CN110762283A - 智慧型空气阀、监控系统及智慧型空气阀监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智慧型空气阀，包括主阀、阀瓣、瞬态压力传感器、位移传感器及数据记录仪，瞬态压力传感器伸入主阀内，瞬态压力传感器用于感测主阀内的瞬态流体压力并能够输出压力信息，位移传感器用于感测阀瓣的位置变化并能够输出阀瓣位移信息，瞬态压力传感器及位移传感器均与数据记录仪相连接，数据记录仪能够记录并将压力信息及位移信息传输至处理器中。本发明提供的智慧型空气阀工作状态可知，当智慧型空气阀发生故障能够及时发现并处理，进而防止发生工程事故。本发明提供一种监控系统，包括上述智慧型空气阀。本发明的监控系统，有利于人员远程监控。本发明提供一种智慧型空气阀监测方法，此方法有利于检测并掌握智慧型空气阀工作状态。

Description

智慧型空气阀、监控系统及智慧型空气阀监测方法

技术领域

本发明属于阀门技术领域，特别涉及一种智慧型空气阀、监控系统及智慧型空气阀监测方法。

背景技术

空气阀是一种用于管道系统通气并且抑制瞬变过程降压波导致负压及其可能的弥合水锤的阀门，通常设置在管道系统上，防止管道系统在输配流体过程中出现气阻、塌陷、爆管和设备损坏等工程事故，从而保证正常供液。但现有空气阀工作时的工作状态一直不可知，无法判断其是否正常工作；当现有空气阀出现故障时无法及时发现，特别是在管道系统瞬态过程中的空气阀的表现完全处于失察状态，凡此种种都容易导致管道系统故障、输配流体的运行效率降低等问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种智慧型空气阀、监控系统及智慧型空气阀监测方法，能够准确获取智慧型空气阀的工作状态，当智慧型空气阀出现故障时及时发现，进而防止发生工程事故。

本发明提供一种智慧型空气阀，包括主阀、阀瓣及阀罩，所述阀瓣与所述阀罩均连接于所述主阀，所述主阀开设有第一阀口，所述阀罩罩设所述第一阀口上，所述阀瓣能够相对第一阀口移动以闭合或打开所述第一阀口；

其特征在于，所述智慧型空气阀还包括瞬态压力传感器、位移传感器及数据记录仪，所述瞬态压力传感器伸入所述主阀内，且能够感测所述主阀内的瞬态压力变化并输出瞬态压力信息；

所述位移传感器固定设置于所述阀罩相对靠近所述阀瓣的一侧且对应所述阀瓣设置，所述位移传感器用于感测所述阀瓣相对所述第一阀口的位移并能够输出位移信息；所述瞬态压力传感器及位移传感器均电连接于所述数据记录仪，所述数据记录仪能够存储所述瞬态压力信息及位移信息并将所述瞬态压力信息及位移信息传输至数据处理器中；

在所述瞬态压力传感器测定所述智慧型空气阀处于瞬态负压状态、且所述位移传感器测定所述阀瓣未与所述第一阀口相分离时，则判断所述智慧型空气阀处于异常状态；

在所述瞬态压力传感器测定所述智慧型空气阀处于微正压状态、且所述位移传感器测定阀瓣与所述第一阀口相分离时，则判断所述智慧型空气阀处于异常状态。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

在其中一种实施方式中，所述智慧型空气阀还包括微量排气阀和设置于所述微量排气阀上的频次传感器，所述微量排气阀与所述主阀相连接，所述频次传感器电连接于所述数据记录仪，所述频次传感器用于感测所述微量排气阀的排气次数及频率。

在其中一种实施方式中，所述智慧型空气阀还包括水气检测开关，所述水气检测开关伸入所述主阀内，并与所述数据记录仪电连接，所述水气检测开关用于检测所述主阀内其自身位置处的存气状态；

在所述频次传感器测定所述微量排气阀处于长期不排气或排气动作频次较低的状态，且所述水气检测开关检测到阀内其自身位置处存气，则判断微量排气阀处于异常工作状态。

在其中一种实施方式中，所述智慧型空气阀包括第一漏水传感器，所述第一漏水传感器设置于所述主阀上，所述第一漏水传感器电连接于所述数据记录仪，所述第一漏水传感器用于感测所述微量排气阀喷液状态及所述主阀的漏液状态。

在其中一种实施方式中，所述智慧型空气阀还包括高速排气阀和第二漏水传感器，所述高速排气阀与所述主阀相连接，所述第二漏水传感器设置于所述主阀上并电连接于所述数据记录仪，所述第二漏水传感器用于检测所述高速排气阀及所述主阀的漏液状态。

在其中一种实施方式中，所述智慧型空气阀还包括听漏传感器，所述听漏传感器固定连接于所述主阀并电连接于所述数据记录仪，所述听漏传感器用于感测与所述智慧型空气阀相连接的管道内流体的漏液状态；

在所述瞬态压力传感器测得所述智慧型空气阀内的压力迅速降低15％至20％，且所述听漏传感器测得的漏声频率为500赫兹至3000赫兹时，则判断所述管道处于漏液状态。

在其中一种实施方式中，所述智慧型空气阀还包括浊度传感器，所述浊度传感器电连接所述数据记录仪，所述浊度传感器用于感测所述主阀内的流体的浊度，及/或；

智慧型空气阀还包括余氯传感器，所述余氯传感器电连接所述数据记录仪，所述余氯传感器用于获取所述主阀内的流体的余氯数值。

在其中一种实施方式中，所述智慧型空气阀还包括pH值传感器，所述pH值传感器电连接所述数据记录仪，所述pH值传感器用于获取所述主阀内的流体的酸碱度，及/或；

所述智慧型空气阀还包括电导率传感器，所述电导率传感器电连接所述数据记录仪，所述电导率传感器用于感测所述主阀内的流体的电导性。

本发明提供的智慧型空气阀，瞬态压力传感器能够感测主阀内的流体瞬态压力并能够输出压力信息，位移传感器能够感测阀瓣的位置变化并能够输出位移信息，数据记录仪能够记录并将瞬态压力信息及位移信息传输至处理器中，处理器综合流体压力信息及阀瓣位置信息判断智慧型空气阀的工作状态，保证智慧型空气阀的工作状态可知，当智慧型空气阀发生故障时能够及时发现并处理，进而防止发生工程事故。

本发明还提供一种监控系统，所述监控系统包括数据处理器和智慧型空气阀，所述数据处理器与所述数据记录仪电连接，所述智慧型空气阀为上述的智慧型空气阀。

本发明的监控系统，数据处理器能够分析由数据记录仪传递的数据信息，进而监控系统能够及时反映智慧型空气阀的工作状态，有利于工作人员实时远程监控。

本发明还提供一种智慧型空气阀监测方法，用于监测智慧型空气阀的工作状态，所述智慧型空气阀上设置有瞬态压力传感器及位移传感器，所述瞬态压力传感器及位移传感器均电连接于数据记录仪，所述数据记录仪电连接于数据处理器；所述智慧型空气阀监测方法包括以下步骤：

通过所述瞬态压力传感器感测所述智慧型空气阀内部的瞬态压力变化，所述瞬态压力传感器输出瞬态压力信息并将所述瞬态压力信息传递至所述数据记录仪；

通过所述位移传感器感测所述智慧型空气阀中所述阀瓣的位移变化，所述位移传感器输出位移信息并将所述位移信息传递至所述数据记录仪；

所述数据记录仪储存所述瞬态压力信息以及位移信息并将其传递至数据处理器；

所述数据处理器根据所述瞬态压力信息及位移信息处理评估所述智慧型空气阀的运行状态。

本发明提供的智慧型空气阀监测方法，通过瞬态压力传感器、位移传感器、数据记录仪及数据处理器的信息感测、传输与处理，使得智慧型空气阀的工作状态可知，便于工作人员掌握智慧型空气阀的工作状态，当智慧型空气阀异常时能够及时发现，避免发生工程事故。

附图说明

图1为本发明一种实施方式中的智慧型空气阀的结构示意图；

图2为图1所示智慧型空气阀中主阀的结构示意图。

附图标记说明：

100、智慧型空气阀；10、主阀；11、第一阀体；111、阀座；12、阀瓣；13、阀罩；14、阀杆组件；141、阀杆；142、弹性件；15、支撑台；20、微量排气阀；21、第二阀体；30、高速排气阀；31、第三阀体；32、第二浮球；41、瞬态压力传感器；42、位移传感器；43、数据记录仪；44、频次传感器；45、水气检测开关；46、第一漏水传感器；47、第二漏水传感器；48、听漏传感器；50、水质传感器；51、浊度传感器；52、余氯传感器；53、pH值传感器；54、电导率传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1和图2，图1为本发明一种实施方式中的智慧型空气阀100结构示意图，图2为图1所示智慧型空气阀100中主阀10的结构示意图。本发明提供一种智慧型空气阀100，智慧型空气阀100设置在管道系统中，用于给管道系统补进空气或者排除管道系统内空气，同时在瞬态期间抑制弥合水锤，保证管道系统内流体正常输配。

在本实施方式中，智慧型空气阀100应用于供水管道系统中；可以理解，在其他实施方式中，智慧型空气阀100也可应用在其他管道系统中。

智慧型空气阀100包括主阀10、微量排气阀20和高速排气阀30，微量排气阀20及高速排气阀30均通过连接管与主阀10相连接，主阀10用于智慧型空气阀100的独立吸气，微量排气阀20主要用于对管道系统运行期间进入智慧型空气阀100内的空气予以持续或间歇性微量排气，高速排气阀30主要用于管道系统充水期间的快速排气。

在本实施方式中，微量排气阀、高速排气阀及主阀采用分体式结构；可以理解，在其他实施方式中，微量排气阀、高速排气阀及主阀也可采用整体式结构，并不做具体的限定。

主阀10包括第一阀体11、阀瓣12、阀罩13及阀杆组件14，阀瓣12、阀罩13及阀杆组件14均与第一阀体11相连接，第一阀体11连通供水管道系统，阀瓣12用于实现主阀10的吸气，阀罩13用于保护主阀10，阀杆组件14用于实现阀瓣12运动。

第一阀体11上开设有连接口和第一阀口，连接口与管道系统相连通，连接口允许管道系统中的流体流入或流出第一阀体内；阀瓣12与第一阀口相配合，阀瓣12能够相对第一阀口移动，从而实现第一阀口的打开或闭合，进而保证主阀10能够通过打开的第一阀口实现吸气，确保主阀10正常工作。

在本实施方式中，第一阀体11的形状大致为圆筒状，阀瓣12与第一阀口相适配，阀瓣12呈圆饼状；可以理解，在其他实施方式中，第一阀体11的形状也可为其他形状，同样，根据不同形状的第一阀口，阀瓣12也可采用其他形状，只要阀瓣12能够通过相对第一阀口移动实现第一阀口打开或闭合即可。

阀罩13盖设在第一阀口上，阀罩13的设置能够防止灰尘或雨水等进入主阀10内，进而保护主阀10。值得说明的是，阀罩13允许第一阀口与外界相连通，从而保证主阀10能够通过第一阀口正常吸气。

形成第一阀口的上部设有阀座111，阀座111用于配合阀瓣12。具体地，阀瓣12沿主阀10高度方向上设置在阀座111的下方，阀瓣12能够沿朝向第一阀口方向或离开第一阀口方向上下移动，进而实现第一阀口的闭合或打开；当阀瓣12沿朝向第一阀口方向移动时，阀瓣12会与阀座111相抵，阀瓣12与阀座111共同作用实现第一阀口的闭合；当阀瓣12沿离开第一阀口方向移动时，阀瓣12与阀座111之间形成间隙，第一阀口打开实现主阀10吸气。

阀杆组件14包括阀杆141和弹性件142，阀杆141用于导向阀瓣12运动，弹性件142用于实现智慧型空气阀在正压和微正压状态下的阀瓣12复位。具体地，主阀10内部设有支撑台15，支撑台15的位置与第一阀口的位置相对，支撑台15开设有导向孔，阀杆141的一端与阀瓣12固定连接，阀杆141的另一端穿设在导向孔中，弹性件142套设阀杆141上，且在自然状态下弹性件142的两端分别与阀瓣12及支撑台15相抵。当阀瓣12在外部大气压的作用下沿离开第一阀口方向移动时，阀杆141通过导向孔能够导引阀瓣12运动，从而保证阀瓣12运动的可靠性，同时弹性件142处于压缩状态，在气压平衡后，弹性件142能够将阀瓣12托举至阀座111，从而实现第一阀口的闭合。

在本实施方式中，弹性件142采用弹簧，弹簧具有较好的弹性性能，同时弹簧具有能够吸收振动和冲击等优点；可以理解，在其他实施方式中，弹性件142也可采用其他弹性元件，并不做具体的限定。

值得说明的是，支撑台15开设有通孔(图未示)，通孔允许主阀10内流体流过，且不会对流体限流，从而保证主阀10能够正常使用。

微量排气阀20包括第二阀体21、第一浮球(图未示)、杠杆组件(图未示)和阀塞(图未示)，第二阀体开设有第二阀口，第二阀体通过连接管与主阀10的第一阀体11相连通，第一浮球设置在第二阀体内，杠杆组件的一端与第一浮球相连接，杠杆组件的另一端与阀塞相连接，阀塞能够相对第二阀口移动以闭合或打开第二阀口。

由于第二阀体与第一阀体11相连通，管道系统内的流体可通过主阀10流入或流出微量排气阀20内，流入微量排气阀20内的流体在浮力作用下会托起第一浮球，此时第一浮球对杠杆组件及其末端阀塞施加向上的关阀力，阀塞闭合第二阀口；当智慧型空气阀100内的气体聚集时，气体会从智慧型空气阀100流向微量排气阀20，进而导致微量排气阀20的液面降低，同时第一浮球随液面下降，第一浮球拉动杠杆组件并使得杠杆组件带动阀塞移动，进而实现第二阀口打开，微量排气阀20进行排气；微量排气阀20排气过后，管道系统内的液体会随之进入主阀10内部，第一浮球随微量排气阀20内的液面再次升高，第一浮球对杠杆组件再次施加向上的关阀力，阀塞回到闭合第二阀口的位置。

高速排气阀30主要包括第三阀体31和第二浮球32，第三阀体31开设有第三阀口(图未示)，第三阀体31通过连接管与第一阀体11相连通，第二浮球设置在第三阀体31内，第二浮球32能够与第三阀口相配合实现闭合或打开第三阀口；在空管充水阶段，当第三阀体31未流入管道系统中的流体时，第二浮球32脱离第三阀口，第三阀口处于打开状态，进而高速排气阀30能够通过第三阀口快速排气；当管道系统中的流体流入第三阀体31时，流体在浮力的作用下会托起第二浮球32并使得第二浮球32闭合第三阀口，使第三阀口进入关闭状态。

本发明的智慧型空气阀100在工作时一般具有以下工作状态：

当管道系统处于空管充液阶段时，智慧型空气阀100主要通过高速排气阀30实现快速排气，从而保证管道系统能够顺利充液，同时智慧型空气阀阀内与外界大气之间也会形成一定压力差，该压差成为空管充液的阻尼背压，适当限制管道系统的排气/充液速度，避免管道系统充液过快，并防止智慧型空气阀100关阀时产生关阀水锤；随管道系统中不断充液，第三阀体31内的液面不断升高，当充液一定时，第二浮球32密封第三阀口，管道系统充液完毕；

在管道系统处于运行阶段时，管道内的流体一般会持续析出微量的气体，当气体达到一定量时，气体会流动到微量排气阀20内部，气体会挤压液面并使得液面下降，微量排气阀20内的第一浮球会随液面下降，第一浮球通过杠杆组件带动阀塞移动，从而实现微量排气阀20间歇性或连续排气；

在管道系统处于排空阶段时，智慧型空气阀100内压力下降并且可能达到负压状态，在大气压力的作用下阀瓣12被推离第一阀口，进而主阀10可通过第一阀口实现吸气，防止管道系统由于负压失稳造成压塌或管道系统内衬脱落等工程事故，并防止管道系统抽吸管外污水。

值得说明的是，瞬态负压期间临时截留的气囊能够在瞬态正压期间阻止水柱弥合，或吸纳断流弥合水锤的能量，从而抑制或缓冲断流弥合水锤，减小断流弥合水锤的危害。

现有空气阀在正常工作时虽能够保护管道系统，但其工作状态一直不可知，无法判断其是否正常工作，当现有空气阀出现故障时也无法及时发现，尤其是在管道系统瞬态过程中，空气阀的工作表现完全处于失察状态，容易导致管道系统故障及输配流体的运行效率降低等问题。

本发明针对上述问题做了如下改进。本发明的智慧型空气阀100还包括瞬态压力传感器41、位移传感器42和数据记录仪43，瞬态压力传感器41及位移传感器42均设置在主阀10上，瞬态压力传感器41用于感测所述主阀10内的流体压力并能够输出瞬态压力信息，位移传感器42用于感测阀瓣12的位置并能够输出位移信息，数据记录仪能够存储压力信息及位移信息并将压力信息及位移信息传输至数据处理器中。

本发明提供的智慧型空气阀100，通过测量并传输智慧型空气阀100的流体瞬态压力信息及阀瓣位移信息，使得工作人员能够依据数据处理器综合处理得到的数据结果掌握智慧型空气阀的工作状态，保证智慧型空气阀100的工作状态可知，当智慧型空气阀100发生故障时能够及时发现并处理，进而防止发生工程事故。

在本实施方式中，瞬态压力传感器41为瞬态高频瞬态压力传感器，具体为水压传感器，水压传感器设置在主阀10上并伸入主阀10内，被测水压的压力直接作用于水压传感器的膜片上，并使膜片产生与水压成正比的微位移，同时使水压传感器的电阻值发生变化并向数据记录仪43转换输出一个相对应压力的标准测量信号；可以理解，在其他实施方式中，也可采用其他类型的传感器，只要能够实现测量智慧型空气阀100的瞬态流体压力即可。

在本实施方式中，水压传感器的感测频率为1赫兹至1000赫兹，采用此高频水压传感器能够使其感测智慧型空气阀100内水压的瞬态高频压力信息，有利于掌握智慧型空气阀100及其附近管道系统内水压的迅速变化；可以理解，在其他实施方式中，也可选取其他方式感测管道系统的瞬态压力。

位移传感器42固定设置于阀罩13靠近阀瓣12的一侧上，位移传感器42对应阀瓣12设置。当智慧型空气阀100进行吸气时，位移传感器42能够获取阀瓣12的位移信息并将位移信息传输至数据记录仪43，根据阀瓣12不同的位置信息能够反映第一阀口不同的开启程度，进而能够反映主阀10不同的吸气流量及其负压吸气敏感度。

在本实施方式中，位移传感器42正对阀瓣12设置，如此设置能够使得位移传感器42更好地感测阀瓣12的位置变化，确保位移传感器42获取信息的准确性；可以理解，在其他实施方式中，位移传感器42也可设置在阀罩13的其他位置，只要能够实现上述目的即可。

当管道系统产生水锤时，智慧型空气阀100会经历瞬态负压或瞬态正压。当处于瞬态负压期间，阀瓣12应该快速离开第一阀口，破坏真空，消除负压；当瞬态过程进入到升压阶段期间，阀瓣12应该与阀座111相抵，快速关闭第一阀口，截留并且锁住气囊，使之充当临时弹性体，抑制水柱弥合，降低弥合水锤升压。数据处理器能够汇总数据记录仪43传输的瞬态高频压力信息及阀瓣12位置信息得到相应数据，并判断智慧型空气阀100是否处于正常的工作状态。具体判断原理大致如下，当检测的智慧型空气阀100处于瞬态负压时，阀瓣12是否及时快速地脱离第一阀口，如果阀瓣12未及时快速脱离第一阀口，则智慧型空气阀100处于异常状态或性能不佳；当检测的智慧型空气阀100处于瞬态正压时，阀瓣12是否贴合阀座111，如果阀瓣12未及时贴合阀座111，则智慧型空气阀100处于异常状态；同时，综合分析阀瓣12的移动时间再配合瞬态高频负压数据，可以得到智慧型空气阀对负压的敏感程度，即智慧型空气阀处于负压时阀瓣吸气动作的时间，从而判断智慧型空气阀性能的优劣。

值得说明的是，智慧型空气阀100内的压力可直接由水压传感器检测的压力信息反映出来，阀瓣12的位置可直接由位移传感器42检测的位置信息反映出来，工作人员能够依据水压传感器及位移传感器42反映的信息掌握智慧型空气阀100的工作状态，当智慧型空气阀100出现异常时，便于及时处理，避免发生工程事故。

智慧型空气阀100还包括频次传感器44，频次传感器44与数据记录仪43相连接，频次传感器44用于感测微量排气阀的排气频次。在本实施方式中，频次传感器44选取为光电传感器，光电传感器设置在微量排气阀20上，用于感测微量排气阀20杠杆组件的运动，从而测量微量排气阀20的排气频次；可以理解，在其他实施方式中，频次传感器44也可选取为其他类型的传感器，只要能够实现感测微量排气阀20的排气频次即可。

在管道系统正常运行时，流体中会持续析出空气，微量排气阀20应该处于连续或间歇性的工作状态。若微量排气阀20长期不动作或动作频率很低，则微量排气阀可能处于异常状态，应予检修。

值得说明的是，数据处理器能够接收频次传感器44获取的频次信息，并将其转化为相应数据，工作人员能够依据频次传感器44感测的排气频次，得知微量排气阀20的工作状态，有利于及时发现问题并处理。

智慧型空气阀100还包括水气检测开关45，水气检测开关45与数据记录仪43相连接，水气检测开关45设置在主阀10上并伸入主阀10内，且水气检测开关45所在平面位于微量排气阀20的接口位置以下，水气检测开关45用于检测主阀10内的存气状态。在正常工况下，水气检测开关45与主阀10内的液体相接触，水气检测开关45电极导通，进而向数据记录仪43传递导通信号；如果该位置存气，水气检测开关45接触不到主阀10内的液体，水气检测开关45电极不导通，进而向数据记录仪43传递关断信号，证明此处存气，由此判断可能存在微量排气阀20失效或排气能力不够或阀内流通不畅等问题，应予检修。

值得说明的是，根据不同的管道系统，水气检测开关45可设置在相应主阀10的不同位置，只要水气检测开关45能够检测相应正常工况下的阀内存气状态即可，并不做具体的限定。

数据处理器可综合数据记录仪43传递的阀内存气状态信息和排气频次信息得到相应数据信息，并能够判断微量排气阀20是否处于正常的工作状态，有利于工作人员掌握微量排气阀20的工作状态；具体判断原理如下，当微量排气阀20长期不动作或动作频率很低，同时主阀10内正常工况下的水气分界线以下位置存气，则说明微量排气阀20处于异常状态。

值得说明的是，管道系统中不同位置智慧型空气阀100的微量排气阀20的排气频次各有不同，上述“微量排气阀20长期不动作或动作频率很低”指的是根据其自身正常频率相比，数据处理器能够根依据各个微量排气阀20的正常频率进行判断。

智慧型空气阀100还包括第一漏水传感器46，第一漏水传感器46设置于主阀10上并位于相对靠近微量排气阀20的一侧，第一漏水传感器46与数据记录仪43相连接，第一漏水传感器46用于感测微量排气阀20的排气喷水及主阀10的第一阀口漏水状态。当第一漏水传感器46附近存在流体时，第一漏水传感器46的电极导通，进而向数据记录仪43传递相应信号。

数据处理器根据第一漏水传感器46传递的信号得到相应数据信息，工作人员能够依据相应数据信息掌握漏水情况；当第一漏水传感器46检测为漏水状态时，可能存在微量排气阀20排气时喷水或第一阀口漏水的情况，应予检修。

智慧型空气阀100还包括第二漏水传感器47，第二漏水传感器47设置于主阀10上并位于相对靠近高速排气阀30的一侧，第二漏水传感器47与数据记录仪43相连接，第二漏水传感器47用于感测高速排气阀30及主阀10的漏水状态。当第二漏水传感器47附近存在流体时，第二漏水传感器47的电极导通，进而向数据记录仪43传递相应信号。

数据处理器根据第二漏水传感器47传递的信号得到相应数据信息，工作人员能够依据相应数据信息掌握智慧型空气阀本身的漏水情况；当第二漏水传感器47检测为漏水状态时，可能存在高速排气阀30的第三阀口漏水或第一阀口漏水的情况，应予检修。

智慧型空气阀100还包括听漏传感器48，听漏传感器48可固定设置于主阀10的外壁，也可穿透阀体进入腔体内部并与液面接触，听漏传感器48与数据记录仪43相连接，听漏传感器48用于感测附近管道系统漏水导致的噪音通过固体管壁或管内流体传播到智慧型空气阀的声音频率。听漏传感器48能够将获取的声音信号传递至数据记录仪43，数据记录仪43将相应的声音信号传输至数据处理器，数据处理器能够将声音信号转化为相应管道系统漏水信息并处理，从而分辨附近的管道系统是否漏水，例如，管道系统漏水时对应的噪音信息与管道内水正常流动对应的声音信息不同，数据处理器能够依此进行分析判断。

在其他实施方式中，听漏传感器48也可设置在管道系统中的管道上，听漏传感器48通过无线或有线连接于数据记录仪43，从而实现上述目的。

数据处理器能够综合数据记录仪43传递的阀内压力信息和漏水信息得到相应数据信息，并能够判断与智慧型空气阀100相连的管道系统是否处于漏液状态，有利于及时止损；具体判断原理大致如下，当瞬态压力传感器41测得智慧型空气阀100内的压力迅速降低15％至20％，且听漏传感器48测得的漏声频率为500赫兹至3000赫兹时，则判断智慧型空气阀100附近管道系统处于漏液状态，或发生盗液或爆管事故。

值得说明的是，针对不同类型的管道系统，其漏声频率也可为其他数值，本实施方式中，管道系统为金属管系，故其漏声频率为500赫兹至3000赫兹；可以理解，在其他实施方式中，管道系统为非金属管系时，其判断漏液状态的漏声频率也可设置为100赫兹至700赫兹，并不做具体的限定。

智慧型空气阀100还包括水质传感器50，水质传感器50与数据记录仪43相连接，水质传感器50设置在主阀10内，水质传感器50与主阀10内的液面相接触，水质传感器50用于获取特定的水质信息。

具体地，水质传感器50包括浊度传感器51、余氯传感器52、pH值传感器53及电导率传感器54，浊度传感器51用于感测所述主阀10内的流体的浊度，余氯传感器52用于获取所述主阀10内的流体的余氯数值，pH值传感器53用于获取所述主阀10内的流体的酸碱度，电导率传感器54用于感测所述主阀10内的流体的电导性；浊度传感器51、余氯传感器52、pH值传感器53及电导率传感器54均设置在支撑台上且相互之间间隔设置。

浊度传感器51通过使用红外线对管检测光线透过水的程度，透过的光越少，水污染程度越高，对应产生的电流越小；透过的光就越多，水污染程度越小，对应产生的电流越大；数据处理器能够依据数据记录仪43传输的水的浊度信息得到相应数据，进而供工作人员掌握水的浊度信息。

余氯传感器52包括阴极和阳极，阴极与阳极间适当的极化电压可在阴极上将余氯还原，此反应产生与所测流体中余氯成正比的电流；数据处理器能够依据数据记录仪43传输的流体余氯信息得到相应数据，进而供工作人员掌握水质信息。

pH值传感器53能够检测流体中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号；数据处理器能够依据数据记录仪43传输的流体的酸碱度信息得到相应数据，进而供工作人员掌握水质信息。

电导率传感器54根据电解导电原理采用电阻测量法对流体进行测量电导性；数据处理器能够依据数据记录仪43传输的流体的电导性信息得到相应数据，进而供工作人员掌握水质信息。

数据处理器可综合浊度传感器51、余氯传感器52、pH值传感器53及电导率传感器54的测量信息对水质进行判断，从而便于工作人员更好地掌握智慧型空气阀附近管道系统内的水质信息。

值得说明的是，上述的各传感器与数据记录仪43之间的连接均为电连接，具体地可为电路连接或通讯连接，只要能够实现上述目的即可。

其中，数据记录仪带有GPS定位模块，当智慧型空气阀发生异常时，可通过相应数据记录仪上的GPS定位模块进行定位，便于工作人员查找异常的智慧型空气阀。

本发明提供的智慧型空气阀100，瞬态压力传感器41能够感测主阀10内的流体动态压力并能够输出动态压力信息，位移传感器42能够感测阀瓣12的位置变化并能够输出位移信息，数据记录仪43能够记录并将上述压力信息及位移信息传输至数据处理器中，数据处理器汇总流体动态压力信息及阀瓣12位置信息判断智慧型空气阀100的工作状态，保证智慧型空气阀100的工作状态可知，当智慧型空气阀100发生故障时能够及时发现并处理，进而防止发生工程事故。

本发明还提供一种管道系统，管道系统包括上述的智慧型空气阀100。

本发明的管道系统，能够及时发现管道系统的异常变化，利于工作人员及时处理，防止发生工程事故。

本发明还提供一种监控系统，监控系统包括数据处理器和上述的智慧型空气阀100，数据处理器与数据记录仪43相连接。

本发明的监控系统，数据处理器能够分析由数据记录仪43传递的数据信息，进而监控系统能够及时反映智慧型空气阀100的工作状态，有利于工作人员实时远程监控。

本发明还提供一种智慧型空气阀监测方法，用于监测智慧型空气阀的工作状态，所述智慧型空气阀上设置有瞬态压力传感器及位移传感器，所述瞬态压力传感器及位移传感器均电连接于数据记录仪，所述数据记录仪电连接数据处理器；所述智慧型空气阀监测方法包括以下步骤：

S1.通过所述瞬态压力传感器感测所述智慧型空气阀的瞬态压力变化，所述瞬态压力传感器输出瞬态压力信息并将所述瞬态压力信息传递至所述数据记录仪。其中，瞬态压力传感器设置在主阀上；可以理解，在其他实施方式中，瞬态压力传感器也可设置在智慧型空气阀的其他位置。

S2.通过所述位移传感器感测所述智慧型空气阀中所述阀瓣的位移变化，所述位移传感器输出位置变化信息并将所述位移信息传递至所述数据记录仪。其中，位移传感器设置在阀罩上并对应阀瓣设置；可以理解，在其他实施方式中，位移传感器也可设置在智慧型空气阀的其他位置。

S3.所述数据记录仪储存所述瞬态压力信息以及阀瓣位移信息并将其传递至所述数据处理器。其中，数据记录仪可设置在智慧型空气阀的任意位置，只要数据记录仪能够实现上述目的即可。

S4.所述数据处理器根据所述瞬态压力信息以及阀瓣位移信息处理评估所述智慧型空气阀的运行状态。例如，数据处理器判断过程可大致如下，数据处理器根据瞬态压力信息能够得到智慧型空气阀的动态及瞬态压力数据，根据阀瓣位移信息能够得到阀瓣的运动数据；当检测的智慧型空气阀处于瞬态负压时，若阀瓣的位移数据反映阀瓣未脱离第一阀口，则判断智慧型空气阀处于异常状态；当检测的智慧型空气阀处于瞬态微正压时，若阀瓣的位移数据反映阀瓣未处于贴合阀座的位置，则判断智慧型空气阀处于异常状态；可以理解，上述只是数据处理器进行判断的一个参考实施例，在其他实施方式中，数据处理器也可通过其他方式判断。

本发明提供的智慧型空气阀监测方法，通过瞬态压力传感器、位移传感器、数据记录仪及数据处理器的信息感测与传输，使得智慧型空气阀的工作状态可知，便于工作人员掌握智慧型空气阀的工作状态，当智慧型空气阀异常时能够及时发现，避免发生工程事故。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种智慧型空气阀(100)，包括主阀(10)、阀瓣(12)及阀罩(13)，所述阀瓣(12)与所述阀罩(13)均连接于所述主阀(10)，所述主阀(10)开设有第一阀口，所述阀罩(13罩设所述第一阀口上，所述阀瓣(12)能够相对第一阀口移动以闭合或打开所述第一阀口；

其特征在于，所述智慧型空气阀(100)还包括瞬态压力传感器(41)、位移传感器(42)及数据记录仪(43)，所述瞬态压力传感器(41)伸入所述主阀(10)内，且能够感测所述主阀(10)内的瞬态压力变化并输出瞬态压力信息；

所述位移传感器(42)固定设置于所述阀罩(13)相对靠近所述阀瓣(12)的一侧且对应所述阀瓣(12)设置，所述位移传感器(42)用于感测所述阀瓣(12)相对所述第一阀口的位移并能够输出位移信息；所述瞬态压力传感器(41)及位移传感器(42)均电连接于所述数据记录仪(43)，所述数据记录仪(43)能够存储所述瞬态压力信息及位移信息并将所述瞬态压力信息及位移信息传输至数据处理器中；

在所述瞬态压力传感器(41)测定所述智慧型空气阀(100)处于瞬态负压状态、且所述位移传感器(42)测定所述阀瓣(12)未与所述第一阀口相分离时，则判断所述智慧型空气阀(100)处于异常状态；

在所述瞬态压力传感器(41)测定所述智慧型空气阀(100)处于微正压状态、且所述位移传感器(42)测定阀瓣(12)与所述第一阀口相分离时，则判断所述智慧型空气阀(100)处于异常状态。

2.如权利要求1所述的智慧型空气阀(100)，其特征在于，所述智慧型空气阀(100)还包括微量排气阀(20)和设置于所述微量排气阀(20)上的频次传感器(44)，所述微量排气阀(20)与所述主阀(10)相连接，所述频次传感器(44)电连接于所述数据记录仪(43)，所述频次传感器(44)用于感测所述微量排气阀(20)的排气次数及频率。

3.如权利要求2所述的智慧型空气阀(100)，其特征在于，所述智慧型空气阀(100)还包括水气检测开关(45)，所述水气检测开关(45)伸入所述主阀(10)内，并与所述数据记录仪(43)电连接，所述水气检测开关(45)用于检测所述主阀(10)内其自身位置处的存气状态；

在所述频次传感器(44)测定所述微量排气阀(20)处于长期不排气或排气动作频次较低的状态，且所述水气检测开关(45)检测到阀内其自身位置处存气，则判断微量排气阀20)处于异常工作状态。

4.如权利要求2所述的智慧型空气阀(100)，其特征在于，所述智慧型空气阀(100)包括第一漏水传感器(46)，所述第一漏水传感器(46)设置于所述主阀(10)上，所述第一漏水传感器(46)电连接于所述数据记录仪(43)，所述第一漏水传感器(46)用于感测所述微量排气阀(20)喷液状态及所述主阀(10)的漏液状态。

5.如权利要求4所述的智慧型空气阀(100)，其特征在于，所述智慧型空气阀(100)还包括高速排气阀(30)和第二漏水传感器(47)，所述高速排气阀(30)与所述主阀(10)相连接，所述第二漏水传感器(47)设置于所述主阀(10)上并电连接于所述数据记录仪(43)，所述第二漏水传感器(47)用于检测所述高速排气阀(30)及所述主阀(10)的漏液状态。

6.如权利要求1所述的智慧型空气阀(100)，其特征在于，所述智慧型空气阀(100)还包括听漏传感器(48)，所述听漏传感器(48)固定连接于所述主阀(10)并电连接于所述数据记录仪(43)，所述听漏传感器(48)用于感测与所述智慧型空气阀相连接的管道内流体的漏液状态；

在所述瞬态压力传感器(41)测得所述智慧型空气阀(100)内的压力迅速降低15％至20％，且所述听漏传感器(48)测得的漏声频率为500赫兹至3000赫兹时，则判断所述管道处于漏液状态。

7.权利要求1所述的智慧型空气阀(100)，其特征在于，所述智慧型空气阀(100)还包括浊度传感器(51)，所述浊度传感器(51)电连接所述数据记录仪(43)，所述浊度传感器(51)用于感测所述主阀(10)内的流体的浊度，及/或；

智慧型空气阀(100)还包括余氯传感器(52)，所述余氯传感器(52)电连接所述数据记录仪(43)，所述余氯传感器(52)用于获取所述主阀(10)内的流体的余氯数值。

8.权利要求7所述的智慧型空气阀(100)，其特征在于，所述智慧型空气阀(100)还包括pH值传感器(53)，所述pH值传感器(53)电连接所述数据记录仪(43)，所述pH值传感器(53)用于获取所述主阀(10)内的流体的酸碱度，及/或；

所述智慧型空气阀(100)还包括电导率传感器(54)，所述电导率传感器(54)电连接所述数据记录仪(43)，所述电导率传感器(54)用于感测所述主阀(10)内的流体的电导性。

9.一种监控系统，所述监控系统包括数据处理器，其特征在于，所述监控系统还包括智慧型空气阀(100)，所述数据处理器与所述数据记录仪(43)电连接，所述智慧型空气阀(100)为如权利要求1至8中任意一项的所述智慧型空气阀。

10.一种智慧型空气阀监测方法，用于监测智慧型空气阀的工作状态，其特征在于，所述智慧型空气阀上设置有瞬态压力传感器及位移传感器，所述瞬态压力传感器及位移传感器均电连接于数据记录仪，所述数据记录仪电连接于数据处理器；所述智慧型空气阀监测方法包括以下步骤：

通过所述瞬态压力传感器感测所述智慧型空气阀内部的瞬态压力变化，所述瞬态压力传感器输出瞬态压力信息并将所述瞬态压力信息传递至所述数据记录仪；

通过所述位移传感器感测所述智慧型空气阀中阀瓣的位移变化，所述位移传感器输出位移信息并将所述位移信息传递至所述数据记录仪；

所述数据记录仪储存所述瞬态压力信息以及位移信息并将其传递至数据处理器；

所述数据处理器根据所述瞬态压力信息及位移信息处理评估所述智慧型空气阀的运行状态。

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