CN1882834A - 流体监测设备及方法 - Google Patents

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Abstract

一种流体监测设备，用于对流体管道供应系统内的流体进行监测，所述设备包括将所述设备连接到管道供应系统的装置、一个测试腔、一个流体测试器、以及一个排放器，该流体测试器对所述测试腔内的流体变量进行测试，所述排放器用于将一定体积的流体从所述测试腔中排出，所述流体的体积基部上大于所述测试腔的体积，从而将测试腔中的流体替换以新的流体。

Description

流体监测设备及方法
技术领域
本发明涉及流体监测设备，特别地——但不是排他地——涉及管道水的监测设备。本发明还涉及耦合有这种设备的流体管道，尤其是——但不是排他地——涉及水管。本发明还涉及流体监测方法。
背景技术
为了公众的健康以及帮助维护和保养管道水供应系统，需要对这些管道水供应系统进行监测。迄今为止，对这种供应系统的监测通过局部检测而进行。操作人员将对一个管道配水栓进行调查，通过涵洞等抵达该处，从配水栓支管采集管道水的水样并继续下一步动作，定期地返回。
这具有多个缺点。其需要大量的熟练技术人员，并且仅对配水栓支管内的水进行了测试。此外，对于许多监测形式而言，为了进行测试，水需要从现场移走，从而，水的性质可能会改变。
本发明优选实施方式的一个目的在于避免或克服现有技术中的缺点，不管在本文中是否提及了这个缺点或现有技术。
发明内容
依据本发明的第一方面，提供了一种流体监测设备，用于监测流体管道供应系统内的流体，所述设备包括将设备连接到管道供应系统的装置、一个测试腔、一个流体测试器——该流体测试器测试所述测试腔内的流体变量，以及一个净化器——该排放器用于排放来自所述测试腔的一定体积的流体，所述流体的体积基本上大于测试腔的体积，从而将测试腔中的流体替换以新的流体。
从而，可对新鲜的流体进行测试。
适当地，所述设备适于耦合到一个与管道供应系统相连接的配水栓上。
适当地，所述设备包括一个排放控制器，用于对所述排放器进行控制，以确定要排放的体积量。适当地，所述设备包括一个压力传感器，用于测量流体压力。适当地，所述排放控制器使用该测得的压力来确定所述排放器需要操作的时间。适当地，通过在一个查询表中比较该压力而确定所述的时间，以获得一个合适的排放时间。适当地，所述排放控制器包括一个微处理器。
适当地，所述排放器构造成运行一段排放时间，使得来自于管道供应系统的流体进入到所述的测试腔内。
适当地，所述流体测试器包括一个浊度测试器。适当地，所述设备包括一个导电率测试器。适当地，所述设备包括一个温度测试器。
适当地，构造所述设备，其中排出的流体从所述设备排出到大气中。
适当地，所述设备包括一个用于存储流体测试信息的存储器。适当地，所述设备包括使得数据可以从所述存储器下载到外部设备中的装置。
适当地，所述设备包括一个电池。
适当地，流体包括液体。适当地，所述液体包括水。
适当地，所述管道供应系统为管道水供应系统。
依据本发明的第二方面，提供了一种流体管道，依据本发明第一方面的设备耦合到该流体管道上。
适当地，所述流体管道是一个液体管道。
适当地，所述液体管道是一个水管。
依据本发明的第三方面，提供了一种操作流体检测设备、从而对流体管道供应系统内的流体进行监测的方法，该方法包括以下步骤：将所述设备连接到管道供应系统、对测试腔内的流体的变量进行测试、以及将一定体积的流体从所述测试腔中排出，该流体体积基本上大于所述测试腔的体积，从而将测试腔中的流体替换以新的流体。
附图说明
现在将通过下文的附图，仅通过示例的方式对本发明加以描述，其中：
图1为一个立体图，示出了一个附接到配水栓上的依据本发明的设备。
图2为一个示于图1中的设备的示意正剖视图。
图3为一个浊度传感器的示意立体图，所述浊度传感器用于在上述附图中示出的设备。
具体实施方式
参照下文的图1和2，其示出了一个管道水供应系统2(作为流体管道的一个例子)，一个配水栓支管4从该供应系统延伸到一个配水栓6。配水栓支管4实际上可长达1米(虽然本发明不限于这个长度或任意得其它长度)。
一个依据本发明优选实施方式的流体监测设备8耦合及安装在配水栓4上。在此情形中，流体监测设备是一个水监测设备。监测设备8通过包括有螺纹附接设备的连接装置(示意性地以10示出)而附接到配水栓竖管的螺纹(未示)上，所述连接装置紧固到设备8的一个由盖14封闭的壳体12上。盖14通过一个附接螺母16而紧固到壳体上。一个感应头18从螺纹附接设备延伸并部分地延伸入支管4，在所述感应头内限定了一个测试腔20，来自于管道2的水流入该测试腔内。为了实现本发明的目的，配水栓支管4从管道水供应系统2延伸至测试腔20的入口。
感应头18分别地承载有浊度传感器、导电率传感器以及温度传感器20、22、24。这些是流体测试器。
参照附图中的图3，浊度传感器20通过一个散射法测浊度单元40对浊度进行测量，所述单元测量与发射源成90°的散射光线，其中反射光线的强度与采样内颗粒的浓度成比例。红外线的发光二极管(未示)安装在蓝宝石玻璃窗口42、44之一的后方，而一个相应的探测器(未示)安装在另一窗口44、42的后方。这使得可以在小比例(0-10标准浊度单位NTU)时获得良好的清晰度和精确度。
对导电率进行测量以指示是否存在盐分，并且，导电率常常被用来替代地测量溶液内的溶解量。导电率传感器22(也参照图3)采用四极柱式探针，该探针给出了线性输出以易于标定。在某种程度上，这种传感器自动补偿了缠绕在板上的藻类及颗粒，确保了偏移很小。例如，这可以是从英国Essex，Braintree的Sentek公司购买的K25传感器。
温度传感器24是一个封装在导电率传感器20内的高精度的热敏电阻。
限定了一个从传感头18通往出口30的流体流通路径28。在主流体流通路径28的支管中设置有一个压力传感器32。部分的流动路径由一个电磁阀34限定，而另一部分路径由一个位于出口30之前的止回阀36限定。出口30通往大气中。
本设备进一步包括一个由电池供电的单元38，用于为设备8供应能量。
还设置有一个微处理器控制器40以及相关的存储器42，该控制器40从传感器20、22、24接收信号并对电磁阀34进行控制。
特别地参考图2，可注意到：在支管4和设备8的流体流通路径28中存在有相当大体积的水。在实际中，这些水与管道供应系统中的水可具有不同的特征。
现在将对本发明此实施方式的操作模式进行描述。
控制器40控制设备8而对管道供应系统2内的水进行定期的——例如每天一次——采样。除了进行流体监测操作之外，设备8处于休眠状态，并不对管道供应系统2具有任何实质性的影响。当控制器40确定要进行一个测试以对水进行监测时，其从压力传感器32接收一个指示水压的信号，并通过存储在存储器42中的一个查询表而确定电磁阀34需要打开的时间，从而使足够的水流过设备8，使得传感头18内的水是管道水。从而，电磁阀34用作一个排放器，而控制器40用作一个排放控制器。也就是说，所有从测试腔20流回到水管道2的水都必须被排放掉。可通过经验来确定基于当前压力而需要的实际排放时间。
然后，控制器40控制电磁阀34打开一段时间——该段时间由查询表确定，从而使水流过设备8而经由出口30排放到大气中。电磁阀34然后关闭并记录来自于相应传感器20、22、24的浊度、导电率以及温度。这些数据然后存储在与微处理器控制器40相关联的存储器42内。
为了从微处理器40上下载信息，可设置一个数据出口(未示)，或者所述设备设有蓝牙(BLUETOOTH)功能。在任意情形下，数据可由一个不熟练的操作人员通过一个个人数字助理(PDA)或其它的数据录入设备收集。也可使用调制解调器以及无线链接。
在此所描述的设备可用作一个流体测试设备，但其特别适用于液体，尤其是水。
对当前提交的或先于此说明提交的、与此应用相关的、且可为此说明书得知的所有论文及文献都加以注意，在此将所有这些论文和文献结合入本文中以作为参考。
所有公开于此说明书(包括所有的附随权利要求、摘要以及附图)中的特征、和/或如此公开的所有方法或程序中的步骤可任意地组合，除非这些特征和/或步骤中的至少一些彼此排斥。
公开于本说明书(包括所有的附随权利要求、摘要以及附图)中的每个特征可由具有相同、等同或类似功能的可选特征替代，除非特别声明不能这样。从而，除非特别声明，每个所公开的特征都只是一组等同或类似特征中的一个示例。
本发明并不限于上述实施方式的细节。本发明扩展到公开于本说明书(包括所有的附随权利要求、摘要以及附图)中的特征的所有新颖的实施方式、或新颖的组合，或扩展到所公开的所有方法或程序中的步骤的所有新颖的实施方式、或新颖的组合。

Claims (22)

1.一种流体监测设备，用于对流体管道供应系统内的流体进行监测，所述设备包括将所述设备连接到管道供应系统的装置、一个测试腔、一个流体测试器、以及一个排放器，该流体测试器对所述测试腔内的流体变量进行测试，所述排放器用于将一定体积的流体从所述测试腔中排出，所述流体的体积基本上大于所述测试腔的体积，从而以新的流体替换测试腔中的流体。
2.如权利要求1所述的流体监测设备，其中所述设备适于耦合到一个与管道供应系统相连接的配水栓上。
3.如权利要求1或2所述的流体监测设备，其中所述设备包括一个压力传感器，用于对流体压力进行测量。
4.如前述权利要求中任一项所述的流体监测设备，其中所述设备包括一个排放控制器，用于对排放器进行控制而确定要排放的体积量。
5.如从属于权利要求3的权利要求4所述的流体监测设备，所述排放控制器使用测得的压力来确定所述排放器需要操作的时间。
6.如权利要求5所述的流体监测设备，其中，所述的时间通过在一个查询表中比较该压力而确定，从而获得一个合适的排放时间。
7.如权利要求4至7中任一项所述的流体监测设备，其中，所述排放控制器包括一个微处理器。
8.如前述权利要求中任一项所述的流体监测设备，其中所述排放器构造成运行一段排放时间，使得来自于管道供应系统的流体进入到所述测试腔内。
9.如前述权利要求中任一项所述的流体监测设备，其中，所述流体测试器包括一个浊度测试器。
10.如前述权利要求中任一项所述的流体监测设备，其中，所述设备包括一个导电率测试器。
11.如前述权利要求中任一项所述的流体监测设备，其中，所述设备包括一个温度测试器。
12.如前述权利要求中任一项所述的流体监测设备，其中，所述设备构造成：排出的流体从所述设备排出到大气中。
13.如前述权利要求中任一项所述的流体监测设备，其中，所述设备包括一个用于存储流体测试信息的存储器。
14.如权利要求13所述的流体监测设备，其中，所述设备包括使得数据可以从所述存储器下载到外部设备中的装置。
15.如前述权利要求中任一项所述的流体监测设备，其中，所述设备包括一个电池。
16.如前述权利要求中任一项所述的流体监测设备，其中，所述流体包括液体。
17.如权利要求16所述的流体监测设备，其中，所述液体包括水。
18.如前述权利要求中任一项所述的流体监测设备，其中，所述管道供应系统为管道水供应系统。
19.一种流体管道，如权利要求1至18中任一项所述的设备耦合到该流体管道上。
20.如权利要求19所述的流体管道，其中，所述流体管道是液体管道。
21.如权利要求19和20之一所述的流体管道，其中，所述液体管道是水管。
22.一种操作流体检测设备而对流体管道供应系统内的流体进行监测的方法，该方法包括以下步骤：将所述设备连接到所述管道供应系统、对测试腔内的流体变量进行测试、以及将一定体积的流体从所述测试腔中排出，该流体体积基本上大于所述测试腔的体积，从而以新的流体替换所述测试腔中的流体。
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