CN111720755A - 一种家用管道探漏定位方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种家用管道探漏定位方法和系统，1)关闭阀门使得管道处于水压保压状态；2)在管道中任一水龙头处，通过转接头安装检测终端的压力传感模块，检测终端将采集的压力信息发送至云服务器进行处理，根据压力变化判断是否存在漏水，并将检测结果发送至用户终端，若是，则进入步骤3)；3)用检测终端的振动传感模块替换压力传感模块，采集管道的声音信息，发送至云服务器进行处理，结合多点测试，找到声音最大处即为漏水位置，并将检测结果发送至用户终端。本发明能准确的判断家用管道是否存在漏水及定位漏水位置，操作简单、降低经济损失。

Description

一种家用管道探漏定位方法和系统
技术领域
本发明涉及管道探漏领域，特别是指一种家用管道探漏定位方法和系统。
背景技术
淡水是人类生存最基本的条件之一，水资源贫乏和环境污染是制约城镇供水的主要因素。城市化的建设过程中家用自来水供水管道漏水越来越受到重视，它不仅增加了生活用水成本，而且还额外地造成建筑内部各种损失，同时，也导致一些次生灾害。因此，保护水源，节约用水，检漏降损，已成为全人类的共识。
由于人类对家用自来水供水管道漏水的共识，先后研究了一些检漏方法，也研制一些仪器，例如，在德国﹑英国等经济发达国家通常采用的检漏方法有：音听检漏法，相关检漏法，漏水声自动监测法和分区检漏法等。目前主流的探漏是音听检漏法，结合把传感器放在地下有管道的地面上,通过声音放大器用趋近法定位漏水位置。这类的仪器价格昂贵，一般家庭也不会配备这样的仪器。而且这类仪器都是针对漏水比较大的情况下，在轻微漏水或者滴漏的情况下，即使我们关闭所有出水口，观察水表也很难发现是否有存在漏水。受到了较大的限制。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种结构简单、成本低、操作方便的家用管道探漏定位方法和系统。
本发明采用如下技术方案：
一种家用管道探漏定位方法，其特征在于：
1)关闭阀门使得管道处于水压保压状态；
2)在管道中任一水龙头处，通过转接头安装检测终端的压力传感模块，检测终端将采集的压力信息发送至云服务器进行处理，根据压力变化判断是否存在漏水，并将检测结果发送至用户终端，若是，则进入步骤3)；
3)用检测终端的振动传感模块替换压力传感模块，采集管道的声音信息，发送至云服务器进行处理，结合多点测试，找到声音最大处即为漏水位置，并将检测结果发送至用户终端。
优选的，所述步骤3)中，所述云服务器通过将声音信息转换成频域数据，通过频域数据的幅值大小确定声音大小。
一种家用管道探漏定位系统，包括检测终端，其特征在于：还包括转接头、云服务器和用户终端；该转接头安装于水龙头上；该检测终端设有压力传感模块、振动传感模块、控制器和通讯模块，该压力传感模块与转接头连接以检测压力信息；该振动传感模块与转接头连接以检测声音信息；该控制器与压力传感模块、振动传感模块和通讯模块相连以将信息发送至云服务器或接收来自云服务器的信息；该用户终端与云端服务器通信以接收检测结果。
优选的，所述压力传感模块包括主体、压力传感器和第一调理电路，该主体一端设有连通的第一接口和压力腔，该第一接口与所述转接头插接，主体另一端设有第一插接口以与所述控制器插接；该压力传感器安装于压力腔内；该第一调理电路位于主体内且与压力传感器和控制器电性连接。
优选的，所述振动传感模块包括主体、压电陶瓷片和第二调理电路；该主体一端设有第二接口以与所述转接头连接，另一端设有第二插接口以与所述控制器插接；该压电陶瓷片安装于第二接口内；该第二调理电路位于主体内且与压电陶瓷片和所述控制器电性连接。
优选的，所述控制器设有主体和控制电路，该主体一端设有接头以与所述压力传感模块或振动传感模块插接；该控制电路与接头电性连接；所述通讯模块安装于主体内，且与控制电路相连。
优选的，还包括有电源模块，该电源模块安装于主体内且与控制电路电性连接。
优选的，所述通讯模块为WIFI模块。
优选的，所述云服务器设有数据库，用于存储数据及大数据分析。
优选的，所述用户终端接收检测结果进行数据展示或图表展示。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的方法和系统能够在保持低成本的情况下，更为及时准确的判断家用管道是否存在漏水及定位漏水位置，降低了因为自来水管道漏水造成的经济损失。
2、本发明的方法和系统，采用转接头连接压力传感模块或振动传感模块，方便用户检测使用，转接头外套设密封圈，起到防水和紧固作用。
3、本发明的方法和系统，其压力传感模块包括主体、压力传感器和第一调理电路等，通过第一接口与转接头相连，并将压力信息通过第一插接口传送至控制器，实现实时检测管道内的压力变化。
4、本发明的方法和系统，其振动传感模块包括主体、振动传感器和第二调理电路，通过第二接口与转接头相连，并将声音信息通过第二插接口传送至控制器，实现监听管道漏水声音。
5、本发明的方法和系统，通过云服务器的大数据分析用水习惯，在用户忘记关闭用水器具的情况，系统能主动发出报警提示用户。
附图说明
图1为家用管道示意图；
图2为转接头结构图；
图3为压力传感模块结构图；
图4为控制器结构图；
图5为振动传感模块结构图；
图6为控制器电路图；
图7为WIFI模块电路图；
图8为第一调理电路图；
图9为第二调理电路图；
图10为本发明系统图；
图11为用户终端的图表展示示意图；
其中：1、转接头，11、凹槽，2、密封圈，3、压力传感模块，31、第一接口，32、小孔，33、压力传感器，34、第一调理电路，35、第一插接口，36、压力腔，4、控制器，41、通讯模块，42、接头，43、电源模块，44、防水充电接口，45、控制电路，5、振动传感模块，51、第二插接口，52、振动传感器，53、第二接口，54、第二调理电路，6、云服务器，7、用户终端。
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
一种家用管道探漏定位方法，其包括如下步骤：
1)关闭阀门或龙头使得管道处于水压保压状态。参见图1，常规家用管道包括A、B、C、D等多个用水器件或水龙头，检测时，关闭管道中所有的用水器具，关闭总阀门K，使得家用管道处于水压保压状态，即在没有漏水的情况下，管道内的水压应该是保持压力不变。
2)在管道中任一水龙头处安装转接头1，通过转接头1安装检测终端的压力传感模块3，检测终端将采集的压力信息发送至云服务器6进行处理，根据压力变化判断是否存在漏水，并将检测结果发送至用户终端7，若是，则进入步骤3)；若否，则无漏水。
该步骤中，云服务器6可将压力信息与常规平稳的压力信息进行比较，并实时发送至用户终端7，用户终端7可将比较数据用图形曲线的方式展示，例如，参见图10，具有两条对比曲线。其中一条曲线是压力快速下降的曲线，另一条曲线是压力基本保持平稳不变的曲线，可直观的判断出下降的曲线，压力一直在下降，代表存在漏水。
3)漏水的情况下，用检测终端的振动传感模块5替换压力传感模块3，采集管道的声音信息，发送至云服务器6进行处理，结合多点测试，找到声音最大处即为漏水位置，并将检测结果发送至用户终端7。
本发明通过振动传感模块5监听管道是否有漏水声，通过多点测试即趋近的方法找到准确的漏水位置。
具体的，步骤3)中，云服务器6通过将声音信息进行傅里叶变换，转换成频域数据，通过频域数据的幅值大小得到该监听点的漏水声音大小。通过比较多个监听点的声音大小，找到声音最大的点就是漏水位置。
本发明还提出一种家用管道探漏定位系统，用于实现上述的方法，包括检测终端、转接头1、云服务器6和用户终端7等。该转接头1安装于水龙头上；该检测终端设有压力传感模块3、振动传感模块5、控制器4和通讯模块41，该压力传感模块3与转接头1连接以检测压力信息；该振动传感模块5与转接头1连接以检测声音信息；该控制器4与压力传感模块3、振动传感模块5和通讯模块41相连以将信息发送至云服务器6或接收来自云服务器6的信息；该用户终端7与云端服务器通信以接收检测结果或其它通知消息等。
参见图2，转接头1内设有水流通道，一端可套接于管道或水龙头上，另一端用于连接压力传感模块3或振动传感模块5。转接头1一端与水龙头或管道可采用螺纹连接，转接头1外周设有凹槽11，用于套设密封圈2。
参见图3，压力传感模块3包括主体、压力传感器33和第一调理电路34等。该主体一端设有连通的第一接口31和压力腔36，该第一接口31与转接头1的另一端插接。主体另一端设有第一插接口35，用于与控制器4插接。该压力传感器33安装于压力腔36内；该第一调理电路34位于主体内且与压力传感器33和控制器4电性连接。
具体的，该压力传感器33可采用扩散硅传感器，该压力腔36和第一接口31之间设有小孔32实现连通，压力腔36水压作用于压力传感器33，以供检测压力信息。参见图8，第一调理电路34设有压力信号放大电路，该电路对压力传感器33的微弱信号进行两级的运算放大器放大，并且在中间加入RC滤波处理，去除电路上的干扰信号。
振动传感模块5包括主体、压电陶瓷片和第二调理电路54；该主体一端设有第二接口53以与转接头1的另一端连接，主体另一端设有第二插接口51以与控制器4插接；该压电陶瓷片安装于第二接口53内；该第二调理电路54位于主体内且与压电陶瓷片和控制器4电性连接。
具体的，第二调理电路54设有振动信号放大电路，该电路对振动传感器52即压电陶瓷片输出的电荷信号进行转换和放大处理，并通过带通滤波器对干扰信号进行滤波处理，参见图9。
控制器4设有主体和控制电路45，该主体一端设有接头42以与压力传感模块3或振动传感模块5插接，该插接还能实现电性连接。该控制电路45与接头42电性连接；通讯模块41安装于主体内，且与控制电路45相连。
具体的，控制电路45采用的是意法半导体的STM32F103高性能处理器，该处理器能够快速采集压力传感器33的数据或者振动传感器52的数据，并通过通讯模块41把数据传输到服务器上。通讯模块41为WIFI模块，可采用ESP8266模块，该模块可以快速的连接WIFI局域网网络，进行数据交换。本发明通讯模块41不限于此，还可以采用常见的其它无线通信方式。
本发明检测终端还包括有电源模块43，该电源模块43安装于主体内且与控制电路45电性连接，其可采用可充电电池，设置有防水充电接口44。云服务器6应用进行数据处理、大数据分析等，其设有数据库以存储数据。用户终端7接收检测结果进行数据展示或图表展示，用户终端7安装有相关APP以接入云服务器6，并进行数据交互。用户终端也可与检测终端的通讯模块进行数据交换。
本发明在实际应用中，在没有做漏水检测的情况下，长期在水龙头上安装压力传感模块3，即可长期检测水压信息，通过大数据分析用水习惯，在用户忘记关闭用水器具的情况，系统能主动发出报警提示用户。
本发明云服务器6可通过大数据分析用水习惯，防止用户在用水后忘记关闭水龙头或者是有突发的漏水情况等，即可通知用户终端7。比如检测到凌晨下半夜用水低峰期，压力异常变化。
本发明能够在保持低成本的情况下，更为及时准确的判断家用自来水管道是否存在漏水和判断家里用水器具损耗或者忘记关闭的情况，降低了因为自来水管道漏水造成的经济损失。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种家用管道探漏定位方法，其特征在于：
1)关闭阀门使得管道处于水压保压状态；
2)在管道中任一水龙头处，通过转接头安装检测终端的压力传感模块，检测终端将采集的压力信息发送至云服务器进行处理，根据压力变化判断是否存在漏水，并将检测结果发送至用户终端，若是，则进入步骤3)；
3)用检测终端的振动传感模块替换压力传感模块，采集管道的声音信息，发送至云服务器进行处理，结合多点测试，找到声音最大处即为漏水位置，并将检测结果发送至用户终端。
2.如权利要求1所述的一种家用管道探漏定位方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述云服务器通过将声音信息转换成频域数据，通过频域数据的幅值大小确定声音大小。
3.一种家用管道探漏定位系统，包括检测终端，其特征在于：还包括转接头、云服务器和用户终端；该转接头安装于水龙头上；该检测终端设有压力传感模块、振动传感模块、控制器和通讯模块，该压力传感模块与转接头连接以检测压力信息；该振动传感模块与转接头连接以检测声音信息；该控制器与压力传感模块、振动传感模块和通讯模块相连以将信息发送至云服务器或接收来自云服务器的信息；该用户终端与云端服务器通信以接收检测结果。
4.如权利要求1或3所述的一种家用管道探漏定位系统，其特征在于：所述压力传感模块包括主体、压力传感器和第一调理电路，该主体一端设有连通的第一接口和压力腔，该第一接口与所述转接头插接，主体另一端设有第一插接口以与所述控制器插接；该压力传感器安装于压力腔内；该第一调理电路位于主体内且与压力传感器和控制器电性连接。
5.如权利要求1或3所述的一种家用管道探漏定位系统，其特征在于：所述振动传感模块包括主体、压电陶瓷片和第二调理电路；该主体一端设有第二接口以与所述转接头连接，另一端设有第二插接口以与所述控制器插接；该压电陶瓷片安装于第二接口内；该第二调理电路位于主体内且与压电陶瓷片和所述控制器电性连接。
6.如权利要求1或3所述的一种家用管道探漏定位系统，其特征在于：所述控制器设有主体和控制电路，该主体一端设有接头以与所述压力传感模块或振动传感模块插接；该控制电路与接头电性连接；所述通讯模块安装于主体内，且与控制电路相连。
7.如权利要求6所述的一种家用管道探漏定位系统，其特征在于：还包括有电源模块，该电源模块安装于主体内且与控制电路电性连接。
8.如权利要求3所述的一种家用管道探漏定位系统，其特征在于：所述通讯模块为WIFI模块。
9.如权利要求1或3所述的一种家用管道探漏定位系统，其特征在于：所述云服务器设有数据库，用于存储数据及大数据分析。
10.如权利要求1或3所述的一种家用管道探漏定位系统，其特征在于：所述用户终端接收检测结果进行数据展示或图表展示。
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