送向出水口19，转轴21上半部嵌入转轴导轨17，当环形活塞20在计量杯11内做旋转运动时，转轴导轨17将转轴21的旋转运动转换成转轴导轨17轴体的旋转运动，当转轴导轨17轴体旋转，转盘25随之旋转，感应磁环26随转盘25转动，传感器27的三个检测头即可通过感应磁环26正负极的交替变化测得一次数据，由于感应磁环26分为四部分，而传感器27的检测头为三个，因此三个检测头测得数据的时间是不同的，即当检测头一测得数据时检测头二、检测头三均无测得数据，检测头二、检测头三的数据检测与检测头一同理，当检测头一测得一次数据时记为，当检测头二测得一次数据时记为，当检测头三测得一次数据时记为，当三个呈圆周等分分布的检测头分别测得若干数据，而数据以下规律分布：010—100—001—010—100—001—010—100—001，即可判断转盘25转向为逆时针旋转，当数据以下规律分布：010—001—100—010—001—100—010—001—100，即可判断转盘25向为顺时针旋转，当获得数据010—100—001或010—001—100，记作一个循环，可知转盘25旋转一圈，当未达到一个循环且数据规律是反复的，记为震动，做记录但不做判断依据，根据上述原理可检测出环形活塞20在单位时间内的转速，而环形活塞2每旋转一圈，经过计量杯11的水流流量是一定的（本发明在环形活塞2旋转一圈后，计量杯11内经过水流体积为34.12ml）。

作为选择，本发明中的感应磁环26与传感器27为霍尔传感，可以替换为干簧管传感器，亦可替换为磁传感器。

检测模块1中的传感器27将测得的数据通过数据线传输到数控面板中，数控面板对数据进行分析，在实际应用当中，水管中水流数据时刻不停的变化，因此在本发明的实时监控下，检测模块1所获得的数据可以通过列出数据图反映水管内水流的流动情况，检测模块1亦可通过对数据的分析，判断水路使用情况，分析是否存在大水流泄露与使用、小水流泄露与使用、微水流、微渗漏、瞬间爆管的情况，根据情况采取不同操作。

在家庭端使用中，本发明通过与数控面板连接的无线传输模4块连接到家庭智能应用控制中心及物联网，在用户手机的app上动态显示家中水路的使用情况，用户通过手机app获得本发明所测得数据以及分析结果，实施远端操控，即本发明通过无线传输模块4获得开关球形阀门28的指令，通过数控面板操作电机30定向旋转，实现球形阀门28的打开与闭合，在物联网中，本发明可提供用户的用水数据，水路状态，获得大数据的分析结果，可用于判断大区域、多人数、长时间的用水情况，亦可实现对用户发出用水情况提示、故障提示，欠费停水操作。

本发明的数据分析模块4通过水管在单位时间内，水流流量在标准数值以内，在固定时间的流量波动情况，分析结果，定义水路情况，采用不同的操作，即水流流量在标准数值在5L／min以下单位时间内大于此参数值的数据除外，平均流量数据在20ml/min~100ml/min之间，当流量变化次数大于等于60次／h，定义为微流量（如图12所示），此时通过家庭智能应用控制中心反应到用户手机app实施预警提示，监控该水管但不发出保护指令，即不发出关闭球形阀门28指令，水管内水流流量在标准数值在5L／min以下单位内时间大于此参数值的数据除外，平均流量数据在100ml/min~300ml/min之间，当流量变化次数小于等于60次／h且无用水时间大于用水时间，定义为微水流（如图13所示），反应到用户手机app实施预警提示，用户未采取人为操作后，10小时后发出保护指令，水管内水流流量在标准数值在5L／min以下单位内时间大于此参数值的数据除外，平均流量数据在300ml/min~1000ml/min之间，当变化次数小于等于60次／h，定义为小水流使用，2小时后用户未人为操作，定义为小水流泄露（如图14所示），监控该水管且发出保护指令，水管内水流流量在标准数值在5L／min以下单位内时间大于此参数值的数据除外，平均流量数据在20ml/min以下，当变化次数大于2次／h且小于等于60次／h，无用水时间大于用水时间，定义为微渗漏（如图11所示），反应到用户手机app实施预警提示，监控该水管但不发出保护指令。

当平均流量数据在1000ml/min以上时，在一小时内，水管流量达到用户预设的用水量例如400L以前，定义为大水流使用，在单位时间内用户达到预设的用水量后，定义为大水流泄露，发出保护指令，反应到用户手机app，发出报警提示，用户可根据使用情况取消报警，当用水时间超过一小时且继续用水，每隔5分钟反应到用户手机app，发出报警提示，当报警提示达到10次以后，定义为大水流泄露，发出保护指令，在报警提示未达到10次但是流量达到用户预设用水量，亦发出出保护指令。

在数据分析模块4统计到若干次大水流漏水后，取若干次大水流漏水情况的水管最大流量的平均值，在数据分析模块4检测到2秒内水流量波动区间达到平均值视为发生瞬间爆管事件（如图15所示），立即发出保护指令且立即反应到用户手机app，发出报警提示。

在数据分析模块4统计到若干次大水流漏水后，取若干次大水流漏水情况的水管最大流量的平均值，在数据分析模块4检测到秒内水流量波动区间达到平均值视为发生瞬间爆管事件，立即发出保护指令且立即反应到用户手机app，发出报警提示。

本发明结构紧凑，设计合理，能够精确检测到水管管路的使用状态，配合物联网及家庭智能应用控制中心，用户可以随时随地获知家中的水管使用情况以及远程控制水管阀门28，本发明能够根据微小精确的水流数据，分析水管已存在的问题，给用户提供数据参考，定义水管状态，使用户观察到更直观且更动态的家庭水路环境，根据水管状态采取自动保护操作能够大大减少水资源的浪费，减少用户损失，对于物联网而言，能够获得大区域、多人数、长时间的用户用水数据，方便水资源的调配，便于掌控区域水路，及时发现故障、排除故障，及时止损，及时预警用户，告知用户未来用水状况，亦能实现欠费停水，免去较多的人工工作，因此本发明具有实用性及新颖性，具有推广价值。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种水路检测智能表阀，包括检测模块（1）、电源模块（2）、控制模块（3）、数据分析模块（4）、无限传输模块（5），其特征在于：所述检测模块（1）主体为水表表体（6），所述水表表体（6）采用安装型腔（7）、密封环（8）、水表盖体（9）配合组成圆柱形密闭空腔，所述水表表体（6）内部设有容积式水表（10），所述容积式水表（10）的计量杯（11）内部底面设有支撑台（12），支撑台（12）顶部光滑耐磨，所述支撑台（12）周围设有导向圆环一（13），所述导向圆环一（13）与计量杯（11）之间且垂直于导向圆环一（13）外缘切线设有限位板（14），所述限位板（14）一侧且位于计量杯（11）底部设有入水口（15），计量杯（11）上设有表盖（16），所述表盖（16）中部设有转轴导轨（17），所述转轴导轨（17）的转轴轴体延伸至表盖（16）外部，所述转轴导轨（17）周围设有导向圆环二（18），所述表盖（16）上以限位板（14）为对称轴且与入水口（15）对称设有出水口（19），所述计量杯（11）与表盖（16）之间设有环形活塞（20），所述环形活塞（20）中部设有转轴（21），所述转轴（21）贯穿环形活塞（20）中部固定面（22），所述环形活塞（20）上设有水滴形凹槽（23），所述转轴（21）下半部嵌入支撑台（12）与导向圆环一（13），支撑台（12）与环形活塞（20）接触，所述转轴（21）上半部嵌入转轴导轨（17），所述转轴（21）周围且位于环形活塞（20）的固定面（22）上设有若干圆孔（24），所述容积式水表（10）密封固定在水表表体（6）内部，所述转轴导轨（17）的轴体上且位于表盖（16）外部设有转盘（25），所述转盘（25）上设有感应磁环（26），所述感应磁环（26）等分为四部分，按圆周顺序磁极分别为正、负、正、负，所述转盘（25）上方通过安装盒体设有传感器（27），所述传感器（27）设有三个检测点，分别为检测点一、检测点二、检测点三，所述检测点一、检测点二、检测点三呈圆周等分分布在水表盖体（9）上方，所述检测模块（1）一侧设有控制模块（3），所述检测模块（1）控制部分主体为球形阀门（28），所述设置在水表表体（6）一侧的水管管路上，所述球形阀门（28）的旋转控制杆与设置在安装盒体（29）内部的电机（30）连接，所述检测模块（1）与控制模块（3）上方且在安装盒体（29）内部设有数据分析模块（4）及无限传输模块（5），所述数据分析模块（4）设置安装盒体（29）内部，主体为数控面板，所述数控面板通过数据线与led显示面板及传感器连接，所述数控面板上设有数控按键且显示在安装盒体外部，所述数控面板与led显示面板通过电源线与电源模块（2）连接，所述数控面板一侧且安装盒体（29）内部设有无限传输模块（5），所述无限传输模块（5）与安装盒体（29）外部天线（31）连接，所述水表表体（6）一侧且在水管管路上设有电源模块（2），所述电源模块（2）主体为蓄电池，所述电源模块（2）通过塑料盒体固定在水管管路上，蓄电池外接电源线处设有漏电保护开关，所述电源模块（2）通过电源线分别与传感器（27）、数控面板连接。

2.根据权利要求所述的一种水路检测智能表阀，其特征在于，所述安装盒体（29）为尼龙塑料制成。