CN211291789U - 流体排放活动检测设备 - Google Patents

流体排放活动检测设备 Download PDF

Info

Publication number
CN211291789U
CN211291789U CN201921887548.7U CN201921887548U CN211291789U CN 211291789 U CN211291789 U CN 211291789U CN 201921887548 U CN201921887548 U CN 201921887548U CN 211291789 U CN211291789 U CN 211291789U
Authority
CN
China
Prior art keywords
conduit
fluid
sensing
activity detection
discharge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201921887548.7U
Other languages
English (en)
Inventor
J·M·伯克
Y·S·阿尔米萨德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Watts Regulator Co
Original Assignee
Watts Regulator Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Watts Regulator Co filed Critical Watts Regulator Co
Application granted granted Critical
Publication of CN211291789U publication Critical patent/CN211291789U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/16—Arrangements for water drainage 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/003—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves reacting to pressure and temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/08—Arrangements for drainage, venting or aerating
    • F24D19/082—Arrangements for drainage, venting or aerating for water heating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/12—Preventing or detecting fluid leakage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212—Temperature of the water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/238—Flow rate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/242—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305—Control of valves
    • F24H15/31—Control of valves of valves having only one inlet port and one outlet port, e.g. flow rate regulating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/395—Information to users, e.g. alarms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/005—Valves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/16—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G01M3/165—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means by means of cables or similar elongated devices, e.g. tapes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B7/00—Water main or service pipe systems
    • E03B7/07—Arrangement of devices, e.g. filters, flow controls, measuring devices, siphons or valves, in the pipe systems
    • E03B7/071—Arrangement of safety devices in domestic pipe systems, e.g. devices for automatic shut-off
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04—Sensors
    • F24D2220/044—Flow sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/40—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/414—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based
    • F24H15/45—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based remotely accessible
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/15—Leakage reduction or detection in water storage or distribution

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Abstract

一种流体排放活动检测设备，其测量电容的变化以便检测在感测导管中流体的存在，其中流体的存在指示排放活动。该设备包括：感测导管，传感器，其配置为测量电容值并且围绕感测导管布置，控制器，其联接到传感器并且被配置为检测感测导管的电容值的变化并且在检测到指示流体排放活动的感测导管电容值的变化时发出警报状态，所述设备在不违反适用规范的状况下感测任何流体排放并且提供警告或警报以便提供更快的维修服务或最小化任何水损害。

Description

流体排放活动检测设备
相关申请
本申请要求于2018年11月5日提交的标题为“用于感测流体泄漏而不会阻塞流动的检测器”的美国临时专利申请序列号62/755,857的优先权，该申请的全部内容出于所有目的通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及经由温度和压力(T&P)安全阀感测来自例如储罐的流体(比如水)排放。更具体地，涉及一种包括电容传感器的装置，该电容传感器检测电容的变化，该电容的变化指示已经存在通过阀的流体排放，例如流体滴落和流动流体。另外，该装置在不阻碍流体的流动的情况下检测流体流动，并提供对这种排放的指示。
背景技术
通常，出于例如包括安全和防止污染的原因，将释放流体的能力设计到许多流体系统中。在一种应用中，如果热水加热器的内部恒温器出现故障，则可能将水加热到远远超过212℉沸点的温度。在这种高温下存在这样的可能性：这种过热的水迅速变成蒸汽，并且储罐内的压力可能增加到超过该储罐可以承受的点，从而有爆炸的危险。从潜在的危险角度来看，30加仑的水加热器储罐可以以与一磅黄色炸药相同的威力爆炸，这将摧毁房屋的大部分。因此，热水加热器设置有T&P安全阀。
一旦安装，T&P安全阀通常是关闭的，并且在压力或温度过高的情况下打开，以便缓解潜在的危险状况。当阀打开时，来自热水加热器的水经由排水管排出。在一些应用中存在地漏，但是在大多数情况下没有。排出的水量取决于引起泄压活动的状况类型，使得有时水可能是缓慢滴落，而有时释放的水则是完全流动的。期望的是，感测到任何排放的水并提供警告或警报以便提供更快的维修服务或最小化任何水损害。
在美国专利7,753,071和10,127,790中示出了可能漏水的流体系统的其他示例。这样的系统可能会产生一些水的偶然喷出或甚至大量水的释放。
与锅炉和压力容器运行有关的法规和规章要求的是，对于T&P阀“在排放管线中不应安装任何转接联接装置(reducing coupling)或其他的限制装置”。因此，需要在不违反适用规范的状况下感测流体排放。
实用新型内容
本公开的一方面涉及一种用于检测流体排放活动的设备，所述设备包括：感测导管，其具有被配置为联接至排放导管的第一端部；传感器，其围绕感测导管布置；以及控制器，其联接到所述传感器。所述控制器配置为：测量感测导管的电容值；检测感测导管的电容值的变化；以及当检测到感测导管的电容值的变化时，发出警报状态。
所述控制器可以被配置为：检测感测导管的电容值的变化率；并根据检测到的感测导管的电容值的变化率来区分感测导管内的流体源的温度过高状况和压力过高状况。
可以结合前述特征中的任何特征来设置这样一种控制阀：其联接在排放导管和感测导管之间，并且配置为当所述控制阀检测到排放导管内的流体的至少一种预定状况时被启动并且将排放导管和感测导管彼此流体联接。
可以结合前述特征中的任何特征来设置这样一种控制阀：其配置成当检测到以下至少一者时启动：排放管内的压力未处于压力值的预定范围内；以及排放管内的温度未处于温度值的预定范围内。
可以结合前述特征中的任何特征来设置由非导电材料组成的感测导管。
可以结合前述特征中的任何特征来设置这样一种控制阀，其包括：温度和压力安全阀，该温度和压力安全阀配置成当以下至少一者发生时将排放导管和感测导管彼此流体联接：第一导管内的流体的压力大于或等于预定压力值，或第一导管内的流体的温度大于或等于预定温度阈值。
可以结合前述特征中的任何特征来设置由导电材料组成的传感器。
在流体排放活动检测设备中，感测到的导管电容值是感测导管内的流体的量的函数。
在流体排放活动检测设备中，检测到的感测导管的电容值的变化率是感测导管内的流体的流量的函数。
可以结合前述特征中的任何特征来设置这样的排放导管，其构造成流体联接至以下中的至少一者：热水加热器储罐；锅炉；回流安全阀；和消防喷淋系统。
附图说明
参考以下结合附图的详细描述，可以更容易地理解本实用新型的各种特征和优点，其中相同的附图标记表示相同的结构元件，附图中：
图1是根据本公开的方面的流体排放检测组件，该流体排放检测组件联接到已知的水加热器；
图2是根据本公开的方面的流体排放检测组件的框图；
图3示出了根据本公开的方面的流体排放检测组件的示例性实施例；
图4是根据本公开的方面的流体排放检测组件的运行的概念示意图；
图5是表示在T&P阀释放流体时发生的周期性流体排放活动期间所检测到的电容值对时间的曲线图；
图6是表示在T&P阀释放流体时发生的另一周期性流体排放活动期间所检测到的电容值对时间的曲线图；
图7A是根据本公开的方面的流体排放活动检测设备；
图7B是图7A的流体排放活动检测设备的局部剖视图；
图7C是图7A和图7B中的流体排放活动检测设备的另一视图；
图8A至图8D示出了根据本公开的方面的、用于附接到T&P安全阀或排放管的流体排放活动检测设备的另一示例性实施例；
图9A至图9D示出了根据本公开的方面构造的、用于附接到T&P安全阀或排放管的流体排放活动检测设备的另一示例性实施例；和
图10是T&P阀的横截面图。
具体实施方式
本申请要求于2018年11月5日提交的标题为“用于感测流体泄漏而不会阻塞流动的检测器”的美国临时专利申请序列号62/755,857的优先权，该申请的全部内容出于所有目的通过引用并入本文。
如下所述，本公开的各方面均使用电容测量技术来检测流体排放和/或流体流动，而不会阻塞流路，并且可以应用于T&P泄压或其中排放流体以提供泄压的其他应用中。根据以下结合附图对特定实施例的详细描述，本文公开的技术的优点和其他特征对于本领域普通技术人员将变得更加显而易见，其中特定实施例的详细描述阐述了本技术的代表性实施例，并且其中相同的附图标记表示相似的结构元件。相对于附图来使用诸如向上、向下、右、左等的方向指示，而非限制性的使用。
简而言之，本技术涉及由于设计或预期故障而可能泄漏流体(例如水)的任何组件，使得在泄漏或不适当的流动时，执行对流动或滴落状况的通知而不会阻塞流动路径。例如，这样的装置可以是诸如排气防回流装置的防回流装置、用于洪水检测装置的截流装置、水加热器等等。
将参照图1来讨论本公开的方面的一个非限制性示例。如图1所示，众所周知的热水加热器100包括将冷水供给到储罐110的冷水入口105。水在储罐110中被加热，并且经由热水出口115提供。T&P安全阀120连接到储罐110，并且如周知的那样运行以释放流体，从而防止压力积聚。当安全阀120释放水时，释放的水通常在排出管125中被带离直至地板的排水装置。
根据本公开的方面，流体检测组件130联接至排放管125。流体检测组件130被配置为检测可能在排放管125中流动或存在的水，其中水的存在指示温度过高或压力过高的状况，如将在下面更详细地描述的那样。
在本公开的替代方面，如将在下面讨论的那样，流体检测组件130和安全阀120可以被结合成单个单元。有利地，在任何布置中，流体检测组件130的任何部分或其部件的任何部分都不会放置在排放管125的流动路径中，以避免阻塞流体流动的可能性。
现在参考图10，T&P安全阀120包括主体140，该主体具有连接到水加热器110的第一导管142和连接到排放管125的第二导管144。阀构件146被压缩弹簧150偏压成关闭位置，以防止在第一导管142和第二导管144之间的流动。可膨胀的热致动器160固定在第一导管142中，使得第一端部162接合阀构件146并且第二端部164延伸至水加热器110中。T&P安全阀120还包括连接到阀构件146的手柄152。当水加热器110内的压力超过预定水平时，第一导管142处的压力克服压缩弹簧150以便使阀构件146移动并且允许水通过第二导管144离开。类似地，当水加热器110内的温度超过预定水平时，热致动器160膨胀并克服压缩弹簧150，以便使阀构件146移动并且允许水通过第二导管144离开。可以使用手柄152以便通过使阀构件146移动打开阀来手动测试T&P安全阀120。
现在参考图2，流体检测组件130包括传感器电极205，该传感器电极可以运行以产生指示排放管125中水或流体的存在的信号。下面将更详细地描述传感器电极205。流体检测组件130还包括控制器210，该控制器通过诸如但不限于电线的可操作连接部215而联接到传感器电极205。这样，如将在下面描述的那样，控制器210接收由传感器电极205产生的信号以用于处理。控制器210可以包括：处理单元220，其例如是微控制器(比如Arduino控制器)；存储器225；I/O装置230；模拟电路235，其包括比如电阻器、电容器等的各种电气部件以便使传感器电极205与处理单元220连接；电源240，其例如为电池或电源连接器接口以便接收外部电力，这些部件全部通过总线245彼此连接并且全部都安装在印刷电路板(PCB)(未示出)上。控制器210被配置成存储、处理和输出指示是否在排出管125中检测到流体的数据。Arduino控制器是开源的硬件及软件项目以及用户社区，该用户社区设计和制造单板微控制器和微控制器套件，以用于构建可以在模拟和数字域中感测和控制对象的数字和交互式装置。
参照图3，在一个非限制性示例中，传感器电极205围绕排放管125定位，但是不位于排放管125内，因此所述传感器电极绝不会与可能在所述排放管内的任何流体接触。因此，传感器电极205可以由排放管125的壁部分305封装或隔离，即，所述传感器电极放置在排放管125的材料内。传感器电极205可以是环绕排放管125的圆环或环的一部分。传感器电极205可以由铜或任何合适的金属或材料制成。
传感器电极205可以包括围绕排放管125缠绕的任何导电材料，其由具有低介电常数的材料制成。选择材料以使得在传感器电极205和排放管125的介电常数之间产生尽量大的差异。对于大多数用途，空气的介电常数为1，而水的介电常数接近80，而大多数塑料通常不高于5。
电容感测技术是已知的并且被应用在许多常见的应用中，例如智能电话触摸屏、接近检测装置和键盘。电容式传感器利用高斯定律来供电：
Figure BDA0002259291520000061
对于两个平行板，其简化成：
C＝(k*ε0*A)/d
其中：
C＝电容(法拉)
k＝两个板之间的材料的相对电容率(无单位)
ε0＝真空电容率(8.854*10-12法拉/米)
d＝两个平行板之间的间距(米)
因此，在传感器面积固定的状况下，以下参数将影响所产生读出的RC时间常数：传感器与目标物体/接地电极之间的距离；目标物体的介电常数；和目标物体的面积。
在操作中，如下所讨论的那样，流体检测组件130连续地(即定期地)利用传感器205测量排放管125的电容值。所测量的电容值的变化(例如，大于预定阈值或位于值的预定范围之外)可以指示排出管125中的流体，因为测量的电容是排出管125内的流体的量的函数。
参照图4，根据本公开的方面的传感器/排放管组合205/125中的时间常数类似于RC电路中的时间常数，并且将等于线路的电阻乘以组合后的电容。传感器电极205与周围的地面形成电容，并且其尺寸和形状将影响通量场方向以及感测距离。周围的地面可以是接地板、周围的结构/管道或目标物体。应当指出的是，在大多数住宅供水系统中，水流动经过的管道都联接至地面，因此，水同样被联接至地面。在运行中，电容器被周期性地充电，并且放电时间被持续地记录或存储，即记录或存储电容器放电所花费的时间，这代表了电容。由于针对“干的”排放管125所测量的电容与针对“湿的”排放管125所测量的电容不同，因此可以检测到流体(特别是水)的存在。
该电路包括并联的电容器和电阻器，该电容器和电阻器均接地。处理单元220在发送和接收状态之间周期性地切换，同时测量放电所花费的时间。可以通过更改电阻、改变给定电容的放电时间以及更改时钟能够和不能够拾取的项目而根据需要来调整灵敏度。所感测的最大距离与每单位时间发生的放电周期的量成反比。
图5是通过五个周期的传感器电极205的电容读数的曲线图，其中T&P阀将流体释放到排放管125中以便减轻过压状况。图6是由传感器电极205测量的电容的曲线图，其中可以看到在该示例中由于温度过高状况而引起的来自流量增加的斜坡响应605。一旦发生全流量610，那么电容值就基本恒定。当流量返回至无流量615(即T&P阀关闭)时，电容返回至较低的无流量读数615。
参照图5和图6中的曲线图，很明显的是，本公开的传感器组件可以检测正在发生的初始泄漏活动。已经观察到的是，在该初始时间期间，安全阀产生这样的流体流：其淹没排放管125的内表面面积的四分之一以下。但是，随着释放活动继续，流量增加并且波动直至其发展成覆盖排放管125的内表面的大部分的全流量。有利地，流体检测组件生成三个读数：无流量、一定流量(即第一连续流)和全流量(即完全排放状态)。
应当注意的是，图6中所示的释放活动是过热活动，据信所述过热活动是将变化的电容作为斜坡输入呈现给传感器电极205。相反，图5中所示的过压活动呈现为阶梯状输入。泄压活动期间的上升时间极短，因为T&P阀的阀座将很快达到其全开位置。即使在安全阀的相对较快关闭的状况下，当水离开安全阀时也存在滴落区域。可以在反馈机制中利用此差异来控制压力或温度响应。
此外，变化率的这种差异允许将本公开的方面以用于诊断水系统的其他部分，例如热膨胀罐。因此，例如，如果热膨胀罐具有导致T&P阀在压力下打开(且周期性发生)的破裂的内胆，则可能表示膨胀罐出现问题。
现在参考图7A至图7C，根据本公开的方面的流体排放活动检测设备700包括壳体702、第一导管705、第二感测导管710和控制阀715，所述控制阀联接在第一导管705和感测导管710之间。控制阀715配置为当控制阀715检测到第一导管705内的流体的至少一个预定状况时启动并且将第一导管705和感测导管710彼此流体联接。阀715可以是例如T&P阀120，并且可以包括类似于如上所述的热致动器164的热致动器716。传感器电极720被布置在感测导管710周围，控制器725联接到传感器电极720。
如上所述，控制器725配置为：测量感测导管710的电容值；检测感测导管710的电容值的变化；以及当检测到感测导管的电容值的变化时发出警报状态。
感测导管710可以联接至延伸管，并且第一导管705可以联接至例如：热水加热器储罐；锅炉；回流安全阀；消防喷淋设备等等。
现在参考图8A至图8D，示出了根据本公开的方面的用于检测流体排放活动的设备800的示例性实施例。设备800被配置用于经由导管810而附接到T&P安全阀或其排放管。该实施例包括集成到壳体825中的传感器电极820，所述壳体还包封如上所述的控制器830。
在图9A至图9D中示出了根据本公开的方面的另一流体排放活动检测器900，其用于附接到T&P安全阀或其排放管。类似于图8A至图8D中所示的检测器800，该实施例包括具有传感器电极920的壳体905和如上所述的控制器930。可以看出，壳体905包括用于联接到流体系统中的带螺纹的接头935。当然，外壳905可以包括特定应用可能需要的任何期望的联接件。
对于本文讨论的所有传感器电极，更大的传感器将允许更高的分辨力。该装置只能经由时间延迟来获取电容，而水的增加的电容将产生可与之相比的时间延迟而与传感器的电容无关。就是说，仅需设计所述装置，使得SNR足以满足所期望的应用；即，对于T&P阀来说，长度为1英寸的金属就足够了，对于2英寸应用来说同样如此。
在本公开的一个方面，根据本技术的传感器组件可以由电池供电和/或可以选择有线连接到电源。
流体检测组件可以包括有线和/或无线通信以通知泄漏和完全排放。
相关领域的普通技术人员将理解的是，在替代实施例中，多个元件的功能可以由更少的元件或单个元件来执行。类似地，在一些实施例中，与相对于所示实施例描述的功能性元件相比，任何功能性元件可以执行更少或不同的操作。而且，为了说明的目的而被示出为不同的功能性元件(例如，模块、数据库、接口、计算机、服务器等)可以在特定实施中并入其他的功能性元件内。
尽管已经相对于各种实施例描述了本主题技术，但是本领域技术人员将容易理解的是，在不脱离由权利要求所限定的本实用新型的精神或范围的状况下，可以对本主题技术进行各种改变和/或修改。如本文所述。

Claims (10)

1.一种流体排放活动检测设备，其特征在于，所述设备包括：
感测导管，其具有配置成联接至排放导管的第一端部；
传感器，其围绕所述感测导管布置；和
控制器，其联接到所述传感器并且配置为：
测量所述感测导管的电容值；
检测所述感测导管的电容值的变化；和
在检测到所述感测导管的电容值的变化时发出警报状态。
2.根据权利要求1所述的流体排放活动检测设备，其特征在于，所述控制器进一步配置为：
检测所述感测导管的电容值的变化率；和
根据检测到的所述感测导管的电容值的变化率，区分所述感测导管内的流体源的温度过高状况和压力过高状况。
3.根据权利要求1或2所述的流体排放活动检测设备，其特征在于，所述设备还包括：
控制阀，其联接在排放导管与感测导管之间，并且所述控制阀配置成当该控制阀检测到排放导管内的流体的至少一种预定状况时启动并且将排放导管与感测导管相互流体联接。
4.根据权利要求3所述的流体排放活动检测设备，其特征在于，所述控制阀被配置成在发生以下状况中的至少一者时启动：
检测到排放导管内的压力未处于压力值的预定范围内；和
检测到排放导管内的温度未处于温度值的预定范围内。
5.根据权利要求3所述的流体排放活动检测设备，其特征在于，所述感测导管由非导电材料组成。
6.根据权利要求3所述的流体排放活动检测设备，其特征在于，所述控制阀包括：
温度和压力安全阀，其配置成当发生以下状况中的至少一者时将排放导管和感测导管彼此流体联接：第一导管内的流体的压力大于或等于预定的压力值，或第一导管内的流体的温度大于或等于预定的温度阈值。
7.根据权利要求3所述的流体排放活动检测设备，其特征在于，所述传感器由导电材料组成。
8.根据权利要求3所述的流体排放活动检测设备，其特征在于，测量的感测导管的电容值是所述感测导管内的流体的量的函数。
9.根据权利要求2所述的流体排放活动检测设备，其特征在于，检测到的所述感测导管的电容值的变化率是所述感测导管内的流体的流量的函数。
10.根据权利要求3所述的流体排放活动检测设备，其特征在于，所述排放导管配置为流体联接至以下中的至少一者：
热水加热器储罐；
锅炉；
回流安全阀；和
消防喷淋系统。
CN201921887548.7U 2018-11-05 2019-11-04 流体排放活动检测设备 Active CN211291789U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862755857P 2018-11-05 2018-11-05
US62/755,857 2018-11-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN211291789U true CN211291789U (zh) 2020-08-18

Family

ID=68426332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201921887548.7U Active CN211291789U (zh) 2018-11-05 2019-11-04 流体排放活动检测设备

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11703364B2 (zh)
EP (2) EP3647668B1 (zh)
CN (1) CN211291789U (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11488457B2 (en) 2020-06-08 2022-11-01 Zurn Industries, Llc Cloud-connected occupancy lights and status indication
US11108865B1 (en) 2020-07-27 2021-08-31 Zurn Industries, Llc Battery powered end point device for IoT applications
US11153945B1 (en) 2020-12-14 2021-10-19 Zurn Industries, Llc Facility occupancy detection with thermal grid sensor
US11594119B2 (en) 2021-05-21 2023-02-28 Zurn Industries, Llc System and method for providing a connection status of a battery powered end point device
US11543791B1 (en) 2022-02-10 2023-01-03 Zurn Industries, Llc Determining operations for a smart fixture based on an area status
US11555734B1 (en) 2022-02-18 2023-01-17 Zurn Industries, Llc Smart and cloud connected detection mechanism and real-time internet of things (IoT) system management
US11514679B1 (en) 2022-02-18 2022-11-29 Zurn Industries, Llc Smart method for noise rejection in spatial human detection systems for a cloud connected occupancy sensing network
CN114688744B (zh) * 2022-03-31 2024-04-12 广东万和新电气股份有限公司 燃气热水器及其分段切换性能测试方法

Family Cites Families (90)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2773251A (en) 1952-11-24 1956-12-04 Backflow Engineering & Equipme Backflow prevention and alarm device
US3007495A (en) 1958-03-13 1961-11-07 Aquamatic Inc Multiple flow valve
US3069671A (en) 1959-12-31 1962-12-18 Le Roy M Taylor Alarm-equipped drain pan
US3154248A (en) 1963-01-16 1964-10-27 Manstfield Sanitary Inc Temperature control relief valve
US3473553A (en) 1966-11-16 1969-10-21 Thomas H Collins Automatic water cut-off water heaters
US3525335A (en) 1968-09-26 1970-08-25 Wilbern M Freeman Shallow water breathing apparatus with air pump
US3695104A (en) 1971-05-28 1972-10-03 Fischer & Porter Co Electromagnetic flowmeter having removable liner
US3770002A (en) 1971-11-01 1973-11-06 L Brown Automatic water shut-off system
US3824460A (en) 1973-04-02 1974-07-16 R Gustafson Leakage sensor
US3961156A (en) 1974-06-13 1976-06-01 Patton Thayer E Combination temperature and pressure relief valve with energy cutoff switch
US4324268A (en) 1979-08-24 1982-04-13 Jacobson Avram A Automatic flood control valve
US4297686A (en) 1979-10-01 1981-10-27 Tom M Dale Water detection device
US4429343A (en) 1981-12-03 1984-01-31 Leeds & Northrup Company Humidity sensing element
US4569312A (en) * 1984-02-13 1986-02-11 George Riddell Hot water tank warning system
US4683904A (en) 1984-08-30 1987-08-04 Ranya L. Alexander Moisture sensor
US4675596A (en) 1984-09-10 1987-06-23 Zidex Systems Digital fluid analyzer using capacitive sensing
JPS6190048A (ja) 1984-10-09 1986-05-08 Junkosha Co Ltd 漏液検知センサ
US4572113A (en) 1985-02-01 1986-02-25 Baughman George W Water leak control circuit
US4747364A (en) 1986-08-05 1988-05-31 Filter Alert Corporation Flow rate threshold sensor
US4845472A (en) 1986-11-06 1989-07-04 Hkg Industries, Inc. Leak sensing alarm and supply shut-off apparatus
US4804947A (en) 1987-05-29 1989-02-14 Geleziunas Rimas J Water sensing apparatus
US4901751A (en) 1989-06-15 1990-02-20 Systems Chemistry, Inc. Fluid control valve and system with leak detection and containment
US4944253A (en) 1989-10-10 1990-07-31 Bellofatto Richard C Safety system for hydronic water heaters and boilers
US5287086A (en) 1990-01-02 1994-02-15 Raptor, Inc. Proximity detection system and oscillator
US5081422A (en) 1990-09-07 1992-01-14 Ishiang Shih Methods for roof, wall or floor leak detection
GB9109957D0 (en) 1991-05-08 1991-07-03 Schlumberger Ltd Capacitance flow meter
US5188143A (en) 1992-03-09 1993-02-23 Krebs Robert G Water leakage detection device
US5345224A (en) 1992-04-24 1994-09-06 Brown Jimmy D Leak detection and management apparatus including a programmable message device for a hot water heater
JP3031096B2 (ja) 1993-01-29 2000-04-10 横河電機株式会社 容量式電磁流量計
GB9408578D0 (en) 1994-04-29 1994-06-22 Thames Water Utilities A detector
US5546009A (en) 1994-10-12 1996-08-13 Raphael; Ian P. Detector system using extremely low power to sense the presence or absence of an inert or hazardous fuild
US5507178A (en) 1994-11-09 1996-04-16 Cosense, Inc Liquid presence and identification sensor
US6025788A (en) 1995-11-24 2000-02-15 First Smart Sensor Corp. Integrated local or remote control liquid gas leak detection and shut-off system
US5655561A (en) 1995-11-27 1997-08-12 Wendel; A. Christopher Wireless system for detecting and stopping water leaks
US5632302A (en) 1995-12-22 1997-05-27 Lenoir, Jr.; Robert M. Overflow protection shut-off apparatus for use with a water heater
US5857482A (en) 1996-01-06 1999-01-12 Dowling; Donald C. System for control of fluid vessel overflows
US6003536A (en) 1996-10-24 1999-12-21 Watts Investment Company Automatic water shut-off valve
US6335690B1 (en) 1997-01-15 2002-01-01 Algonquin Scientific, Llc Fluid sensing system
US5877689A (en) 1997-09-30 1999-03-02 D'amico; Dan Leak detector
US5844492A (en) 1997-10-02 1998-12-01 Buffin, Sr.; John J. Water leakage detection and gas shut-off device
US5940899A (en) * 1997-12-31 1999-08-24 Envision This, Inc. System for preventing toilet overflows
US6035699A (en) 1998-05-01 2000-03-14 Parlante; Nicholas Water leakage detection apparatus
US6741179B2 (en) 1998-06-17 2004-05-25 Richard Young Apparatus for flow detection, measurement and control and system for use of same
US6084520A (en) 1998-07-30 2000-07-04 Salvucci; John G. Leak collection and supply shut off system
US6369714B2 (en) 1999-03-18 2002-04-09 Scott A. Walter Water leak detection and correction device
US6552647B1 (en) 1999-07-01 2003-04-22 Ricky H. Thiessen Building environment monitor and control system
US6276309B1 (en) 2000-01-27 2001-08-21 Barry Zeek Hot water heater containment system
RU2258921C2 (ru) * 2000-03-03 2005-08-20 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Фарадметр
US6499961B1 (en) 2000-03-16 2002-12-31 Tecumseh Products Company Solid state liquid level sensor and pump controller
US6950032B1 (en) 2000-04-10 2005-09-27 Dry Systems, Inc. Apparatus and method for protection against appliance leaking
JP2002243689A (ja) 2001-02-15 2002-08-28 Denso Corp 容量式湿度センサおよびその製造方法
US7032435B2 (en) 2001-10-09 2006-04-25 Brian Edward Hassenflug Liquid leak detector and automatic shutoff system
US6489895B1 (en) 2001-10-15 2002-12-03 Steven P. Apelman Fail-safe leak detection and flood prevention apparatus
US6892745B2 (en) * 2002-04-10 2005-05-17 Honeywell International Inc. Flow control valve with integral sensor and controller and related method
US20030231024A1 (en) 2002-06-12 2003-12-18 Luque Phillip R Capacitive media resistivity, dialectic constant, and thickness sensor
US7970494B2 (en) * 2002-09-23 2011-06-28 Liquidbreaker, Llc Systems and methods for monitoring relief valve drain in hot water Heater
US6639517B1 (en) 2002-09-30 2003-10-28 James Chapman Leak detection mat and system
US6826356B1 (en) 2003-09-30 2004-11-30 Eugene C. Wanecski System and method for water heater protection
US20050255724A1 (en) 2004-03-19 2005-11-17 Touridan Inc. Flexible leak detection sensor
WO2006130850A1 (en) 2005-06-02 2006-12-07 Ghalib Saad A Wastewater treatment system and method
US7292155B2 (en) 2005-09-01 2007-11-06 Detec Systems Llc Moisture detection sensor tape with leak locate
US8438672B2 (en) * 2005-11-11 2013-05-14 Masco Corporation Of Indiana Integrated electronic shower system
US7549435B2 (en) 2006-02-09 2009-06-23 Onsite Pro, Inc. Systems and methods for detecting and correcting a leak
US7082959B1 (en) 2006-03-21 2006-08-01 Franklin Robert C Shutoff valve system with leak detector
US7299819B1 (en) 2006-06-12 2007-11-27 John A. Fenton Water flow sensor alone and in combination with a method and apparatus for selectively shutting off the flow of water to a building
US7605710B2 (en) 2006-08-18 2009-10-20 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Wetness sensor
US7753071B2 (en) 2007-01-11 2010-07-13 Altos Limited LC Leak detector pad
US8944105B2 (en) * 2007-01-31 2015-02-03 Masco Corporation Of Indiana Capacitive sensing apparatus and method for faucets
US9725894B2 (en) 2007-12-13 2017-08-08 7525443 Canada Inc. Fluid backflow management system and method of use thereof
DE102008045955A1 (de) * 2008-09-04 2010-03-11 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur einer temperaturbedingten Längenänderung einer Aktoreinheit, die im Gehäuse eines Kraftstoffinjektors angeordnet ist
US8561456B2 (en) 2008-09-12 2013-10-22 The Boeing Company Fluid detection with a spectrometer-on-a-chip
US8250906B2 (en) 2008-10-17 2012-08-28 Sloan Valve Company Leak detector
WO2010051287A1 (en) 2008-10-27 2010-05-06 Mueller International, Inc. Infrastructure monitoring system and method
US8850872B2 (en) 2009-05-08 2014-10-07 Opw Fuel Management Systems, Inc. Line leak detector and method of using same
US8281426B2 (en) 2009-08-31 2012-10-09 Rainbow International Development Limited Adapter for existing above ground pool return
US20110132474A1 (en) 2009-12-09 2011-06-09 Utah State University Back Flow Prevention System
US8508373B2 (en) * 2010-05-27 2013-08-13 David Rice Fluid leak detection and alarm
US8578770B2 (en) 2010-11-02 2013-11-12 Cantolino Industries, Inc. Encapsulated liquid level sensor device
US11608618B2 (en) * 2011-01-03 2023-03-21 Sentinel Hydrosolutions, Llc Thermal dispersion flow meter with fluid leak detection and freeze burst prevention
US9146172B2 (en) 2011-01-03 2015-09-29 Sentinel Hydrosolutions, Llc Non-invasive thermal dispersion flow meter with chronometric monitor for fluid leak detection
US9123230B2 (en) 2012-05-21 2015-09-01 Frank T. Rogers Sewer backup alarm
JP6476136B2 (ja) 2013-02-20 2019-02-27 エコラボ ユーエスエー インコーポレイティド 全世界対応型逆流防止アセンブリ
US9265980B2 (en) 2013-06-24 2016-02-23 Augustus W. Johnson Flow control assembly for a fire sprinkler system
US9324228B2 (en) 2014-05-31 2016-04-26 Steelhead Innovations, Llc Pipe system, and pipe flow monitoring and alerting systems and methods
GB2553681B (en) * 2015-01-07 2019-06-26 Homeserve Plc Flow detection device
US10260774B2 (en) * 2015-05-21 2019-04-16 Intellihot, Inc. Low pressure drop water heating system
EP3222982B1 (en) 2016-03-22 2019-05-08 Watts Regulator, Inc. Leak detector
US10159213B2 (en) * 2016-04-13 2018-12-25 Beco Dairy Automation Inc. Fluid measurement device and methods of making and using the same
US10481133B2 (en) * 2016-06-06 2019-11-19 Hexagon Technology, As Inline cycle fuse
EP4275711A3 (en) * 2017-07-18 2024-02-28 3M Innovative Properties Company Negative-pressure therapy with adjustable instillation pump chamber

Also Published As

Publication number Publication date
EP3647668B1 (en) 2023-05-17
EP4227585A1 (en) 2023-08-16
EP3647668A1 (en) 2020-05-06
US11703364B2 (en) 2023-07-18
US20200141773A1 (en) 2020-05-07
US20230375385A1 (en) 2023-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN211291789U (zh) 流体排放活动检测设备
US6964278B2 (en) Non-invasive gauge glass liquid level sensor apparatus
US9938698B2 (en) Fluid leak detection and shutdown apparatus
US10151511B2 (en) Electric water heater having dry fire protection capability
US10036143B2 (en) Non-invasive thermal dispersion flow meter with fluid leak detection and freeze burst prevention
CA2106829C (en) Electronic temperature controller for water heater
US20200157784A1 (en) Fluid Leak Detector With Thermal Dispersion Flow Meter and Chronometric Monitor
US20140196802A1 (en) Fluid Leak Detection and Shutdown Apparatus
US9534978B2 (en) Non-invasive thermal dispersion flow meter with fluid leak detection and alert
AU2020223669B2 (en) Non-invasive thermal dispersion flow meter with chronometric monitor or fluid leak detection and freeze burst prevention
US20100212752A1 (en) Shut Off Protection For Hot Water Heater
EP3479090A1 (en) Process fluid temperature measurement system with improved process intrusion
CN101548161A (zh) 用于调节咖啡机的煮器中的液位的装置
US10126018B2 (en) Electric water heater having dry fire protection capability
US5263116A (en) Heater for liquid
CN207501467U (zh) 一种漏水检测控制系统以及安全型热水器
CN202733865U (zh) 一种蒸汽发生器
CN113405263A (zh) 电热水器的防起火的控制方法及电热水器
CN110799814A (zh) 用于检测容器中介质的填充水平的装置
RU173705U1 (ru) Емкостной датчик уровня раздела сред
KR101927781B1 (ko) 정온식방폭형 감지기 시험기
TWM515098U (zh) 具液位偵測開關之加熱桶
GB2617341A (en) An ancillary water heating system
CN118089241A (zh) 应用于按摩spa水池的液体加热装置及其温度控制方法
GB2457355A (en) Detecting fluid in a conduit arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant