CN113324182B - 用于水系统泄漏监测的控制系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水系统泄漏监测技术领域，尤其涉及一种用于水系统泄漏监测的控制系统，本发明一方面通过数据采集模块实时测量水管内各参数，并实时发送至显示模块及远程终端，用户可通过远程终端随时查看各参数；另一方面，监测模块的设置能够实时监测管道是否存在漏水现象，并能及时形成对应的预测诊断预警信号，从而及时通知监管工作人员进行诊断处理，保证了工作人员的安全；更为重要的是，滴漏式流量计能够更为精确地检测到水管内的轻微漏水现象，在大幅降低了监管工作人员劳动强度的同时，还进一步提高了水系统泄漏监测的精确度；此外，该控制系统应用领域十分广泛，不仅可用于工业水系统泄漏的防控，还可应用于居民自来水管路的泄漏防控。

Description

用于水系统泄漏监测的控制系统与方法

技术领域

本发明涉及水系统泄漏监测技术领域，尤其涉及一种用于水系统泄漏监测的控制系统与方法。

背景技术

现有的防漏水系统多是采用压力差的方式来查找管道是否漏水，这种方式受限于现有压力传感器的技术限制，无法检测到水管轻微漏水时水管内的压力变化，也就无法检测到这条水管是否漏水；而采用人工巡检的方式成本较高，且巡检周期较长，在巡检周期内还容易产生安全隐患，一旦巡检人员没有及时发现，便会造成安全事故，导致生命和财产的损失。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供的一种用于水系统泄漏监测的控制系统与方法，以解决现有技术中存在的防漏水系统受限于现有压力传感器技术的限制，无法检测到水管轻微漏水现象，而人工巡检成本较高、巡检周期较长，且巡检周期内还容易产生安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供的一种用于水系统泄漏监测的控制系统，包括：

数据采集模块，用于采集各排污管内的污水对管壁的压力值、所述排污管内污水的流速、流量及温度信息数据；其中，所述排污管的一端与外部污水排放系统的排污槽连通设置，所述排污管的另一端连接净水机；

数据传输模块，用于传输采集得到的信息数据；

数据处理模块，用于接收并分析处理采集得到的信息数据；

数据存储模块，用于存储所述数据处理模块分析处理后的数据及系统配置；

显示模块，用于显示所述数据处理模块分析处理后的数据；

报警模块，用于对超出系统预设范围的分析处理后的数据进行对应的报警提示；

监测模块，用于实时监测各排污管内的污水对管壁的压力值、管内污水的流速、流量及温度信息数据；

电源模块，用于各个模块的供电；

远程终端，用于远程查看采集得到的信息数据、系统配置、报警提示及基本操作；所述远程终端与所述监测模块通信连接；

控制模块，用于对各模块的集成控制；所述控制模块分别与所述数据采集模块、所述数据传输模块、所述数据处理模块、所述数据存储模块、所述显示模块、所述报警模块、所述监测模块、所述电源模块、所述远程终端电性连接；

其中，所述数据采集模块包括压力传感器、流量传感器、温度传感器和终端流量表；所述压力传感器、所述流量传感器、所述温度传感器分别设置于各排污管内；所述终端流量表设置于所述排污管的出水端处；所述压力传感器、所述流量传感器、所述温度传感器、所述终端流量表分别与所述控制模块电性连接；

所述监测模块包括多个滴漏式流量计和多个电动调节阀；所述滴漏式流量计设置于所述终端流量表处；所述电动调节阀可调节地设置于所述排污管与所述排污槽的连接处；所述滴漏式流量计、所述电动调节阀分别与所述控制模块电性连接。

进一步地，还包括与所述排污槽连接的排污泵、循环阀、循环管和缓冲槽；所述排污泵的排放端连接所述排污管；所述循环管与所述排污管并联设置，所述循环管的一端与所述排污槽连通设置；所述循环阀设置于所述循环管中；所述缓冲槽通过缓冲管与所述排污槽连通设置。

进一步地，还包括泄压管和泄压阀；所述泄压管的一端与所述排污槽连通设置，所述泄压管分别与所述排污管、所述循环管并联设置。

进一步地，所述数据处理模块包括数据识别模块、数据转换模块和数据比对模块；所述数据识别模块用于识别当前采集得到的信息数据的类型；所述数据转换模块用于将当前采集得到的信息数据转换为系统可以识别的数据类型；所述数据比对模块用于将当前转换后获取的信息数据与系统预设信息数据进行比对。

进一步地，所述报警模块包括声音报警器和灯光报警器；所述声音报警器、所述灯光报警器均与所述控制模块电性连接。

进一步地，所述电源模块包括水力涡轮发电机、储能模块、进水口和出水口；所述水力涡轮发电机设置于所述排污管的另一端处，所述水力涡轮发电机通过进水口与所述排污管的另一端连接，所述出水口连接所述水力涡轮发电机与所述净水机；所述储能模块与所述水力涡轮发电机电性连接；所述储能模块与控制模块电性连接。

进一步地，所述数据传输模块为无线数据传输模块。

本发明提供的一种用于水系统泄漏监测的控制方法，包括前述任一所述的用于水系统泄漏监测的控制系统，包括以下步骤：

数据采集模块实时采集排污管内污水对管壁的压力值、污水流速、流量及温度信息数据；

采集的信息数据通过数据传输模块传输至数据处理模块进行分析及比对处理；

监测模块同步监测排污管内的污水对管壁的压力值、管内污水的流速、流量及温度信息数据，并能够在预设范围内调节排污管内的污水流量；

分析处理后的信息数据及比对信息数据均以数据库的形式存储于数据存储模块中，并能够通过数据处理模块定期输出系统工作状态报告；

当分析处理后的信息数据超出系统预设的参数阈值时，形成预警信息数据并通过报警模块发出警报提示信息，再通过显示模块及远程终端同步提醒用户；当分析处理后的信息数据处于系统预设的正常参数范围内，形成正常信息数据并通过显示模块及远程终端同步告知客户。

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

本发明提供的一种用于水系统泄漏监测的控制系统，一方面通过数据采集模块实时测量各水管内的压力值、水流量、流速、温度等参数，并实时发送至显示模块及远程终端，用户通过远程终端随时随地都可查看当前控制系统测得的各参数；另一方面，监测模块的设置能够实时监测管道是否存在漏水，甚至突然大流量等现象，在及时发现该类不合理现象时，能够形成对应的预测诊断预警信号，并同步发送至显示模块、报警模块和远程终端，报警模块同步发出警报从而及时通知监管工作人员进行诊断处理，从而有效防止了水系统的爆管现象，提高了系统的工作安全性，保证了工作人员的安全；且大幅降低了监管工作人员劳动强度的同时，还有效提高了水系统泄漏监测的精确度，进一步保证水系统的正常工作，降低了水系统的维护成本；更为重要的是，滴漏式流量计相对于现有技术中的压力式和流速式流量计无法检测轻微漏水现象，其能够更为精确地检测到水管内的轻微漏水现象，从而进一步提高水系统泄漏监测作业的精确性。此外，经分析处理后的系统各类参数能够进行历史保存及自动统计，并能够定期形成相应的监测数据统计报告，定期发送至监管工作人员，为其定期维护水系统工作提供了可靠的依据。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明实施例1提供的用于水系统泄漏监测的控制系统的部分模块结构示意简图；

图2是本发明实施例1提供的用于水系统泄漏监测的控制方法的部分流程简图；

图3是本发明实施例1提供的用于水系统泄漏监测的控制系统的部分结构示意简图。

具体实施方式

下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。

实施例1：

现有的防漏水系统多是采用压力差的方式来查找管道是否漏水，这种方式受限于现有压力传感器的技术限制，无法检测到水管轻微漏水时水管内的压力变化，也就无法检测到这条水管是否漏水；而采用人工巡检的方式成本较高，且巡检周期较长，在巡检周期内还容易产生安全隐患，一旦巡检人员没有及时发现，便会造成安全事故，导致生命和财产的损失。

为了解决上述技术问题，本发明实施例1提供的一种用于水系统泄漏监测的控制系统，结合附图1-附图3进行理解，包括：

数据采集模块01，用于采集各排污管11内的污水对管壁的压力值、排污管11内污水的流速、流量及温度信息数据；其中，排污管11的一端与外部污水排放系统的排污槽12连通设置，排污管11的另一端连接净水机13；

数据传输模块02，用于传输采集得到的信息数据；具体地，数据传输模块 02为无线数据传输模块；

数据处理模块03，用于接收并分析处理采集得到的信息数据；

数据存储模块04，用于存储数据处理模块03分析处理后的数据及系统配置；

显示模块05，用于显示数据处理模块03分析处理后的数据；

报警模块06，用于对超出系统预设范围的分析处理后的数据进行对应的报警提示；

监测模块07，用于实时监测各排污管11内的污水对管壁的压力值、管内污水的流速、流量及温度信息数据；

电源模块08，用于各个模块的供电；

远程终端09，用于远程查看采集得到的信息数据、系统配置、报警提示及基本操作；远程终端09与监测模块07通信连接；

控制模块10，用于对各模块的集成控制；控制模块10分别与数据采集模块01、数据传输模块02、数据处理模块03、数据存储模块04、显示模块05、报警模块06、监测模块07、电源模块08、远程终端09电性连接；

其中，数据采集模块01包括压力传感器011、流量传感器012、温度传感器013和终端流量表014；压力传感器011、流量传感器012、温度传感器013 分别设置于各排污管11内；终端流量表014设置于排污管11的出水端处；压力传感器011、流量传感器012、温度传感器013、终端流量表014分别与控制模块10电性连接；

监测模块07包括多个滴漏式流量计071和多个能够实现自动复位的电动调节阀072；滴漏式流量计071设置于终端流量表014处；电动调节阀072可调节地设置于排污管11与排污槽12的连接处；滴漏式流量计071、电动调节阀 072分别与控制模块10电性连接。

本发明提供的一种用于水系统泄漏监测的控制系统，一方面通过数据采集模块01实时测量各水管内(本实施例中为用于处理污水的排污管11，也可用于其它排水或供水系统)的压力值、水流量、流速、温度等参数，并实时发送至显示模块05及远程终端09，远程终端09包括但不限于移动通信设备，用户通过移动通信设备上相应的APP随时随地都可查看当前控制系统测得的各参数；另一方面，监测模块07的设置能够实时监测管道是否存在漏水现象，甚至突然大流量等现象，在及时发现该类不合理现象时，能够形成对应的预测诊断预警信号，并同步发送至显示模块05、报警模块06和远程终端09，报警模块 06同步发出警报，从而及时通知监管工作人员进行诊断处理，进而有效防止了水系统的爆管现象，提高了系统的工作安全性，保证了工作人员的安全；且大幅降低了监管工作人员劳动强度的同时，还有效提高了水系统泄漏监测的精确度，进一步保证水系统的正常工作，降低了水系统的维护成本；更为重要的是，滴漏式流量计071相对于现有技术中的压力式和流速式流量计，能够更为精确地检测到水管内的轻微漏水现象，从而进一步提高水系统泄漏监测作业的精确性。此外，经分析处理后的系统各类参数能够进行历史保存及自动统计，并能够定期形成相应的监测数据统计报告，定期发送至监管工作人员，为其定期维护水系统工作提供了可靠的依据；本实施例提供的用于水系统泄漏监测的控制系统应用领域十分广泛，不仅可用于工业水系统的泄漏防控，还可应用于居民自来水管路的泄漏防控。

进一步地，还包括与排污槽12连接的排污泵14、循环阀15、循环管16和缓冲槽17；排污泵14的排放端连接排污管11；循环管16与排污管11并联设置，循环管16的一端与排污槽12连通设置；循环阀15设置于循环管16中；缓冲槽17通过缓冲管18与排污槽12连通设置。为了避免待处理的水在管内压力过大，导致爆管现象，通过设置排污泵14、循环阀15、循环管16和缓冲槽 17，实现了待处理水的分流，当排放水量为系统预设的正常范围内，即排污管 11内的压力、流量及流速等参数正常时，循环阀15关闭，循环管16内并没有待处理的水流入；当排放水量超出系统预设的正常范围时，控制模块10控制循环阀15开启，从而实现待排放水的分流，进一步避免水系统的爆管现象，提高系统的工作安全性。此外，缓冲槽17的设置使得出现大流量排水时，控制系统能够及时将多余的待处理的水先排放至缓冲槽17内，进一步避免水系统的爆管现象。

进一步地，还包括泄压管19和泄压阀20；泄压管19的一端与排污槽12 连通设置，泄压管19分别与排污管11、循环管16并联设置。通过设置泄压管 19和泄压阀20，当循环阀15出现工作故障无法正常使用时，监管工作人员能够通过手动开启泄压阀20，使得待处理的水能够实现手动分流，从而避免排污管11内压力过大而造成爆管现象，进一步提高系统的工作安全性。

进一步地，数据处理模块03包括数据识别模块031、数据转换模块032和数据比对模块033；数据识别模块031用于识别当前采集得到的信息数据的类型；数据转换模块032用于将当前采集得到的信息数据转换为系统可以识别的数据类型；数据比对模块033用于将当前转换后获取的信息数据与系统预设信息数据进行比对。

进一步地，报警模块06包括声音报警器061和灯光报警器062；声音报警器061、灯光报警器062均与控制模块10电性连接。通过设置声音报警器061 和灯光报警器062，当控制系统监测到水系统出现突发的大流量或其它非正常工作现象时，控制模块10在向监管工作人员发送警示信息的同时，声音报警器 061及灯光报警器062同步工作，以及时引起监管工作人员的关注并作出反馈，避免安全事故的发生。

进一步地，电源模块08包括水力涡轮发电机081、储能模块082、进水口和出水口；水力涡轮发电机081设置于排污管11的另一端处，水力涡轮发电机 081通过进水口与排污管11的另一端连接，出水口连接水力涡轮发电机081与净水机；储能模块082与水力涡轮发电机081电性连接；储能模块082与控制模块10电性连接。通过设置水力涡轮发电机081，当待处理的水从进水口进入，出水口流出的过程中，通过将水的流动，带动水力涡轮发电机081内涡轮的转动，再将其动能转化为电能，部分电能作为整个控制系统运作的能源，部分电能则存储于储能模块082中，以形成控制系统的备用能源，且用户还能够通过远程移动终端实时查看存储的电量。通过上述设置，能够有效利用水的动能，将其转化为电能为系统供电，环保节能，减少工业污染源的产生，符合绿色工业生产制造的要求。

本发明提供的一种用于水系统泄漏监测的控制方法，包括前述任一的用于水系统泄漏监测的控制系统，具体包括以下步骤，具体参考附图2进行理解：

S001：数据采集模块01实时采集排污管11内污水对管壁的压力值、污水流速、流量及温度信息数据；

S002：采集的信息数据通过数据传输模块02传输至数据处理模块03进行分析及比对处理；

S003：监测模块07同步监测排污管11内的污水对管壁的压力值、管内污水的流速、流量及温度信息数据，并能够在预设范围内调节排污管11内的污水流量；

S004：分析处理后的信息数据及比对信息数据均以数据库的形式存储于数据存储模块04中，并能够通过数据处理模块03定期输出系统工作状态报告；

S005：当分析处理后的信息数据超出系统预设的参数阈值时，形成预警信息数据并通过报警模块06发出警报提示信息，再通过显示模块05及远程终端 09同步提醒用户；当分析处理后的信息数据处于系统预设的正常参数范围内，形成正常信息数据并通过显示模块05及远程终端09同步告知客户。

本发明提供的一种用于水系统泄漏监测的控制方法，基于前述用于水系统泄漏监测的控制系统，数据采集模块01通过压力传感器011、流量传感器012、温度传感器013和终端流量表014实时采集排污管11内污水对管壁的压力值、污水流速、流量及温度信息数据，实时采集的数据通过数据传输模块02传输至数据处理模块03，其中，数据识别模块031先对当前采集得到的信息数据的类型进行识别，然后数据转换模块032将当前采集得到的信息数据转换为系统可以识别的数据类型，之后数据比对模块033将当前转换后获取的信息数据与系统预设信息数据进行比对；同时，监测模块07通过多个滴漏式流量计071和多个电动调节阀072能够同步监测排污管11内的污水对管壁的压力值、管内污水的流速、流量及温度信息数据，并能够在预设范围内调节排污管11内的污水流量；当分析处理后的信息数据超出系统预设的参数阈值时，形成预警信息数据并通过报警模块06发出警报提示信息，再通过显示模块05及远程终端09同步提醒用户；当分析处理后的信息数据处于系统预设的正常参数范围内，形成正常信息数据并通过显示模块05及远程终端09同步告知客户。本发明不仅能够实时监测水系统各个管道的运行安全性，避免出现爆管现象，提高水系统的工作安全性；而且还能够及时通知警告监管工作人员，一旦即将发生安全事故，能够及时撤离工作现场，或定期提示监管工作人员对水系统及时进行维护检修作业，进一步保障了监管工作人员的人身安全的同时，也降低了水系统的维护检修难度，提高了检修人员的工作效率。

综上所述，本发明提供的一种用于水系统泄漏监测的控制系统，一方面通过数据采集模块实时测量各水管内的压力值、水流量、流速、温度等参数，并实时发送至显示模块及远程终端，用户通过远程终端随时随地都可查看当前控制系统测得的各参数；另一方面，监测模块的设置能够实时监测管道是否存在漏水，甚至突然大流量等现象，在及时发现该类不合理现象时，能够形成对应的预测诊断预警信号，并同步发送至显示模块、报警模块和远程终端，报警模块同步发出警报从而及时通知监管工作人员进行诊断处理，从而有效防止了水系统的爆管现象，提高了系统的工作安全性，保证了工作人员的安全；且大幅降低了监管工作人员劳动强度的同时，还有效提高了水系统泄漏监测的精确度，进一步保证水系统的正常工作，降低了水系统的维护成本；更为重要的是，滴漏式流量计相对于现有技术中的压力式和流速式流量计无法检测轻微漏水现象，其能够更为精确地检测到水管内的轻微漏水现象，从而进一步提高水系统泄漏监测作业的精确性。此外，经分析处理后的系统各类参数能够进行历史保存及自动统计，并能够定期形成相应的监测数据统计报告，定期发送至监管工作人员，为其定期维护水系统工作提供了可靠的依据。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于水系统泄漏监测的控制系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集各排污管内的污水对管壁的压力值、所述排污管内污水的流速、流量及温度信息数据；其中，所述排污管的一端与外部污水排放系统的排污槽连通设置，所述排污管的另一端连接净水机；

数据传输模块，用于传输采集得到的信息数据；

数据处理模块，用于接收并分析处理采集得到的信息数据；

数据存储模块，用于存储所述数据处理模块分析处理后的数据及系统配置；

显示模块，用于显示所述数据处理模块分析处理后的数据；

报警模块，用于对超出系统预设范围的分析处理后的数据进行对应的报警提示；

监测模块，用于实时监测各排污管内的污水对管壁的压力值、管内污水的流速、流量及温度信息数据；

电源模块，用于各个模块的供电；

远程终端，用于远程查看采集得到的信息数据、系统配置、报警提示及基本操作；所述远程终端与所述监测模块通信连接；

控制模块，用于对各模块的集成控制；所述控制模块分别与所述数据采集模块、所述数据传输模块、所述数据处理模块、所述数据存储模块、所述显示模块、所述报警模块、所述监测模块、所述电源模块、所述远程终端电性连接；

其中，所述数据采集模块包括压力传感器、流量传感器、温度传感器和终端流量表；所述压力传感器、所述流量传感器、所述温度传感器分别设置于各排污管内；所述终端流量表设置于所述排污管的出水端处；所述压力传感器、所述流量传感器、所述温度传感器、所述终端流量表分别与所述控制模块电性连接；

所述监测模块包括多个滴漏式流量计和多个电动调节阀；所述滴漏式流量计设置于所述终端流量表处；所述电动调节阀可调节地设置于所述排污管与所述排污槽的连接处；所述滴漏式流量计、所述电动调节阀分别与所述控制模块电性连接；

所述电源模块包括水力涡轮发电机、储能模块、进水口和出水口；所述水力涡轮发电机设置于所述排污管的另一端处，所述水力涡轮发电机通过进水口与所述排污管的另一端连接，所述出水口连接所述水力涡轮发电机与所述净水机；所述储能模块与所述水力涡轮发电机电性连接；所述储能模块与控制模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的用于水系统泄漏监测的控制系统，其特征在于，还包括与所述排污槽连接的排污泵、循环阀、循环管和缓冲槽；所述排污泵的排放端连接所述排污管；所述循环管与所述排污管并联设置，所述循环管的一端与所述排污槽连通设置；所述循环阀设置于所述循环管中；所述缓冲槽通过缓冲管与所述排污槽连通设置。

3.根据权利要求2所述的用于水系统泄漏监测的控制系统，其特征在于，还包括泄压管和泄压阀；所述泄压管的一端与所述排污槽连通设置，所述泄压管分别与所述排污管、所述循环管并联设置。

4.根据权利要求1所述的用于水系统泄漏监测的控制系统，其特征在于，所述数据处理模块包括数据识别模块、数据转换模块和数据比对模块；所述数据识别模块用于识别当前采集得到的信息数据的类型；所述数据转换模块用于将当前采集得到的信息数据转换为系统可以识别的数据类型；所述数据比对模块用于将当前转换后获取的信息数据与系统预设信息数据进行比对。

5.根据权利要求1所述的用于水系统泄漏监测的控制系统，其特征在于，所述报警模块包括声音报警器和灯光报警器；所述声音报警器、所述灯光报警器均与所述控制模块电性连接。

6.根据权利要求1所述的用于水系统泄漏监测的控制系统，其特征在于，所述数据传输模块为无线数据传输模块。

7.一种用于水系统泄漏监测的控制方法，包括权利要求1-6任一所述的用于水系统泄漏监测的控制系统，其特征在于，包括以下步骤：

数据采集模块实时采集排污管内污水对管壁的压力值、污水流速、流量及温度信息数据；

采集的信息数据通过数据传输模块传输至数据处理模块进行分析及比对处理；

监测模块同步监测排污管内的污水对管壁的压力值、管内污水的流速、流量及温度信息数据，并能够在预设范围内调节排污管内的污水流量；

分析处理后的信息数据及比对信息数据均以数据库的形式存储于数据存储模块中，并能够通过数据处理模块定期输出系统工作状态报告；

当分析处理后的信息数据超出系统预设的参数阈值时，形成预警信息数据并通过报警模块发出警报提示信息，再通过显示模块及远程终端同步提醒用户；当分析处理后的信息数据处于系统预设的正常参数范围内，形成正常信息数据并通过显示模块及远程终端同步告知客户。

Images