器可执行指令的一个存储器，以及 连接至该存储器用于执行这些机器可执行指令的一个处理器。当压力传感器连接到一个分 配系统时，执行该些机器可执行指令致使该处理器实现多个功能。这些功能总体上与以上 讨论的方法的这些步骤一致。
[0022] 本概述已经被提供以便以一种简化的方式来引入以下在说明书中被详细描述的 几个概念。然而，本概述并不旨在对所要求的主题事项的关键点或重要特征进行区分，它也 不旨在帮助确定所要求的主题事项的范围。 附图
[0023] 一个或多个示例性实施方案及对其的修改的多个不同方面及伴随的优点将变得 更加易于理解，这是由于在结合附图时通过参考以下详细说明其变得更佳地被理解，在附 图中：
[0024] 图1为双卧室双浴室居住结构中的基本水系统的示例性示意图，示出本新颖方法 如何能够被安装在一个单点处（例如一个外部软管接头水龙头）来在结构中多个装配件处 的不同的活动中监测用水，并检测该水系统中可能发生的渗漏；
[0025] 图2A为一个示例性图表，示出使用本新颖方法在阀门打开事件过程中检测到的 特性压力（psi)对时间（秒）的响应，这被识别为居住结构中厨房水龙头的打开；
[0026] 图2B为一示例性图表，示出使用本新颖方法在阀门打开事件过程中检测到的特 性压力（psi)对时间（秒）的响应，这被识别为图2A中被打开的这个厨房水龙头的关闭；
[0027] 图3为用于本新颖方法的一个示例性实施方案中的压力传感器及控制器的功能 框图，其中采用一种蓝牙无线电来将表示压力的输出信号传输至计算装置用于进一步处理 和分类；
[0028] 图4为与试验了本新颖方法的九个居住结构相关的综合数据的图表；
[0029] 图5为对于水龙头、马桶以及浴缸对应地展示了示例性阀门打开和关闭压力波 (压力对时间）的三个图表，其中对应装配件处的阀门被打开，维持打开状态一段时间，然 后被关闭；
[0030] 图6为一个示例性表格，展示了本新颖方法在图4的九个居住结构的试验中，装配 件阀门打开及装配件阀门关闭事件被正确识别出的百分率；
[0031] 图7为一个示例性表格，展示了图6结果的一种不同的看法，其中装配件阀门打开 及关闭事件被正确识别出的百分率被针对居住结构中每种类型的装配件而展示；
[0032] 图8为一个示例性表格，展示了使用本新颖方法来确定的、图4这些试验居住结构 中的四个的打开的阀门的流速的误差数据；
[0033] 图9为一个示例性图表，示出了图4试验居住结构中的四个的打开的阀门的流速 对采样编号的平均误差；
[0034] 图10为多个发生在水系统中的重叠事件的压力对时间的示例性图表，其中用于 淋浴、马桶和水龙头的多个阀门在多个重叠时间段过程中打开，从而展示了本新颖方法能 够检测出每个事件以及每个发生事件的装配件；
[0035] 图11为一个逻辑流程图，展示了可用于本新颖方法来对装配件/阀门事件进行检 测的示例性步骤；
[0036] 图12为一个逻辑流程图，展示了可用于根据本新颖方法对阀门事件进行分类的 示例性步骤；
[0037] 图13A展示了来自布置在一个结构的水系统上不同点处的两个压力传感器的原 始输出信号，从而展示了对于一个共同的装配件事件的这些输出信号间之间的时间延迟；
[0038] 图13B展示了使图13A这两个原始输出信号中的每一个通过一个13Hz低通滤波 器得到的波形，从而清楚地示出了由于从该装配件到每个压力传感器的传播路径不同而产 生的两个波形之间的时间位移；
[0039] 图14A表示了被用作探针信号的一个主动压力信号，其中这个主动压力信号是由 压力转换器产生的并且被引入到一个结构的水系统中，这样使得这个主动压力信号在这些 管线中传播；
[0040]图14B为图14A主动压力信号结束一段短暂的时间后的从水系统管线系接收的一 个反射压力信号；以及
[0041] 图15为一个总体上常规的计算装置的示例性功能框图（如个人计算机），该计算 装置对于处理来自压力传感器的输出信号以及本新颖系统的控制器是可用的。 说明书 图示及被露的实施方案不是限制的
[0042] 在附图的多个参考图示中展示了多个示例性实施方案。在此披露的这些实施方案 和图示旨在被展示性地而非限制性地考虑。没有任何对后文的技术范围和权利要求范围的 限制会被附加在附图中示出的这些实例上并且会在此被讨论。 用于监测I用水的示例件系统 多数的现代住所都连接到公共供水或是连接到在压力下将水提供至这个住所中的水 系统的一个私人的水井。公共设施（publicutility)依靠重力和多个泵送站以足够满足 水在由这个设施供水的每个住宅或其他类型的结构中流动的要求的一个水压来通过主管 网（mains)分配水。住所以较小的服务管线连接至主管线，且典型地会有水表布置在这个 连接处或其附近。靠近这个水表的一个回流阀门防止了水从这个结构流回到主管线中。使 用私人水井的住宅使用一个泵来将水抽出地面并且进入这个住宅中的一个小型集获空气 压力储箱（captiveairpressuretank)中，水被在压力下储存于在这个储箱中，这样使得 这个泵无需在水系统的阀门打开时持续运转。 图1描绘了用于具有双浴室的结构的一个典型的住所水系统20。冷水通过连接至供水 主管网（或是私人水井）的服务管线22进入，取决于像这个住宅的高度及其到一个蓄水池 或泵送站的靠近程度这样的因素（或在私人水井是水源的情况下的其他因素）典型地是以 50镑每平方英寸至100镑每平方英寸（psi)。许多住宅临近水表26处具有一个压力调节 器24,这个压力调节器用于保护住宅使其不受可能由主管线传来的瞬时变化（transient) 或压力尖峰（pressurespike)影响，并且还将进入水压降至对于家用装配件和装置而言是 安全的水平上。
[0043] 在这个调节器的下游处，在典型的住所管线布置中会发现有两种基本布局，S卩：串 连竖直的（seriesplumbed)和分枝的。几乎所有的多装配件住宅都具有这两种布局的一 个组合。冷水供管线42分枝至这些单独的装配件（例如以便向马桶、洗手池以及淋浴供 水）并提供冷水至热水器36的供给入口。传统的热水器在一个隔离的储箱中用电阻元件 或是燃烧气体的燃烧器（均未示出）将水加热。当使用热水时，随着冷水再次加注这个储 箱，来自冷水供应管线的压力持续迫使热水从热水储箱中通过一个热管线44。每个热水储 箱都有一个泄压阀门（未示出）以便防止因过量的过度加热以及作为其结果的蒸汽压力而 导致的可能的爆炸；并且还有一个排水阀门40,该排水阀门对于维护是重要的，这是因为 热水器每一年至少应排水一次以便将矿物沉积物冲掉并且提高运作效率。许多住宅还有一 个集获空气热膨胀储箱38(captiveairthermalexpansiontank)靠近热水器的冷水供 应入口而连接，如果这个系统在水表处包括一个回流阀门并且因此为"封闭系统"。热膨胀 储箱38在热水从热水储箱被汲出后，容纳在热水器中被加热的冷水的热膨胀。替代保留加 热的水的一个热水储箱直至有需要时的是，有些结构使用无储箱热水器来在冷水穿过一个 热交换器是通过对这些冷水进行快速加热而按照需要提供热水，从而使用由电阻元件或气 体燃烧器产生的热能。这两种类型的用于加热水的装置建立了冷水与热水线路之间的一种 连接，且在本方法中监测到的压力波动是通过这两种热水器来对水系统的冷水及热水部分 二者传播的。
[0044] 在此实例中，压力传感器30被螺纹紧固到一个外部水龙头接头32上。这个水龙 头上的阀门是打开的，这样使得压力传感器能够响应于结构中水系统的压力而产生对应的 一个信号，这个信号作为输出信号被处理和传送至计算装置，以下会更详细的描述。
[0045] 在这个结构的第一浴室中连接到该水系统上的是第一马桶46、具有冷水阀门48a 及热水阀门48b的第一浴室洗手池、以及具有热水阀门及冷水阀门二者（均未示出）的浴 缸50。厨房包括具有冷水阀门52a及热水阀门52b的一个厨房洗手池，以及一个洗碗机 54 (具有热水及冷水的机电螺线管阀门-均未示出）。在第二浴室中的是一个淋浴56 (具 有热水及冷水阀门-未示出）、具有冷水阀门58a及热水阀门58b的第二洗手池、以及第二 马桶60。这个结构进一步包括一个洗衣机62,该洗衣机也包括对来自该水系统的热水及冷 水流动的多个机电螺线管阀门。 识别7k装配件
[0046] 该水系统形成一个封闭回路压力系统，其中在水系统中没有水在流动时，水在整 个管线系中被维持在一个稳定的压力上。具有压力调节器的结构会维持基本上稳定的压 力，除非供给压力降至调节器的设定点以下。没有压力调节器的结构可能会偶尔经历在水 压上有不大的改变，这是取决于邻居在主供给线上的需求，这种改变被检测为一个结构的 水系统中的水压的波动。 当一个阀门打开或关闭时（不论它是浴室或厨房的水龙头、或是洗碗机或洗衣机的机 电螺线管阀门），会发生一个压力改变，且会在水系统中产生一个瞬时压力波脉冲（如对应 地示出在图2A和图2B的图表100和图表102的）。瞬时压力是一种波的现象，其起因于一 个管线中水的速度的快速改变（类似于动力线上的电瞬间变化）。这种瞬时压力波会在一 个阀门被快速打开或关闭时发生，其常被称为"浪涌"或"水锤"，并且在压力振波行进通过 管线时，有时可以产生一种锤击声或是可以听到的噪音。瞬时压力浪涌的幅值既不取决于 工作压力且远大于工作压力。这种瞬时压力脉冲可以是正的亦或负的，这取决于压力改变 率的正或负（即：阀门在水系统中是否是正被打开还是正被关闭）。如洗碗机或洗衣机的 应用控制它们的机电螺线管阀门，所以它们会快速地改变状态并且因此经常产生显著的水 锤。相比之下，相当缓慢地被打开或关闭的水龙头阀门只产生较小的水锤脉冲。 流动的突然改变可以危险地产生超出住所管线的安全工作压力限制的高瞬时变化。热 膨胀储箱38 (图1)提供一些（但非全部）对这些瞬时变化的抑制（dampening)。在一些水 系统中，充满空气的立管被邻近地安装到洗碗机或洗衣机的输入线路上以便提供对这些瞬 时变化的抑制。大多数阀门的状态改变都表现为无害的水锤脉冲，但这可以被安装在水系 统上的一个压力传感器检测到。水锤波形会典型地持续几秒钟，这是由于这种瞬时压力波 会通过这些管线来回振荡。使用本方法，就能够在水系统内的任何地方（即便安装了抑制 器）检测到这种水锤效应，因此使得能够实现对于整个水系统中的效应的单点感测。 本方法依靠以下事实是，对于一个具体的装配件而言，被感测到的独特的压力瞬时变 化或水锤特征取决于阀门类型及其在这个结构的水系统中的位置。本方法检测一个事件的 位置的能力提供了很强的识别力，从而使其有可能在同型号的两个装配件之间（例如，在 房屋中在这些相同马桶中的两个处发生的事件之间）并且甚至在同一个装配件的两个阀 门之间（例如在一个洗手池的热水阀门及冷水阀门之间）进行区分，这是因为它们的压力 波脉冲在到达压力传感器之前行经不同的路径通过水系统的底管线基础结构。压力下降和 导致的压力震波的幅值取决于压力传感器到事件源头的相对位置，但特征的形状并不会改 变。如下讨论的，还考虑到的是在该水系统中的多个不相关的点处安装多个压力传感器，这 样使得由这些压力传感器感测到的多个瞬时压力波形之间的时间差可以提供附加的有用 信息来识别一个事件以及与该事件相关联的这个装配件的位置。 对流动讲行估算
[0047] 压力的改变以及压力瞬时变化的速率着手使得阀门打开及阀门关闭事件能够精 确地检测到。压力还可以被用来测量水系统的流速，这与电路类似，在电路中知道阻抗 (即：导致水流阻力的管线的限制、弯曲等）以及电压的改变（即：压力）就能够确定电流 (即：流速）。
[0048] 流速通过泊肃叶定律（(Poiseuille'sLaw)，也称哈根-泊肃叶等式 (Hagen-Poiseuilleequation))与压力改变相关联，泊肃叶定律说明了一个管线中液体的 体积流速Q是取决于该管线的半径r、该管线的长度L、液体的粘度y以及压力降AP:
(1) 等式（1)可以通过液体阻力的公式化表述来简化，该公式化表述说明了对于流动的阻 力是与压力的下降除以体积流速成正比的。
(2) 因此，使其有可能使用液体阻力来概括泊肃叶定律中的一些复杂变量，从而得到简化 的方程式：
(3)
[0049] 本新颖方法测量当阀门被打开或关闭时的压力改变AP。为了计算Q，有必要的是 估算这个剩余的未知数Rf。在这种情况下，Rf是由两个因素限制的：水的粘度以及管线长 度L。水的粘度能够作为一个水温的函数并且基于大多数住所管线都是1/4"或3/8"的事 实来计算。因此，管线长度L是主要的未知数，并且取决于使用的水装配件会发生变化，这 是因为由该水系统的入口到该结构中的每个不同装配件的每个路径典型地是不同的。
[0050]这些等式并不完备。例如，这些等式并没有考虑到管线内壁的滑顺度 (smoothness)的变化，弯曲和阀门的数量，或者管线的内缩，也没有考虑到管线的方向（例 如，由重力和气压的改变引起的效应）。然而，这些效应对于住所管线网络可以被处理为可 忽略的。这种对于Rf的估算可以对于每个居所通过在多个策略性的位置处（以便改变该 水系统入口到该结构的距离）对流速进行采样来被简化，并且基于在不同阀门处的对流动 的阻力的数个测量值，来提供一个合理精确的估算来用于在该结构中的其余阀门的阻力。 示例件压力监测器设计
[0051] 如图3所示，压力监测器110的一个示例性实施方案包括一个订制的不锈钢压力 传感器112、一个16位模数转换器（ADC) 114、一个微控制器116、以及蓝牙无线电120。该蓝 牙无线电传送一个输出信号122,该输出信号是由压力传感器感112测到的该水系统的压 力的表示。（替代地，可以取而代之以使用其他类型的无线信号例如IEEE802.ll(WiFi)、 或一种有线式通讯链（例如以太网络或USB线）来将这个输出信号传输至一个用于进一步 处理和存储的计算装置。）微控制器116提供一个门信号（gatingsignal)以便闭合场效 应晶体管开关118 (或其他电子开关）来控制通过压力传感器112的这种压力采样。一个 受调节的电源124提供直流（DC