CN111928887A - 蓄水设备的监测系统 - Google Patents

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CN111928887A
CN111928887A CN202010445640.9A CN202010445640A CN111928887A CN 111928887 A CN111928887 A CN 111928887A CN 202010445640 A CN202010445640 A CN 202010445640A CN 111928887 A CN111928887 A CN 111928887A
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李潇
杨苗
陈科臣
苏明峰
张捷
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Powerchina Chongqing Engineering Corp ltd
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    • G06Q50/06Electricity, gas or water supply

Abstract

本发明提供的一种蓄水设备的监测系统,应用于蓄水设备,包括:水位信息采集模块,过流信息采集模块,信息处理模块;水位信息采集模块,用于获取蓄水设备的水位信息;过流信息采集模块,用于获取蓄水设备的出水管路的出水过流信息和进水管路的进水过流信息;信息处理模块,用于基于水位信息,出水过流信息和进水过流信息,获取泄漏信息。本发明缓解现有技术中存在的不能自动获取蓄水设备的泄漏信息,因而无法定量描述泄漏规模或强度,或和不能全时获取或表达全部进水或/和出水过流信息,不能实测所述蓄水设备的可用蓄水量的问题。

Description

蓄水设备的监测系统
技术领域
本发明涉及蓄水设备技术领域,尤其是涉及一种蓄水设备的监测系统。
背景技术
现有技术中,其各处气液分界面全部等压及近似全部等压,具有进水管路、出水管路,泄漏通道,的蓄水设备,特别是位于自来水供水管路系统中的水池,水塔,水箱,和自来水供水系统外的消防水池、游泳池,蓄水池、水箱,水库,都存在着缺乏实时获取蓄水设备由内向外的或/和由外向内的泄漏信息的方法,泄漏信息包括但不限于:泄漏流量,平均泄漏流量和累积泄漏流量,因而无法定量描述泄漏规模或强度,或和不能全时获取或表达全部进水或出水过流信息,不能实测所述蓄水设备的可用蓄水量的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种蓄水设备的监测系统,以缓解现有技术中存在的缺乏实时获取泄漏信息的方法,因而无法定量描述泄漏规模或强度,或和不能全时获取全部进水或出水过流信息,不能实测所述蓄水设备的可用蓄水量的技术问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种蓄水设备的监测系统,应用于各处气液分界面全部等压、具有进水管路、出水管路和泄漏通道,至少包含一段蓄水量为水位单值函数的蓄水空间的蓄水设备,所述泄漏通道为所述蓄水设备上除所述出水管路和所述进水管路之外的进出水过流通道;所述监测系统包括:水位信息采集模块,过流信息采集模块,信息处理模块;其中,所述水位信息采集模块和所述过流信息采集模块分别与所述信息处理模块相连接;所述水位信息采集模块,用于获取所述蓄水设备的水位信息,所述水位信息包含但不限于:水位,或/和水位随时间的变化;所述过流信息采集模块,用于获取所述蓄水设备的出水管路的出水过流信息和进水管路的进水过流信息,所述进水过流信息包含但不限于:进水流量或/和平均进水流量或/和累积进水流量,所述出水过流信息包括但不限于:出水流量或/和平均出水流量或/和累积出水流量;所述信息处理模块,用于基于所述水位信息,所述出水过流信息和所述进水过流信息,获取泄漏信息;所述泄漏信息为所述泄漏通道的过流信息,所述泄漏信息包含但不限于:泄漏流量或/和平均泄漏流量或/和累积泄漏流量。
进一步地,所述水位信息采集模块,包括以下至少之一:水位信息全时采集装置,水位信息分时采集装置;所述水位信息全时采集装置的量程大于或等于零,且包含所述水位信息的值域,用于在所述水位信息的值域内获取所述水位信息;所述水位信息分时采集装置的量程大于或等于零,且仅覆盖所述水位信息的值域的一部分,用于在所述水位信息分时采集装置的量程与所述水位信息的值域的交集内获取所述水位信息;所述过流信息采集模块包括以下至少之一:过流信息全时采集装置,过流信息分时采集装置;所述过流信息全时采集装置的量程大于或等于零,且包含被测管路的过流信息的值域,用于在所述被测管路的过流信息的值域内获取所述被测管路的过流信息;所述过流信息分时采集装置的量程大于或等于零,且仅覆盖被测管路的过流信息的值域的一部分,用于在所述过流信息分时采集装置的量程与所述被测管路的过流信息的值域的交集内获取所述被测管路的过流信息。
进一步地,所述信息处理模块还用于:在所述蓄水设备上蓄水量为水位单值函数的蓄水空间中,基于所述水位信息、所述出水过流信息和所述进水过流信息,获取在泄漏流量是水位信息的一元单值函数条件下的一元泄漏信息,或/和获取在泄漏流量是水位信息和预设变量的多元函数条件下的多元泄漏信息,或/和获取信息值等于在同一水位上的所述多元泄漏信息与所述一元泄漏信息之差的差元泄漏信息;或/和在泄漏流量是水位的一元单调函数的条件下,基于所述泄漏信息获取所述水位信息,或/和基于所述水位信息获取所述泄漏信息;或/和基于所述水位信息获取蓄水信息,或/和基于所述蓄水信息获取所述水位信息;所述信息处理模块,还用于基于所述水位信息,和全部所述过流信息中的,位于所述过流信息所对应的所述过流信息采集模块的量程内的进水和出水过流信息,获取位于所述过流信息所对应的所述过流信息采集模块的量程外的进水和出水过流信息;所述蓄水信息包括:蓄水量或/和蓄水量的增量或/和蓄水量对时间的变化率;所述信息处理模块,还用于基于所述蓄水信息,所述出水过流信息和所述进水过流信息,所述泄漏信息之间的预设定量关系,获取所述蓄水设备的泄漏信息。
进一步地,所述预设定量关系包括:第一定量关系,所述第一定量关系为所述进水流量或所述累积进水流量对时间的导数减去所述出水流量或所述累积出水流量对时间的导数,再减去所述蓄水量对时间的导数的值,等于在预设时刻及水位上的所述泄漏流量;在所述泄漏流量是水位的一元单值函数条件下,所述预设时刻及水位上的所述泄漏流量是一元泄漏流量;在所述泄漏流量是水位和预设变量的多元函数条件下,所述预设时刻及水位上的所述泄漏流量是多元泄漏流量;所述预设时刻及水位上,所述多元泄漏流量与所述一元泄漏流量的差是差元泄漏流量。
进一步地,所述预设定量关系还包括:第二定量关系,所述第二定量关系为所述累积进水流量与预设时段的初始时刻的蓄水量的和,减所述累积出水流量与所述预设时段的结束时刻的蓄水量的和,等于所述预设时段内的累积泄漏流量;在所述泄漏流量是水位的一元单值函数条件下,所述预设时段内的累积泄漏流量是一元累积泄漏流量;在所述泄漏流量是水位和预设变量的多元函数条件下,所述预设时段内的累积泄漏流量是多元累积泄漏流量;在所述预设时段上,所述多元累积泄漏流量减去所述一元累积泄漏流量等于差元累积泄漏流量。
进一步地,所述预设定量关系还包括:第三定量关系,所述第三定量关系为预设时段内的平均泄漏流量,等于所述累积泄漏流量与所述预设时段所对应的时长的商;在所述预设时段内所述水位和所述泄漏流量对时间的导数恒为零的条件下,所述水位上的所述泄漏流量等于所述预设时段上的平均泄漏流量。
进一步地,所述预设定量关系还包括:第四定量关系,所述第四定量关系为在预设时段的起始和结束两个时刻的蓄水量或水位相等条件下,所述预设时段内的累积进水流量与累积出水流量的差值等于所述预设时段内的累积泄漏流量。
进一步地,所述预设定量关系还包括:第五定量关系,所述第五定量关系为一元泄漏流量—水位函数,是在所述泄漏流量为所述水位的一元单值函数的条件下,基于在不同水位上测得的一元泄漏流量而建立的函数。
进一步地,所述预设定量关系还包括:第六定量关系,所述第六定量关系为蓄水量—水位函数,是基于蓄水设备的几何尺寸建立的函数或/和在所述泄漏流量为所述水位的一元单值函数的条件下,基于在多个预设时段内的,水位从起始位置变化到终了位置所对应的,所述累积进水流量减所述累积出水流量减所述一元泄漏流量—水位函数在所述预设时段上的积分所得的数值结果建立的函数。
进一步地,所述监测系统还包括:信息传输模块,用于在所述水位信息采集模块、所述过流信息采集模块,与所述信息处理模块之间,或和所述水位信息采集模块或/和所述过流信息采集模块或/和所述信息处理模块与监测系统外部信息通讯网络节点之间传输信息,包括但不限于:将所述水位信息传输给所述信息处理模块,以及将所述出水过流信息和所述进水过流信息传输给所述信息处理模块。
本发明提供的一种蓄水设备的监测系统,应用于各处气液分界面全部等压、具有进水管路、出水管路和泄漏通道,至少包含一段蓄水量为水位单值函数的蓄水空间的蓄水设备,至少由:水位信息采集模块,过流信息采集模块和信息处理模块组成;其中,水位信息采集模块和过流信息采集模块分别与信息处理模块相连接;所述信息处理模块,在蓄水量为水位的单值函数的蓄水空间内,基于所述水位信息,所述出水过流信息和所述进水过流信息,所述蓄水设备的泄漏信息之间的预设定量关系,用一部分所述信息,获取或表达余下部分,从而缓解现有技术中存在的不能自动获取蓄水设备的泄漏信息,因而无法定量描述泄漏规模或强度,或和不能全时获取或表达全部进水或出水过流信息,不能实测所述蓄水设备的可用蓄水量的技术问题;可为定量客观地评估泄漏规模和发展趋势,及时避免泄漏引起的直接经济损失或/和防范消防、生活水池或水箱等蓄水设备泄漏引发更大的事故,以及为蓄水设备的信息化或和远程管理提供数字化信息支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种蓄水设备的监测系统的示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种蓄水设备的监测系统的示意图;
图3为本发明实施例提供的一种带有监测系统的蓄水设备的示意图。
图标:
1-第一过流信息全时或分时采集装置;2-第一过流信息分时采集装置;3-水位信息全时或分时采集装置;4-第二过流信息分时采集装置;5-浮球进水控制及单点水位信息采集装置;6-第二过流信息全时或分时采集装置;7-蓄水设备;8-信息传输装置;9-信息处理或和人机接口模块;10-第三过流信息分时采集装置;11-第四过流信息分时采集装置;100-水位信息采集模块;200-过流信息采集模块;201-第一过流信息采集单元;202-第二过流信息采集单元;300-信息处理模块;400-水位控制模块;500-信息传输模块;501-人机接口单元;502-网络通信接口单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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。
实施例一:
图1是根据本发明实施例提供的一种蓄水设备的监测系统的示意图,应用于各处气液分界面全部等压、具有进水管路、出水管路和泄漏通道,至少包含一段蓄水量为水位单值函数的蓄水空间的蓄水设备,泄漏通道为蓄水设备上除出水管路和进水管路之外的进出水过流通道。如图1所示,该监测系统具体包括:水位信息采集模块100,过流信息采集模块200,和信息处理模块300;水位信息采集模块100和过流信息采集模块200分别与信息处理模块300相连接。
具体地,水位信息采集模块100,用于获取所述蓄水设备的水位信息。水位信息包含但不限于:水位,或/和水位随时间的变化。
可选地,水位信息采集模块100包括以下至少之一:水位信息全时采集装置,水位信息分时采集装置。具体地,水位信息全时采集装置的量程大于或等于零,且包含水位信息的值域,用于在水位信息的值域内获取水位信息。水位信息分时采集装置的量程大于或等于零,且仅覆盖水位信息的值域的一部分,用于在水位信息分时采集装置的量程与水位信息的值域的交集内获取水位信息。
可选地,水位信息分时采集装置,包括按量程分类的以下至少之一:连续采集装置,单点采集装置,离散多点采集装置;单点采集装置和离散多点采集装置,包括通过采集溢流管路水流信息以及采集浮球阀阀位或/和浮球阀所在管路中水流信息,获取水位信息的装置。
过流信息采集模块200,用于获取蓄水设备的出水管路的出水过流信息和进水管路的进水过流信息,进水过流信息包含但不限于:进水流量或/和平均进水流量或/和累积进水流量,出水过流信息包括但不限于:出水流量或/和平均出水流量或/和累积出水流量。
可选地,过流信息采集模块包括以下至少之一:过流信息全时采集装置,过流信息分时采集装置。具体地,过流信息全时采集装置的量程大于或等于零,且包含被测管路的过流信息的值域,用于在被测管路的过流信息的值域内获取被测管路的过流信息;过流信息分时采集装置的量程大于或等于零,且仅覆盖被测管路的过流信息的值域的一部分,用于在过流信息分时采集装置的量程与被测管路的过流信息的值域的交集内获取被测管路的过流信息。
可选地,过流信息全时采集装置包括以下至少之一:第一流量计,第一累积流量计,第一流量积算仪,第一水表,第一流量计、第一累积流量计、第一流量积算仪和第一水表的量程大于或等于零,且包含整个被测管路过流信息的值域。
可选地,过流信息分时采集装置包括以下至少之一:第二流量计,第二累积流量计,第二流量积算仪、第二水表、阀位检测装置、水流检测装置,第二流量计,第二累积流量计,第二流量积算仪、第二水表、阀位检测装置和水流检测装置的量程大于或等于零,且仅覆盖被测管路过流信息值域的一部分。
信息处理模块300,用于基于水位信息,出水过流信息和进水过流信息,获取泄漏信息;泄漏信息为泄漏通道的过流信息,泄漏信息包含但不限于:泄漏流量或/和平均泄漏流量或/和累积泄漏流量。
可选地,图2是根据本发明实施例提供的另一种蓄水设备的监测系统的示意图。如图2所示,过流信息采集模块200还包括:第一过流信息采集单元201和第二过流信息采集单元202。
具体地,第一过流信息采集单元201,用于获取蓄水设备的进水过流信息,具体地,用于获取蓄水设备在预设时段或/和预设时刻的进水过流信息。
第二过流信息采集单元202,用于获取蓄水设备的出水过流信息,具体地,用于获取蓄水设备在预设时段或/和预设时刻的出水过流信息。
可选地,如图2所示,该监测系统还包括:信息传输模块500,设置于过流信息采集模块200与信息处理模块300之间,和水位信息采集模块100与信息处理模块300之间。
可选地,如图2所示,该监测系统还包括:水位控制模块400,用于控制蓄水设备的水位。
信息传输模块500,用于在水位信息采集模块、过流信息采集模块,与信息处理模块之间,或和水位信息采集模块或/和过流信息采集模块或/和信息处理模块与监测系统外部信息通讯网络节点之间传输信息,包括但不限于:将水位信息以及水过流信息和进水过流信息传输给信息处理模块300;信息传输模块500以自动或和人工的方式传输信息。
可选地,如图2所示,信息传输模块500还包括:人机接口单元501和网络通信接口单元502。
具体地,人机接口单元501,用于在监测系统与用户之间的人机交互;人机接口单元501包括以下至少之一:显示装置,打印装置,触摸屏,按钮,开关,键盘,鼠标,麦克风,报警装置。
网络通信接口单元502,用于将所述监测系统收到的和处理产生的,部分或全部信息传送至监测系统的外部的信息通讯网络节点。
可选地,信息处理模块300还用于:在蓄水设备上蓄水量为水位单值函数的蓄水空间中,基于水位信息、出水过流信息和进水过流信息,获取在泄漏流量是水位信息的一元单值函数条件下的一元泄漏信息,或/和获取在泄漏流量是水位信息和预设变量的多元函数条件下的多元泄漏信息,或/和获取信息值等于在同一水位上的多元泄漏信息值与一元泄漏信息值之差的差元泄漏信息;或/和在泄漏流量是水位的一元单调函数的条件下,基于泄漏信息获取水位信息,或/和基于水位信息获取泄漏信息;或/和基于水位信息获取蓄水信息,或/和基于蓄水信息获取水位信息;
信息处理模块300,还用于基于水位信息,和全部过流信息中的,位于过流信息所对应的过流信息采集模块的量程内的进水和出水过流信息,获取位于过流信息所对应的过流信息采集模块的量程外的进水和出水过流信息;这两部分过流信息共同构成过流信息采集模块所采集的全部过流信息;这两部分过流信息采集模块共同构成过流信息采集模块所包含的全部过流信息采集装置;蓄水信息包括:蓄水量或/和蓄水量的增量或/和蓄水量对时间的变化率。
可选地,预设定量关系包括:第一定量关系,第一定量关系为进水流量或累积进水流量对时间的导数减去出水流量或累积出水流量对时间的导数,再减去蓄水量对时间的导数的值,等于在预设时刻及水位上的泄漏流量;在泄漏流量是水位的一元单值函数条件下,预设时刻及水位上的泄漏流量是一元泄漏流量;在泄漏流量是水位和其它变量的多元函数条件下,预设时刻及水位上的泄漏流量是多元泄漏流量;预设时刻及水位上,多元泄漏流量与一元泄漏流量的差是差元泄漏流量。
可选地,预设定量关系还包括:第二定量关系,第二定量关系为累积进水流量与预设时段的初始时刻的蓄水量的和,减累积出水流量与预设时段的结束时刻的蓄水量的和,等于预设时段内的累积泄漏流量;在泄漏流量是水位的一元单值函数条件下,预设时段内的累积泄漏流量是一元累积泄漏流量;在泄漏流量是水位和预设变量的多元函数条件下,预设时段内的累积泄漏流量是多元累积泄漏流量;在预设时段上,所述多元累积泄漏流量减去所述一元累积泄漏流量等于差元累积泄漏流量。
可选地,预设定量关系还包括:第三定量关系,第三定量关系为预设时段内的平均泄漏流量,等于累积泄漏流量与预设时段所对应的时长的商;在预设时段内水位和泄漏流量对时间的导数恒为零的条件下,水位上的泄漏流量等于预设时段上的平均泄漏流量。
可选地,预设定量关系还包括:第四定量关系,第四定量关系为在预设时段的起始和结束两个时刻的蓄水量或水位相等条件下,预设时段内的累积进水流量与累积出水流量的差值等于预设时段内的累积泄漏流量;
可选地,预设定量关系还包括:第五定量关系,第五定量关系为一元泄漏流量—水位函数,是在泄漏流量为水位的一元单值函数的条件下,基于在不同水位上测得的一元泄漏流量而建立的函数。
可选地,预设定量关系还包括:第六定量关系,第六定量关系为蓄水量—水位函数,是基于蓄水设备的几何尺寸建立的函数或/和在泄漏流量为水位的一元单值函数的条件下,基于在多个预设时段内的,水位从起始位置变化到终了位置所对应的,累积进水流量减累计出水流量减一元泄漏流量—水位函数在预设时段上的积分所得的数值结果建立的函数。
通过以上描述可知,本发明实施例提供的一种蓄水设备的监测系统,可以达到以下技术效果:
可以消除蓄水设备普遍存在的泄漏监测盲区或和过流信息分时采集盲区或和蓄水信息采集盲区;可以自动或和人工地,全时或在预设时段内或预设时刻,基于所述水位信息,所述出水过流信息和所述进水过流信息中的一部分,获取或表达其余部分,从而缓解现有技术中存在的不能自动获取蓄水设备的泄漏信息,因而无法定量描述泄漏规模或强度,或和不能全时获取或表达全部进水或出水过流信息,不能实测所述蓄水设备的可用蓄水量的技术问题;可为定量客观地评估泄漏规模和发展趋势,及时避免泄漏引起的直接经济损失或/和防范消防、生活水池或水箱等蓄水设备泄漏引发更大的事故,以及为蓄水设备的信息化或和远程管理提供数字化信息支持。
实施例二:
图3是根据本发明实施例提供一种具有上述实施例一中的监测系统的蓄水设备的结构示意图,图中包括:消防、生活水池或水箱,以及设置于消防或水箱上的一种蓄水设备的监测系统。
具体地,如图3所示,该具有监测系统的蓄水设备具体包括如下结构:设置于蓄水设备的生活用水供水管路上的第一过流信息全时或分时采集装置1,其量程大于零;设置于溢流出水管路上的第一过流信息分时采集装置2,同时也可用作水位信息分时采集装置,其量程等于零;水位信息全时或分时采集装置3,其量程大于零;设置于进水管路上的第二过流信息分时采集装置4,其量程等于零;浮球进水控制及单点水位信息采集装置5,在蓄水设备的水位不低于最高水位Lmax时,关闭所控制管路,同时也可用作水位信息分时采集装置,提供在关闭时点上或/和关闭时段内的,水位信息;设置在与浮球进水控制及单点水位信息采集装置5同一进水管路上的第二过流信息全时或分时采集装置6,其量程大于零;蓄水设备7;信息传输装置8;信息处理或和人机接口模块9;设置于放水管路上的第三过流信息分时采集装置10,其量程等于零;设置于消防供水管路上的第四过流信息分时采集装置11,其量程等于零;
第一过流信息分时采集装置2,第二过流信息分时采集装置4,第三过流信息分时采集装置10,第四过流信息分时采集装置11为量程等于零的单点信息采集装置,其所采过流信息可用自动或/和人工方式传输。
上述多个信息采集装置中,第二过流信息分时采集装置4,第二过流信息全时或分时采集装置6,归属过流信息采集模块200中的第一过流信息采集单元201;第一过流信息全时或分时采集装置1,第一过流信息分时采集装置2,第三过流信息分时采集装置10,第四过流信息分时采集装置11,归属过流信息采集模块200中的第二过流信息采集单元202;水位信息全时或分时采集装置3,浮球进水控制及单点水位信息采集装置5归属水位信息采集模块100;
具体地,信息传输装置8,归属信息传输模块500,用于在监测系统中的各模块,各采集单元,各采集装置,人机界面单元,或和系统外部信息网络节点间传输信息。
具体地,信息处理或和人机接口模块9,归属信息处理模块300,是对信息传输装置8传输的信息以自动或和人工的方式进行处理的一个模块。
下面结合图3所示的蓄水设备的结构示意图,对本发明监测蓄水设备泄漏或和基于所述水位信息,所述出水过流信息和所述进水过流信息中的一部分,获取或表达其余部分的具体过程进行描述。
基于所述第二定量关系:在预设时段(t1,t2)上,水位L对应蓄水量Vr=f(L),水位L1和L2,对应蓄水量f(L1)和f(L2);
Vi-Vj-Vl=f(L2)-f(L1);
f(L2)-f(L1)是(t1,t2)上的蓄水增量;
Vl是(t1,t2)上的累积泄漏流量;
Vi是(t1,t2)上的蓄水设备的累积进水流量;Vif是由进水过流信息全时采集装置采集的全时累积进水流量;Vip是由进水过流信息分时采集装置采集的分时累积进水流量,在进水过流信息处于分时进水过流信息采集装置的量程内时,有确定的数值,同时Vi=Vif+Vip有确定的数值;
Vj是(t1,t2)上的蓄水设备的累积出水流量;Vjf是由出水过流信息全时采集装置采集的全时累积出水流量,Vjp是由出水过流信息分时采集装置采集的分时累积出水流量,在出水过流信息处于分时出水过流信息采集装置的量程内时,有确定的数值,同时Vj=Vjf+Vjp有确定的数值;
基于第一定量关系:
在所述蓄水设备上的一个蓄水量为水位单值函数的蓄水空间中,水位信息采集模块100内水位信息采集装置的量程与所述蓄水设备水位信息值域的交集内的预设最低水位Lmin和最高水位Lmax之间的水位区间上,预设多个水位,基于所述第三定量关系,在所述泄漏流量为所述水位的一元单值函数条件下,测量这所述预设多个水位上的泄漏流量,并由此建立一元泄漏流量—水位函数:Ql=Φ(L),即所述第五定量关系;
基于水位随时间的变化建立水位—时间函数:L=λ(t);
求取与所述预设最低水位Lmin和所述预设多个水位L相应的每个预设时段上的累积泄漏流量:t1是所述预设时段的起始时刻,t2是所述预设时段的结束时刻;
基于第二定量关系,取L1=Lmin,L2=L,(Lmin≦L≦Lmax),测量所述水位区间(Lmin,Lmax)中多个预设水位L上的蓄水量,f(L)=Vi-Vj-Vl+f(Lmin),建立蓄水量—水位函数:Vr=f(L),即所述第六定量关系。
过流信息采集模块200所采集的信息包括:
第一过流信息采集单元201所采集的:
累积进水流量等于所述全时和分时进水过流信息采集装置所采集的累积进水流量总和,即Vi=V6+V4
进水流量等于所述全时和分时进水过流信息采集装置所采集的进水流量的总和,即Qi=Q6+Q4
第二过流信息采集单元202所采集的:累积出水流量Vj等于所述全时和分时出水过流信息采集装置所采集的累积出水流量总和,即Vj=V1+V2+V10+V11
出水流量等于所述全时和分时出水过流信息采集装置所采集的出水流量的总和,即Qj=Q1+Q2+Q10+Q11
水位信息采集模块100所采集的水位信息L,对应蓄水量Vr,且Vr=f(L)。
在一个所有被过流信息采集模块200和水位信息采集模块100采集的信息的值都处于相应采集装置的量程内的预设时段(t1,t2)中:V4=V2=V10=V11=0,Q4=Q2=Q10=Q11=0;
基于第一定量关系,泄漏流量:
基于第二定量关系,累积泄漏流量:
Vl=Vi-Vj-f(L2)+f(L1)=V6-V1-f(L2)+f(L1);
基于第三定量关系,平均泄漏流量:
Qm=Vl/(t2-t1),且当预设时段(t1,t2)上泄漏流量和水位恒定不变时:
平均泄漏流量Qm等于泄漏流量Ql
可选地,基于第四定量关系,累积泄漏流量:
Vl=Vi-Vj=V6-V1
平均泄漏流量:
Qm=(V6-V1)/(t2-t1);
若Vl或Qm为零,表明该时段内从进水管路上的过流信息采集点,蓄水设备7,再到出水管路上的过流信息采集点,沿程泄漏的总和为零;若Vl或Qm大于零,则为总和由内向外泄漏;若Vl或Qm小于零,则为总和由外向内泄漏;
在所述预设时段(t1,t2)中,水位由L1变为L2,基于所述第五定量关系,所述累积泄漏流量对应于这两个水位间的实际蓄水容量为:
ABS[f(L2)-f(L1)]=ABS(Vi-Vj-Vl)=ABS(V6-V1-Vl),ABS()表示对括号里面的量取绝对值操作。
取最低蓄水水位Lmin=L1、设定的满蓄水位Lmax=L2,则该蓄水设备,消防、生活水池或水箱,的实际设定可用蓄水量就是:
这样就可以完成对一个即使正处于泄漏当中的蓄水设备的实际可用蓄水量的在线实测;
进一步地,当在一个预设时段(t1,t2)中,水位由L1变为L2,过流信息采集模块200和水位信息采集模块100所有采集装置中,除第二过流信息采集单元202中的第四过流信息分时采集装置11所采集过流信息的值处于采集装置量程之外,无法采集,而其余所述过流信息采集装置的所采集信息值都处于所述采集装置量程内,V4=V2=V10=0,Q4=Q2=Q10=0,而V11,Q11m和Q11为无法采集的所述出水过流信息时:
基于第一定量关系:
Q11=Q6-Q1-df(L)/dt-Φ(L);
基于第二定量关系:
V11=V6-V1+f(L1)-f(L2)-Vl12
基于第三定量关系:
Q11m=[V6-V1+f(L1)-f(L2)-Vl12]/(t2-t1);
上述被求取或和表达的超出第四过流信息分时采集装置11量程的出水过流信息,在本实施例中,是一次通过第四过流信息分时采集装置11对应管路的消防灭火供水的过流信息。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种蓄水设备的监测系统,应用于各处气液分界面全部等压、具有进水管路、出水管路和泄漏通道,至少包含一段蓄水量为水位单值函数的蓄水空间的蓄水设备,所述泄漏通道为所述蓄水设备上除所述出水管路和所述进水管路之外的进出水过流通道;其特征在于,所述监测系统包括:水位信息采集模块,过流信息采集模块,信息处理模块;其中,所述水位信息采集模块和所述过流信息采集模块分别与所述信息处理模块相连接;
所述水位信息采集模块,用于获取所述蓄水设备的水位信息,所述水位信息包含但不限于:水位,或/和水位随时间的变化;
所述过流信息采集模块,用于获取所述蓄水设备的出水管路的出水过流信息和进水管路的进水过流信息,所述进水过流信息包含但不限于:进水流量或/和平均进水流量或/和累积进水流量,所述出水过流信息包括但不限于:出水流量或/和平均出水流量或/和累积出水流量;
所述信息处理模块,用于基于所述水位信息,所述出水过流信息和所述进水过流信息,获取泄漏信息;所述泄漏信息为所述泄漏通道的过流信息,所述泄漏信息包含但不限于:泄漏流量或/和平均泄漏流量或/和累积泄漏流量。
2.根据权利要求1所述的监测系统,其特征在于,所述水位信息采集模块,包括以下至少之一:水位信息全时采集装置,水位信息分时采集装置;所述水位信息全时采集装置的量程大于或等于零,且包含所述水位信息的值域,用于在所述水位信息的值域内获取所述水位信息;所述水位信息分时采集装置的量程大于或等于零,且仅覆盖所述水位信息的值域的一部分,用于在所述水位信息分时采集装置的量程与所述水位信息的值域的交集内获取所述水位信息;
所述过流信息采集模块包括以下至少之一:过流信息全时采集装置,过流信息分时采集装置;所述过流信息全时采集装置的量程大于或等于零,且包含被测管路的过流信息的值域,用于在所述被测管路的过流信息的值域内获取所述被测管路的过流信息;所述过流信息分时采集装置的量程大于或等于零,且仅覆盖被测管路的过流信息的值域的一部分,用于在所述过流信息分时采集装置的量程与所述被测管路的过流信息的值域的交集内获取所述被测管路的过流信息。
3.根据权利要求2所述的监测系统,其特征在于,所述信息处理模块还用于:在所述蓄水设备上蓄水量为水位单值函数的蓄水空间中,基于所述水位信息、所述出水过流信息和所述进水过流信息,获取在泄漏流量是水位信息的一元单值函数条件下的一元泄漏信息,或/和获取在泄漏流量是水位信息和预设变量的多元函数条件下的多元泄漏信息,或/和获取信息值等于在同一水位上的所述多元泄漏信息与所述一元泄漏信息之差的差元泄漏信息;或/和在泄漏流量是水位的一元单调函数的条件下,基于所述泄漏信息获取所述水位信息,或/和基于所述水位信息获取所述泄漏信息;或/和基于所述水位信息获取蓄水信息,或/和基于所述蓄水信息获取所述水位信息;
所述信息处理模块,还用于基于所述水位信息,和全部所述过流信息中的,位于所述过流信息所对应的所述过流信息采集模块的量程内的进水和出水过流信息,获取位于所述过流信息所对应的所述过流信息采集模块的量程外的进水和出水过流信息;
所述蓄水信息包括:蓄水量或/和蓄水量的增量或/和蓄水量对时间的变化率;
所述信息处理模块,还用于基于所述蓄水信息,所述出水过流信息和所述进水过流信息,所述泄漏信息之间的预设定量关系,获取所述蓄水设备的泄漏信息。
4.根据权利要求3所述的监测系统,其特征在于,所述预设定量关系包括:第一定量关系,所述第一定量关系为所述进水流量或所述累积进水流量对时间的导数减去所述出水流量或所述累积出水流量对时间的导数,再减去所述蓄水量对时间的导数的值,等于在预设时刻及水位上的所述泄漏流量;在所述泄漏流量是水位的一元单值函数条件下,所述预设时刻及水位上的所述泄漏流量是一元泄漏流量;在所述泄漏流量是水位和预设变量的多元函数条件下,所述预设时刻及水位上的所述泄漏流量是多元泄漏流量;所述预设时刻及水位上,所述多元泄漏流量与所述一元泄漏流量的差是差元泄漏流量。
5.根据权利要求3所述的监测系统,其特征在于,所述预设定量关系还包括:第二定量关系,所述第二定量关系为所述累积进水流量与预设时段的初始时刻的蓄水量的和,减所述累积出水流量与所述预设时段的结束时刻的蓄水量的和,等于所述预设时段内的累积泄漏流量;在所述泄漏流量是水位的一元单值函数条件下,所述预设时段内的累积泄漏流量是一元累积泄漏流量;在所述泄漏流量是水位和预设变量的多元函数条件下,所述预设时段内的累积泄漏流量是多元累积泄漏流量;在所述预设时段上,所述多元累积泄漏流量减去所述一元累积泄漏流量等于差元累积泄漏流量。
6.根据权利要求3所述的监测系统,其特征在于,所述预设定量关系还包括:第三定量关系,所述第三定量关系为预设时段内的平均泄漏流量,等于所述累积泄漏流量与所述预设时段所对应的时长的商;
在所述预设时段内所述水位和所述泄漏流量对时间的导数恒为零的条件下,所述水位上的所述泄漏流量等于所述预设时段上的平均泄漏流量。
7.根据权利要求3所述的监测系统,其特征在于,所述预设定量关系还包括:第四定量关系,所述第四定量关系为在预设时段的起始和结束两个时刻的蓄水量或水位相等条件下,所述预设时段内的累积进水流量与累积出水流量的差值等于所述预设时段内的累积泄漏流量。
8.根据权利要求3所述的监测系统,其特征在于,所述预设定量关系还包括:第五定量关系,所述第五定量关系为一元泄漏流量—水位函数,是在所述泄漏流量为所述水位的一元单值函数的条件下,基于在不同水位上测得的一元泄漏流量而建立的函数。
9.根据权利要求4所述的监测系统,其特征在于,所述预设定量关系还包括:第六定量关系,所述第六定量关系为蓄水量—水位函数,是基于蓄水设备的几何尺寸建立的函数或/和在所述泄漏流量为所述水位的一元单值函数的条件下,基于在多个预设时段内的,水位从起始位置变化到终了位置所对应的,所述累积进水流量减所述累积出水流量减所述一元泄漏流量—水位函数在所述预设时段上的积分所得的数值结果建立的函数。
10.根据权利要求1所述的监测系统,其特征在于,所述监测系统还包括:信息传输模块,用于在所述水位信息采集模块、所述过流信息采集模块,与所述信息处理模块之间,或和所述水位信息采集模块或/和所述过流信息采集模块或/和所述信息处理模块与监测系统外部信息通讯网络节点之间传输信息,包括但不限于:将所述水位信息传输给所述信息处理模块,以及将所述出水过流信息和所述进水过流信息传输给所述信息处理模块。
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