流体流量检测设备的制作方法

本发明总体上涉及一种流体流量检测设备和一种检测建筑物的管道系统中的漏水的方法。

背景技术：

能够检测管道中的流体流量有许多有用的应用。关键之一是检测管道系统中是否存在泄漏。当所有水龙头和阀门关闭时，检测系统中的流量通常会指示被监测系统中存在泄漏。

本发明的一些实施方式的目的是提供一种检测管道系统中的流体流量的优选的、非侵入式方法。

在一些实施方式中，还希望能够从中央控制单元或监测站远程监测流速-或者流速的缺乏。

有利的是，改进的流量检测器可以精确地和/或可靠地检测水流或泄漏。这对于低流速和高流速都是合乎需要的，例如，来自爆管的灾难性的泄漏。这种对用户具有高速和/或具有最小误警报的检测通常是被期待的。流量检测器优选以低成本制造。

为了用于理解本发明，参考以下公开内容：

-US2010/206090 A1(Stack)；

-EP2840362(Kamstrup)；

-WO2015/097407 A1(GRDF)

-US2012/206272 A1(Borlee)；

-US9146172B2(Trescott)；

-US7308824 B2(Trescott)；

-http://www.aircon.panasonic.eu/GB_en/happening/4679/found to be available at24.1 1.15；

-http://www.neptuneoceanographics.com/thermal-leak-detection.php found to be available at 24.11.15；

-WO 01/25743 A2(Espensen)；

-WO2011/0107101A1(Klokker)；

-US5918268A(Lukas)；以及

-US5415033 A(Maresca)。

技术实现要素：

以下限定了本发明的各个方面。在所附的从属权利要求中限定了优选实施方式。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于检测建筑物的管道系统中的漏水的流体流量检测设备，所述设备被配置为执行低流量测试和高流量测试，并且基于至少一个所述测试的结果，输出指示高流量、低流量、无流量中的一个的泄漏信号，其中，所述设备具有：检测环境温度的第一温度传感器；检测管道温度的第二温度传感器，该第二温度传感器与管道系统的管道相邻或热接触；至少一个输入管线，其被配置为接收来自第一温度传感器的环境温度指示器的时间序列和来自第二温度传感器的管道温度指示器的时间序列；以及处理器，其被配置为执行所述低流量和高流量测试，其中，所述处理器被配置为通过以下来执行所述低流量测试：如果监测时段的温差指示器的绝对值保持高于差值阈值，则确定存在低流量，其中，每个所述温差指示器表示所述接收到的第一温度指示器与所述接收的第二温度指示器之间的差，以及其中，所述处理器被配置成通过以下来执行所述高流量测试：基于在所接收的环境温度与管道温度之间的各个差值的最大值处接收到的管道温度指示器来估计进入管道的水的水温曲线；以及基于管道温度指示器，通过检测管道温度是否接近估计的水温曲线来确定存在高流量。

该设备(可以被称为例如水流检测器、流体检测装置或流体流量检测器系统)可以是系统和/或包括至少一个用于装配到管道并且至少具有管道温度传感器的装置。有利地，该设备应用不同的技术以用于检测可以被认为是泄漏的低流量(例如滴水龙头)和高流量(通常是全流量或灾难性流量)。结合起来，这些技术可以允许更精确、可靠和/或更快的泄漏检测。优选地，错误警报减少。泄漏信号可以作为音频和/或视觉指示器本地地输出到管道，发送到远程集线器和/或远程用户装置，例如移动电话。

监测时段可以是第一监测时段，并且用于高流量测试的管道温度指示器对应于第二监测时段。第一监测时段和第二监测时段可以是相同的周期，可以重叠也可以不重叠，并且可以包括另一个监测时段。

该设备可以以特定的采样速率(例如，每例如100秒一个新样本对)接收和/或记录管道和环境(空气)温度Tp和Ta。在一个或多个输入管线(例如，一个或多个连接器、一个或多个IC引脚、或一个或多个PCB线、或一个或多个总线)上接收到的数据优选存储在存储器中。这样的存储器可以有效地提供数据窗口(例如，缓冲器存储温度指示器)，基于该数据窗口处理器(通常是本地和/或远离管道温度传感器的一个或多个IC，例如在本地分布和/或分布在远程集线器上)集线器)回顾并执行测试，以确定是否存在泄漏；在监测时段周期可能会收到查看的数据。对于低流量，监测时段可以具有预定持续时间，诸如2.7小时，其可以对应于的设定数目(例如100个)的样本(空气温度和管道温度指示器对)的时间序列。对于高流量，可以使用不同的窗口长度。例如，在高流量测试中使用的储存温度指示器被接收的时段可以具有预定持续时间，例如20分钟，其可以对应于设定的样本(空气温度指示器和管道温度指示器对)数目(例如12个)。通常，高流量测试的这种监测时段可能短于低流量测试的监测时段。优选地，高流量测试使用与低流量测试相同的存储样本。测试使用的样本优选地在预期的低使用的预定时间内接收，优选地为夜间时间(例如在下午12点和5点之间)。对于低流量测试，温差指示器可以表示一对温度指示器之间的差值，例如，与基本上(例如恰好)相同时刻的空气温度和管道温度有关。

关于在此提及的接收/接收温度/温度指示器，这可能涉及将时间序列存储在诸如用于管道和环境温度指示器的连续样本对的缓冲器，或用于管道和环境温度指示器各自的缓冲器的存储器中。同样地，数据可能不会被存储为时间序列，因为温度指示器的处理可以即时完成(例如，对于下面提到的曲率检查，可以通过将管线拟合到存储数据来确定梯度，但是这不是关键的。进一步关于下面的详细描述，处理器可以例如执行任何曲率和/或梯度，检查它是否低于阈值并且然后维持其低于阈值超过该时长(例如，安静时段的长度)，然后计算优选最终温度差或当满足标准时的其他变量)。

该设备可以在每个新的输入样本对处，开始所述低流量和/或高流量泄漏测试。换句话说，新的监测时段开始于每个新样品对的时间，处理器例如然后回顾过去的用于低流量的例如100个样品，和/或回顾过去的用于高流量的例如12个样本。

对于高流量测试，水温估计可涉及：例如在最小值之间进行插值和/或将曲线或曲线拟合到最小值。如果环境温度Tambient(Ta或Tair)通常高于管道温度Tpipe(Tp)，则各个差值最大值处的储存的管道温度指示器可指示最小管道温度；或者如果Ta通常低于Tp，则为最大值。在检测到装置已安装到管道上之前，水温估计可能无法继续。管道温度的检测方法可能与估计的水温曲线相关，例如与收敛有关。

关于低流量测试，一个实施方式的处理器可以被配置为：基于所存储的监控时段的环境温度指示器执行有效性检查，来确定当环境温度变化不平滑时并且不稳定时，低流量测试是无效的，处理器被配置为：如果有效性检查指示无效，则禁止输出指示低流量的所述泄漏信号。这种检查可以是Ta(环境温度)平滑度和/或稳定性检查。至于在此描述的任何有效性检查，相关泄漏测试可以是已经、要或将要执行的泄漏测试，以便有效性检查可以基于已经执行的测试来防止信号、或者防止测试的执行。

在这样的实施方式中，平滑度和/或稳定性可以基于存储的所述环境温度指示器与拟合到所述存储的环境温度指示器的直线的比较来确定。这可能涉及检查直线对Ta的适合程度，例如通过检查残差和/或均方残差均小于相应的阈值。

此外，在这样的实施方式中，当所述环境温度指示器的(优选绝对的)平均梯度中的至少一个不在预定范围之外时(例如，在例如100个样本上拟合到Ta的线的梯度是在正负范围内：Δgrad-<梯度(Ta)<Δgrad+)；并且最小和最大所述环境温度指示器之间的差小于阈值(例如，当例如在100个样本上的Ta值的范围被检测为小于阈值时)，可以检测稳定性。取决于估计的进水温度和指示的环境温度之间的差值，可以调整(例如由处理器缩放)预定的范围。

(但是我们注意到，在任何实施方式中，稳定性可以使用与拟合到对象数据的直线相比的差值的测量值(例如，平均值；标准偏差；最大值)来测量/确定，例如基于(优选直线)拟合的最大残差。因此，如果所存储的管道温度相对于拟合到所存储的管道温度的直线的至少一个残差超过阈值，和/或如果这种残差的均方超过阈值，则可以确定管道温度不稳定。相反，可以基于曲率测量/确定平滑度，例如温度是否具有任何扭结，例如可以检测到的任何峰值(例如用第二(或更高阶)差分滤波器)。

可以执行不同的有效性检查，以基于所存储的监测时段的管道温度指示器确定，当监测时段的存储管道温度指示器包括至少一个峰值时低流量测试无效，处理器被配置为，如果有效性检查指示无效，则阻止表示低流量的所述泄漏信号的输出。这可被称为Tp曲率检查。至少一个这样的峰值的存在指示管道温度不稳定。

可以通过将第二(或更高阶)差分滤波器应用于监测时段的管道温度指示器，并且如果滤波器的输出确实超过阈值而确定出现峰值，则可以检测这样的一个或多个峰值。

对于不同的有效性检查，处理器可以被配置为：当跨监测时段的所述温差指示器的平均梯度指示环境温度和管道温度的发散并且超过阈值梯度时，则确定低流量测试是无效的，处理器被配置为：如果有效性检查指示无效，则阻止指示低流量的所述泄漏信号的输出。这可被称为接近检查。

另一个有效性检查可以确定：如果监测时段的存储的环境温度和管道温度指示器交叉，则低流量测试无效，处理器被配置为：如果有效性检查指示无效，则阻止输出指示低流量的所述泄漏信号。这可被称为交叉检查。可以通过在任何温度指示器对样本中寻找基本相等的管道和环境温度和/或在环境温度和管道温度之间的差值的符号(+/-)在连续样本之间变化的位置，来检测温度指示器的交叉。

如果在监测时段的环境温度和管道温度指示器的最终子集(例如，包括最终的一般连续的指示器/对样本)中，至少检测到i)和ii)之一：i)所述最终子集上的所述绝对差的平均梯度在预定范围之外；ii)所述最终子集上存储的管道温度的平均梯度在预定范围之外，则可以执行有效性检查，以确定低流量测试是无效的，所述处理器被配置为：如果所述有效性检查指示无效，则阻止输出指示低流量的所述泄漏信号。这可被称为最终检查。(进一步的标准可以是iii)管道温度指示器的峰值/下降(通常表示任何瞬态使用)存在于最终子集中。最终检查还可能需要环境温度在覆盖这种检测到的使用的预定时间间隔内已经稳定。

更一般地，处理器可以被配置为：在已经执行低流量测试之后，通过检测从管道温度传感器接收到的管道温度指示器的峰值来检测瞬态使用(例如，开水龙头事件)，该设备被配置为阻止输出指示低流量的泄漏信号，直到检测到所述瞬态使用为止。就此而言，本文提到的任何峰值可以是绝对值，例如正向或负向，即，“峰值”可以是下降或谷值。例如，通过应用二阶微分滤波器，可以将任何这样的峰值检测为管道温度中的高曲率点，并确定输出是否超过阈值。

在低流量测试已经检测到低流量并且，并且所述有效性检查没有确定低流量测试的无效之后，虽然没有输出指示检测到的低流量的所述泄漏信号，但是实施方式可以进一步监测所述温差指示器，并且如果所述另外的温差小于所述差值阈值，则阻止输出指示检测到的低流量的泄漏信号。这可被称为监测后时段检查的至少一部分。

类似地，在低流量测试已经检测到低流量，并且所述有效性检查没有确定低流量测试的无效之后，虽然没有输出指示检测到的低流量的所述泄漏信号，但是实施方式可以进一步监测所述温差指示器，并且如果绝对的所述另外的温差的至少一个子集的平均梯度在预定范围之外，则阻止输出指示检测到的低流量的泄漏信号。这也可以被称为监测后时段检查的至少一部分。

可以提供流体流量检测设备，其中，如果所述低流量测试检测到低流量，并且没有所述有效性检查的结果指示低流量测试的无效，则增加连续的泄漏计数器，所述处理器还被配置为：如果所述低流量测试未检测到流量，则重置所述连续泄漏计数器(例如，到0)，其中，当所述计数器指示多于阈值数目的连续泄漏检测时，所述设备被配置为输出指示低流量的所述泄漏信号。该设备可以被配置成在相应的所述监测时段期间执行至少一个所述低流量测试，其中，所述监测时段或每个所述监测时段是各个24小时间隔的预期低使用时间。时间优选为管道位置处的夜晚，例如在12pm或1pm之后以及4am或5am之前。各个间隔可能意味着，预定数目(例如3)的连续日子中的每一天执行低流量测试。处理器可能不知道实际的天、日期和/或时间。该设备可以通过检测适当长度的周期来识别合适的监测时段，其中，管道温度的先前变化没有指示可能存在其他用水。

处理器可以被配置为：如果连续的所述监测时段的温差值增加，则输出指示泄漏恶化的信号，其中每个所述温差值至少基于各监测时段的最后的所述温差指示器(例如，优选地是连续的最后的温差指示器的平均值)。

该设备可以被配置为：基于以下中的至少一个来确定差值阈值：包括管道系统和/或包括管道系统的远程处理系统的地理区域(例如国家、县或城市)的至少一个环境条件，所述至少一个环境条件包括地面温度和空气温度中的至少一个；一年中的时间；建筑物的哪个楼层有管道；管道系统的地理位置。该确定可以在远程集线器处和/或在管道本地的设备处完成。用于确定差值阈值的信息可以在远程集线器或处理器的其他部分处被接收和/或检测，并且可以优选地实时更新。

关于建筑物的楼层，这些信息可以是有利的，但要记住，水通常从地面出来时是冷的，并且可能在途中(例如4-6层处)升温。通常是由于在地板之间/跨地板延伸的大直径管道中的对流而逐渐升温。这可能会影响在任何非底层楼层上的管道温度传感器处Ta和Tp之间的平均差值。因此，处理器相对于在泄漏检测算法中使用的Ta和Tp之间的任何平均差值，将较高楼层的平均差设置得较小是有利的，例如，平均差具有与楼层数目成反比的要素。管道系统的地理位置可能会影响预期的环境温度和/或地面温度。

可以进一步提供流体流量检测设备，其中，处理器包括位于管道处的处理器部件(例如，ECU、子系统)和远离该管道的处理部件(例如，远程站或单元，和/或中央集线器)，并且被配置为从所述本地处理器部分接收温度数据，其中，所述温度数据至少指示所述监测时段的所述温差，其中，所述远程处理器部分被配置为：基于所述差值阈值和所述接收到的温度数据，来执行所述确定：存在低流量阈值。原始温度数据可以包括监测时段的未处理和/或平均存储的环境和/或管道温度指示器，(优选绝对)温差指示器，监测时段的最后一个这样的温差指示器和/或至少一个在最后检测到的瞬态使用中的一个或多个Tp和/或Ta值。然后，远程处理部分可以有效地控制流体流量检测装置的灵敏度。

在流体流量检测设备的实施方式中，处理器可以被配置为：确定与所存储的第一和第二温度指示器之间的差值与存储的环境温度指示器和水温的差值(优选绝对)的比例成正比的参数值，其中，所述处理器被配置成：基于所估计的水温曲线确定水温，其中，所述第一和第二温度指示器(优选相应的，即基本上相同时刻接收到的一对)和水温指示基本上一致的温度；所述处理器被配置为：当所述确定的参数值(优选为自从上次检测到的瞬态使用之后的时间)超过阈值时，确定管道温度朝向估计的水温曲线的所述接近。该参数可以被称为Q测量值。阈值可以是例如大体上0.6、0.75或0.9。所存储的温度指示器可以是如上所述的第二监测时段的那些指示器，并且可以存储在一个或多个对应的缓冲器中。

在某些情况下，如果长时间未检测到用水，水温估计可能会过时，因此在下一次发生用水后可能需要重新校准。这可以通过如上所述检测一个或多个瞬态使用来实现，例如使用差分滤波器。

处理器可以被配置成：基于每个存储的管道温度指示器，来确定所述确定的参数值，并且当所有确定的参数值超过阈值时，确定管道温度朝向估计的水温曲线的所述接近。

针对以下情况的进一步改进可以是有利的：在应该发送高流量警报之前房屋已经空了多长时间。

处理器可以被配置为基于每个存储的管道温度指示器来确定所述确定的参数值，处理器被配置为检测用水(例如，瞬态使用，例如开水龙头事件)并且确定所述高流量的持续时长，所述处理器被配置为通过检测(例如通过检测如上所述的曲率，例如使用差分过滤器)从所述管道温度传感器接收的管道温度指示器的峰值，来执行所述用水检测(当环境温度稳定时出现这样的峰值，其也可以是必需的)；计时器，用于根据上次检测到的所述用水来测量时间，其中所述计时器被配置为响应下一次检测到的所述用水而重置(例如，归零)，以及计时器，用于通过计时多长时间来测量所述检测到的高流量的持续时间：来自估计水温分布的管道温度(优选地，当前进入和/或存储的Tp指示器)的最大偏差保持在预定范围内；当前所述管道温度的所述参数值保持在阈值以上；并且管道温度保持平滑，其中，处理器被配置成：当检测到的高流量的测量持续时间超过限定的时段时(对于其他本文所述的预定的/预定的周期/间隔/持续时间，非零)，如果从上次检测到的水用量以来的测量时间大于预定持续时间，则指示为高流量的类型。预定范围大于零，并且可以相对于轮廓延伸到一侧或两侧(+/-)。当前参数值可以基于最近的Tp指示器。如上所述，可以在不存在峰值时确定平滑度，例如，优选基于第二差分滤波器检测到的高于阈值的曲率。

处理器可以被配置为：通过检测所存储的管道温度指示器的峰值来检测瞬态使用(例如，开水龙头事件)，并且基于所存储的指示器如果环境和管道温度在上一次检测到的所述瞬态使用之后交叉，则阻止指示高流量的所述泄漏信号。因此，如果管道温度和空气温度自上次检测到龙头打开后交叉，则可能不会显示高流量。如上所述，峰值检测可以基于曲率，例如使用差分滤波器。如上面进一步描述的，当检测到基本上相等的相应Tp和Ta值和/或环境温度与管道温度之间的连续差值的符号(+/-)变化时，可以检测到交叉。

可以进一步提供流体流量检测设备，其中处理器被配置为通过检测所存储的管道温度指示器的峰值来检测瞬态使用，并且如果超过所述检测到的峰值的预定数目(一个或多个、或百分比，例如基本上5或10％)包括所存储的管道温度的交叉(参见上文，在一个实施方式中，可检测为基本上相等的对应Tp和Ta值和/或连续差值的符号变化)，则阻止指示高流量的所述泄漏信号。因此，如果交叉中导致的水龙头事件的数目或百分比过大，则可能不会指示高流量。

处理器可以被配置成：如果基于所存储的指示器，在相应的(即，与基本相同的时刻有关；该时间优选地从最后检测到的瞬态使用)存储的第一和第二温度指示器的最小绝对差值小于阈值，例如，0.2℃(对于本文提到的其他阈值，该阈值优选为非零)，则阻止指示高流量的所述泄漏信号。因此，如果在储存的温度指示器的主体(优选地在一个或多个缓冲器中)上Ta和Tp之间的最小绝对差大于例如0.2，则可能不指示高流量。如果温差小于定义的泄漏阈值，可能会阻止触发泄漏检测输出。

处理器可以被配置为：如果所存储的管道温度的平均梯度(优选地与自上次检测到的瞬态使用之后的时刻相关)在预定范围之外，则阻止指示高流量的所述泄漏信号。因此，如果对象存储的管道温度指示器上的管道温度不是相对平滑的，例如通过拟合到缓冲器中的数据的直线测量到的，则可能不会指示高流量。

处理器可以被配置为：如果存在以下几者中的至少一者，则阻止指示高流量的所述泄漏信号：存储的管道温度相对于拟合到该存储的管道温度的直线的至少一个残差超过阈值；以及所述残差均方差超过阈值。这可以是管道温度稳定性测试。

处理器可以被配置为：通过检测存储的管道温度指示器的峰值(如上面定义的例如使用差分滤波器可检测的)来检测瞬态使用，并且被配置为：如果基于所存储的温度指示器和/或在预定时段内瞬态使用被检测到，则阻止指示高流量的所述泄漏信号。因此，如果在主体存储的管道温度指示器中(例如在相应的缓冲器中)检测到开水龙头事件或其他用水事件，则可不指示高流量。

还可以提供流体流量检测装置权利要求，其中，处理器被配置为：通过检测存储的管道温度指示器的峰值(如上面定义的，例如使用差分过滤器所可检测的)来检测瞬态使用，并且基于所存储的管道温度指示器，如果，自上一次检测到的所述瞬态使用的最小管道温度和最大管道温度之间的差值大于阈值差值，则执行有效性检查以确定确定高流量测试无效，处理器被配置为：如果有效性检查指示无效，则阻止表示高流量的所述泄漏信号的输出。这可以被称为误警报拒绝测试的至少一部分。该阻止可以基于已经或正在执行的测试防止泄漏信号的输出或者阻止该测试的执行。

类似地，处理器可以被配置为：基于所存储的环境温度指示器的平均梯度，当预测的环境温度曲线与估计的水温曲线相交时，则执行有效性检查以确定高流量测试是无效的，处理器被配置为：如果有效性检查指示无效，则阻止表示高流量的所述泄漏信号的输出。这可以被称为误警报拒绝测试的至少一部分。该阻止可以基于已完成或正在进行的高流量测试防止输出泄漏信号或者阻止执行这样的测试。

根据本发明的另一方面，提供了一种流体流量检测设备，一种用于检测建筑物的管道系统中的漏水的设备，所述设备被配置为：执行测试以检测所述泄漏并输出指示测试结果的泄漏信号，其中该设备具有：第一温度传感器，用于检测环境温度；第二温度传感器，用于检测管道温度，第二温度传感器与管道系统的管道相邻或热接触；以及至少一个输入管线，被配置为存储来自所述第一温度传感器的环境温度指示器的时间序列和来自所述第二温度传感器的管道温度指示器的时间序列，其中，所述处理器被配置为在以下情况下检测潜在的瞬态使用：所存储的管道温度指示器的曲率超过阈值(这可以通过如上所述的峰值检测来检测)；并且环境温度变化在整个包括超过曲率的持续时间(优选预定长度)内是平滑的，并且其中：该装置被配置为阻止执行所述测试，直到检测到预定数目(如本文中的任何预定数目，优选为非零；例如，3)的所述潜在的瞬态使用。这可以有效地进行管道安装检查，其确定至少包括管道温度传感器的装置没有被正确地安装到管道(优选为自来水管道)上，直到已经看到预定数目的潜在的瞬态使用。这样的设备基于完成的或正在进行的泄漏(低流量和/或高流量)测试来防止输出泄漏信号或者防止这种测试的执行，直到检测到正确的安装。可以基于环境温度指示器的曲率小于阈值，温度指示器值在预定范围内的梯度和/或这种指示器值的变化小于阈值来检测平滑度，然而更优选地至少基于如上所述的残差。如上所述，环境温度变化平滑的检测可以执行Ta平滑度和/或稳定性检查。此外，流体流量检测装置进一步地优选为如上所述关于本发明的一个或多个任何前述方面。

处理器可以进一步被配置为指示至少包括第二温度传感器的设备的全部或一部分没有安装到管道上，直到已经检测到预定数目的所述潜在的瞬态使用。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于检测建筑物的管道系统中的漏水的流体流量检测设备，所述设备可以被配置为执行测试以检测所述泄漏并输出指示测试结果的泄漏信号，其中所述设备具有：第一温度传感器，用于检测环境温度；第二温度传感器，用于检测管道温度，第二温度传感器与管道系统的管道相邻或热接触；以及至少一个输入管线，其被配置为存储来自所述第一温度传感器的环境温度指示器的时间序列和来自所述第二温度传感器的管道温度指示器的时间序列，其中，所述处理器被配置为指示至少包括第二温度传感器的设备的整体或者一部分在以下情况下未被安装到管道上：检测到存储的环境温度和管道温度指示器之间的偏移(优选地，一致和/或平均)，其中，偏移是时间和相位偏移中的一个。这可以类似地有效地执行管道安装检查。这种流体流量检测装置进一步地优选为如上所述关于本发明的一个或多个任何前述方面。

安装指示优选地指示设备部件被安装到充水管道上，因为相对于传感器处于自由空气中时，管道的附加热质量可以引起测量管道温度的相位滞后。此外，可能会规定将连续几天内的使用模式(例如流量检测的时间和/或频率)与房屋的典型使用模式进行比较。然后，这可以用于指示传感器连接到供应整个房屋的管道，与另一种类型的管道相反，例如通常相比于供应整个建筑物的管道基本不太频繁用水的器具(例如洗碗机、洗衣机或盆)的入口或出口管。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于检测建筑物的管道系统中的漏水的流体流量检测设备，所述设备配置为执行流量测试以检测所述泄漏并输出指示流量测试结果的泄漏信号，其中所述设备具有：第一温度传感器，用于检测环境温度；第二温度传感器，用于检测管道温度，第二温度传感器与管道系统的管道相邻或热接触；以及至少一个输入管线，其被配置为存储来自所述第一温度传感器的环境温度指示器的时间序列和来自所述第二温度传感器的管道温度指示器的时间序列；以及配置成执行所述流量测试的处理器，其中，所述流量测试包括基于以下至少一项来确定流速和与所述流速相关联的置信水平：监测时段开始时的差值，所述存储的环境温度指示器和所述存储的管道温度指示器之间的差值；所述开始时存储管道温度指示器与所述监测时段结束时所述存储管道温度指示器之间的差值；所述开始时存储的环境温度指示器与所述监测时段结束时所述存储的环境温度之间的差值；所述最终的存储环境温度指示器与所述最终的存储管道温度指示器之间的差值；所述最终的存储的环境温度指示器与所述存储的环境温度指示器的最终子集的平均值之间的(优选绝对的)差值；所述存储的管道温度指示器的最终子集的平均梯度指示器，其中所述设备被配置为根据所确定的流速和置信水平确定所述流量测试的结果。平均梯度指示器可以基于直线拟合。平均梯度指示器可以例如表示最终存储管道温度指示器与所述存储的管道温度指示器的最终子集的平均值之间的(优选绝对的)差值。这种流体流量检测设备进一步地优选为如上所述关于本发明的一个或多个任何前述方面。差值和指示器可能与详细描述中提到的tAirStart、tAirEnd、tPipeStart、tPipeEnd、tAirMid、tPipeMid有关。

还可以提供被配置为基于至少一个所述测试的结果和由结果确定的流量分类来输出所述泄漏信号的设备，其中处理器被配置为基于所述确定的流速和所述确定的置信度的对的时间序列来确定流量分类，所述对优选地具有相应的例如2.7小时的连续的所述监测时段而没有其他用水，其中，流量分类选自以下几者中的任何一种或多种：间歇性泄漏；边界泄漏；连续泄漏；以及没有泄漏，其中，所述设备被配置为根据所确定的流量分类来确定流量测试的结果。这样的流量分类可以用于在检测到泄漏之后且输出泄漏信号之前，提供用于确认的补充测试。流量分类的确定可以是基于成对的模式。连续的监测时段可以针对每个无例如2.7小时的周期，没有其他用水，每个优选地都在晚上发生。

在这样的实施方式中，处理器可以被配置为：如果所存储的环境温度指示器不稳定和/或不平滑并且为以下中的至少一个：监测时段的所存储的环境温度指示器的最大幅度变化(例如，在整个监测时段内的最大和最小指示器之间的这种变化)超过阈值；并且监测时段的所存储的环境温度指示器的这种变化的频率超过阈值频率，则指示流量不确定(这可以是“不能测试”分类)；。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于检测用于检测建筑物的管道系统中的漏水的建筑物流体流量检测设备的管道系统中的漏水的流体流量检测设备，所述设备被配置为执行流量测试，并输出指示流量测试结果的信号，其中，所述设备具有：第一温度传感器，用于检测环境温度；第二温度传感器，用于检测管道温度，第二温度传感器与管道系统的管道相邻或热接触；至少一个输入管线，其被配置为存储来自所述第一温度传感器的环境温度指示器的时间序列和来自所述第二温度传感器的管道温度指示器的时间序列；以及配置成执行所述流量测试的处理器，其中，所述处理器被配置为记录所述管道温度中的各个急剧变化的时间指示；其中，所述处理器被配置为基于将所记录的时间指示与时间指示的预期模式进行比较来执行下列中的至少一个：指示至少包括所述第二温度传感器的所述设备的整体或部分未安装到自来水管道；并指示建筑物的占用情况。这种流体流量检测设备进一步优选为如上所述关于本发明的一个或多个任何前述方面。这样的实施方式可以利用使用数据。存储的管道温度的急剧变化可以是峰值/下降，和/或表示如上所述可检测的和/或至少具有高于阈值梯度或曲率的瞬态使用。预期模式可以基于占据建筑物的已知数目的人来确定或选择。另外地或可替选地，预期模式可以基于在一个或多个类似建筑物处记录的时间指示的模式(例如，已知具有相同数目的居住者和/或在相同的地理区域)。占用可以是二元的(例如占用或不占用)，和/或多个居住者，并且进一步优选指示建筑物被占用或未被占用时的时间跨度和/或持续时间。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于检测建筑物的管道系统中的漏水的方法，所述方法包括：执行低流量测试和高流量测试，并且基于至少一个所述测试的结果，输出指示高流量、低流量和无流量中的一个的泄漏信号，其中，所述方法包括：接收并且存储环境温度和管道温度的样本的时间序列，其中，每个管道温度是管道系统的管道的外表面的温度；如果第一监测时段的相应所述样本的环境温度和管道温度之间的温差的绝对值高于差值阈值，则通过确定存在低流量来执行所述低流量测试；以及通过以下方式执行高流量测试：基于识别第二监测时段的至少一个温差最大值，来估计进入所述管道的水的温度分布，其中，每个所述差值最大值是所述接收样本的所述环境温度与管道温度之间的最大温差；以及基于第二监测时段接收到的管道温度，通过检测管道温度是否接近估计的水温曲线来确定存在高流量。一种用于检测建筑物的管道系统中的漏水的方法，所述方法包括：执行低流量测试和高流量测试，并且基于至少一个所述测试的结果，输出指示高流量、低流量和无流量中的一个的泄漏信号，其中，所述方法包括：接收环境温度和管道温度的样本的时间序列，其中，每个管道温度是管道系统的管道的外表面的温度；如果第一监测时段的相应所述样本的环境温度和管道温度之间的温差的绝对值高于差值阈值，则通过确定存在低流量来执行所述低流量测试；以及通过以下方式执行高流量测试：基于识别第二监测时段的至少一个温差最大值，来估计进入所述管道的水的温度分布，其中，每个所述差值最大值是所述接收样本的所述环境温度与管道温度之间的最大温差；以及基于第二监测时段接收到的管道温度，通过检测管道温度是否接近估计的水温曲线来确定存在高流量。每一这样的(优选地绝对)最大值可以为第二检测周期内的瞬态最大温差。

接收可以进一步包括将样本的时间序列存储在存储器中，例如一个或多个缓冲器。因此，每个接收到的样本或接收的温度可以被称为存储的样本或温度。

值得注意的是，“流量”和“泄漏”可以相对于该方法互换使用，泄漏是流量的特定形式。

以上方面和可选特征通常涉及流体流量检测装置。然而，其他方面可以提供相应的方法来执行这样的设备的功能。

一个实施方式的处理器可以包括控制器，该控制器包括微处理器、工作存储器和耦合到系统的一个或多个组件的处理器的程序存储器。该处理器或每个处理器可以用任何已知的合适硬件来实现，诸如微处理器、数字信号处理(DSP)芯片、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。该处理器或每个处理器可以包括一个或多个处理核心，每个核心配置为独立执行。该处理器或每个处理器可以具有到总线的连接性，以执行存储在例如存储器中的指令和处理信息。

为了执行该方法功能，本发明的实施方式可以进一步提供处理器控制代码，以实现例如在嵌入式处理器上的上述系统和控制过程。代码可以提供在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体上，在诸如只读存储器(固件)的程序存储器上，或者在诸如光学或电信号载体的数据载体上。用于实现本发明的实施方式的代码(和/或数据)可以包括诸如C的常规编程语言(解释或编译)的源代码、对象或可执行代码，或汇编代码，代码用于设置或控制ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)，或用于硬件描述语言(如Verilog(商标)或VHDL(高速集成电路硬件描述语言))的代码。如本领域技术人员理解，这样的代码和/或数据可以分布在彼此通信的多个耦合组件之间。

附图说明

参考附图，现在将描述本发明的多个实施方式，附图中：

图1示出了附接到管道的流量检测器装置的示例。

图2示出了检测器装置的俯视图。

图3示出了指示如何与管道接触的侧视图。

图4示出了组件的相互连接的框图。

图5和图6显示了温度-时间迹线的例子。

图7示出了流体流量检测器系统/装置的示例实施方式。

图8示出了一种示例性的计算装置或系统，在其上至少可以实现本发明的实施方式的处理装置，例如电子控制单元。

图9显示了管道温度和空气温度的示例高流量图。

图10显示了显示测量的管道温度的高流量图的例子。

图11示出了漏水检测器的示例，可选地包括至少一个计时器T1和/或省略环境温度传感器。

图12显示了在管道上”事件(上图的管道温度迹线上的圆圈也显示了环境温度曲线)和“在管道上”计数(下图)。

图13显示了管道温度和空气温度(上图)和绝对(Tp-Ta模量)温差(下图，在y轴值为0.3时也有水平虚线)。

图14显示了一个安静时段的“泄漏”，在下一个安静时段还原其自身。上图再次显示了Tp、Ta迹线，下图显示了绝对(Tp-Ta模量)温差和代表泄漏检测阈值的虚线。

图15显示了表示在Tp迹线上的圆圈的Ta和“开水龙头”事件。

图16显示了Tp、Ta迹线，其包括自上次开水龙头以来横跨在空气温度之上的管道温度；

图17显示了当连续安静时段存在泄漏时的低流量泄漏功能的示例。上部子图显示Tp、Ta迹线。中间子图表示安静时段(黄色)、泄漏检测(紫色)以及可听警报(棕色)的实例。下部的子图显示连续的泄漏计数。

图18显示了高流量事件的Ta和Tp迹线。

图19显示了估计的水温(与Tp管道温度和Ta空气温度迹线相比的粗线)。

图20显示了确定Q测量值。每个子图显示Tp、Ta和估计的水温(粗线)。

图21显示了Ta和由Tp上的圆圈表示的开水龙头事件。

图22显示了Ta和由Tp上的圆圈表示的用水事件。

图23显示Ta和Tp迹线，其中，管道温度自上一次开水龙头以来横跨空气温度之上。

图24涉及误警报，并且显示Tp、Ta、开水龙头事件(由圆圈表示)、估计的水温Tw(步进，较深的迹线)和泄漏指示(垂直线)。

图25显示了预计的空气温度和水温错误警报拒绝。

图26涉及高流量泄漏，并且显示了Tp、Ta、Tw和用水指示器(上部子图中的圆圈)。在下面的子图中，读取的基本上垂直的线指示泄漏报告的发生，并且黄色的垂直线指示优选可听见的泄漏警报的发生。

图27显示了重复的高流量警报消息，并显示了Tp、Ta、Tw和用水指示器(上部子区域中的圆圈)。在较低的子图中，读取的基本上垂直的线指示泄漏报告的发生，并且黄色的垂直线指示优选可听见的泄漏警报的发生。

图28显示了示例性的空气温度和管道温度迹线。

具体实施方式

为了理解实施方式，注意到以下情况上是有用的：在管道系统中，如果管道系统中没有流体流量，管道中的流体(足够远离任何其他的加热或冷却源)的温度将会接近环境温度一段时间。通过确定管道系统周围的空气或其他介质的环境温度和系统中流体的温度，可以确定流体是否在管道系统中流动。如果管道系统中的流体的温度为在一段时间内监测并且与环境温度比较，并且两个值彼此接近并保持预定差值或小于预定时间，则可以确定无流动状况存在。如果温差保持在预定的一组参数之外，则可以假定管道系统中存在流体。

在这样的系统中，有可以预期不会有任何流体的时段。这种流体的缺乏将为流体温度提供足够的时间以接近或汇聚到环境温度。例如，该时段可以是一夜或周末。

现在将参考附图更详细地描述本发明的实施方式，在附图中，相同的附图标记指代各个附图中的相同特征。

图1示出了根据本发明实施方式的流体流量检测装置的示例。该装置包括在壳体10内，借助于可偏置的管夹14可附接到管道12。该特定装置用作家庭或办公室环境的水流量检测器。较大规模的装置和外壳可用于工厂，但工厂经常在一天中大部分时间运行，并且可能没有足够长的零流量周期来满足操作，并且需要更精细和更复杂的监测系统。

图2示出了装置的俯视图，其可以方便地包括指示器或显示元件以显示装置的操作状态。这些可以包括系统操作指示器22、警报指示器24或扬声器26，其可发出可听警报。

图3示出了通过连接器14固定到管道12上的壳体10的侧视图。温度传感器16从壳体的外壳延伸并且示出为接触管道12，以确定管道12的外部温度。

图4示出了包括装置及其相互连接的组件的框图。壳体10包围电子控制单元(ECU)40，用于监测温度、时间并且控制装置。ECU可以是实施方式的整体或部分处理器。该装置由电源42供电，电源42通常包括一个或多个电池。电池的选择将被选择为在装置安装的环境中提供长寿命。温度传感器16显示为与管道12接触以测量管道的温度。环境温度由温度传感器20测量。警报单元46可以包括可见警报装置(典型地LED)，或者发声装置及其驱动器。对于一些应用，还将提供无线连接48，使得装置能够周期性地将数据传输到远程站并且因此能够在需要时发送警报信号。无线连接也可以从远程站接收信息或数据。

在本发明的另一个示例性实施方式中，可以通过主网络供电。在另一示例中，提供更复杂的供电系统，其中电源包括与一个或多个电池连接的主电源。

合适的温度传感器为例如(优选Resol)FKP6PT1000温度传感器或热敏电阻，例如负温度系数(NTC)热敏电阻。已经发现工作正常的其他装置可以在PT1000铂传感器的分类中找到。

操作概述

我们首先考虑流体流量检测设备(系统或装置)的实施方式的示例性启动特征，其可以替选地称为流体流量检测器或检漏器。首次插入电池时，装置可能会检查它之前是否已经被校准过。如果它之前没有校准过，则其进入校准状态。如果它已经被校准过，它可能会跳到等待检测管道。

当装置进入到校准状态中，其可以等待两个传感器上的稳定温度。然后，其可以取两个传感器之间的差值的平均值，并且将其存储为应用到所有未来读数的校准偏移。一旦校准完成，则其可以产生例如发送到远程集线器或者处理器单元的状态信息。

一旦校准，当更换电池时，装置优选地将不再尝试对其自身进行校准。然而，如果软件重刷，可以(或可以不)执行校准。

希望装置知道何时其(或包括温度传感器的一个或多个单元中的至少一个)已被成功安装在管道上。这可以通过对“在管道上事件”计数来实现。这些是管道温度中的尖峰，其与空气温度中的尖峰不一致(否则管道温度的尖峰可能例如表明正在从箱子中取出检测器)。这些由图12中的圆圈示出，其示出了“在管道上”事件(上图)和“在管道上”事件(下图)。ECU可以保持这些事件的运行计数，并且如果计数满足或超过阈值(例如三)，那么该装置被假定为在管道上。计数可以例如每28小时减1，因此如果在运输过程中或安装之前将其处理，该设备不太可能无意中将其检测为管件。一旦检测到成功安装在管道上，除非电池被移除，则装置将假定它停留在管道上。

当启动、校准和/或管道安装检测到程序完成后，可能会开始监测泄漏。一旦装置已确认它处于“在管道上”的状态中，则它可能会触发启动低流量泄漏检测算法、启动高流量泄漏检测算法、并开始数据记录。它还可能触发消息，以便例如网络操作者知道检测器现在已安装到管道上。数据记录可能会在预定时段后停止，以节省电池和网络成本。

低流量检测

为了检测低流量或小泄漏，流体流量检测设备的实施方式(优选，如上概述地操作)可记录在通常预定时段(例如，2.7小时)的检测期间上每一环境温度Ta(在第一或环境温度指示器的形式下接收或存储)和管道温度Tp(以第一或环境温度指示器的形式接收或存储)的样本的设定数目(例如，100)。基于该测试，如果Ta和Tp将趋于一致，他们将在2.7小时内这样做(即，“样本”可以包括相应的一对Ta、Tp指示器)。

该设备在监测时段内基于Tp和Ta之间的差值(由一个或多个温差指示器表示)执行初始流量确定。但是，只有在监测时段测量的数据满足(最好是全部)主要标准时才能执行此初始流量确定：

1.Ta平滑稳定；

2.通过Tp曲率检查；

3.通过收敛检查；

4.通过交叉检查；和/或

5.通过最终检查。

以下描述了用于检查是否满足这些标准的示例性过程或有效性检查的细节。

1.Ta平滑度和稳定性检查

基于测量的Ta值与拟合Ta的直线的比较，确定Ta是否平滑和/或稳定。

例如通过确保不存在尖锐的曲率(例如使用如本文所述的差分滤波器)和/或(更优选地)通过确保以下情况来确定Ta是否稳定：

·平均梯度在正范围和负范围内：Δgrad-<梯度(Ta)<Δgrad+，例如在设定数目为例如100个样本上，将线的梯度拟合到Ta；以及

·设定数目样本上的Ta值的范围小于阈值(该范围可以是监测时段上最小值与最大值Ta之间的差值)。

2.Tp曲率检查

将第二差分滤波器应用于Tp采样，以有效地放大Tp中的扭结。该设备然后可以在滤波的Tp数据中寻找任何一个或多个峰值，这可以指示流量事件(诸如开水龙头事件)，其可能导致管道温度快速下降或上升。

更详细地说，执行Tp曲率检查可涉及以下内容。

用(通常是U形或V形)滤波器卷积测得的Tp值，该滤波器具有提供Tp的二次微分(即曲率)的效果；这有效地放大了Tp中的任何扭结。如果卷积结果的模数保持低于阈值，则可以认为没有发生“开水龙头”事件，并且也没有足以影响一个实施方式中的泄漏的检测的变化，例如中央加热开/关，可以根据卷积的结果来设置布尔型“准备泄漏测试”参数的值。

如果(1)(Ta平滑度和稳定性检查)和(2)(Tp曲率检查)两者在整个监测时段内、基于所设定数目(例如100个样本)连续成立，则装置可以设置参数“准备好泄漏测试”＝真。否则，该装置可能丢弃当前例如(100)样本并开始测量新的特征/曲线(例如，新的一组100个样本)。换句话说，可以在Tp(滤波)数据中任何检测到的扭结(峰值)处触发重启例如2.7小时的监测时段以及因此记录新的一组样本。

3.方法检查

基于相对于阈值梯度的平均梯度(例如，grad(Tp-Ta))，确定Ta和Tp正在接近(例如收敛或倾向于朝向彼此)，这通过：

·在设定数目例如为100的样本上确定(Tp-Ta)＝dTpa的模数。

·对dTpa值拟合一条直线。

·确定拟合到dTpa的直线的梯度，即grad(Tp-Ta)。

·确保grad(Tp-Ta)小于正阈值。

换句话说，

·接受负梯度：dTpa递减(Tp和Ta逼近，例如收敛)。

·接受零和小正梯度：dTpa不变-基本平坦，例如Tp和Ta正在跟踪。

·拒绝高于阈值的正梯度：dTpa在阈值速率之上增大(Tp和Ta发散)

因此，如果Tp和Ta发散，则不通过接近检查。

Ta和Tp可能不会相互接近，因为例如在监测时段，中央加热已打开(关闭)，因此，当Tp低于(高于)Ta(取决于相对于环境温度/室内温度的地面温度)时，Ta会比Tp更快地上升(下降)。环境温度可能比管道温度上升(下降)地更快，因为管道的热质量大于空气的热质量。

在一个实施方式中，在确定泄漏之前，接近检查必须成立。如果Ta和Tp之间的差超过阈值，则可以执行初始流量确定(以下)以确定存在泄漏。如果差值是由于加热开始或关闭引起的，这可能不是泄漏，所以这样的情况优选被拒绝。

如果检测到非接近(例如，非收敛)，则这可以用于防止低流量泄漏检测被触发，即，基于低流量测试的泄漏检测输出被阻止。

4.交叉检查

如果例如集中加热在夜间关闭，并且由于管道的热质量大于空气的热质量，则Ta和Tp可能交叉，管道的冷却速度比环境/空气慢。设备可以查看Ta和Tp是否在(例如2.7小时)监测时段的任何地方交叉。

如果温度已经交叉，则这可以用于防止低流量泄漏检测(和/或基于其的泄漏信号)被触发。

5.最终检查

最终检查用于查看在“最后一分钟”是否发生了什么，即在监测时段的样本的最后或最终子集(例如100个样本中的最后25个样本/2.7小时)，导致基于当前监测时段的泄漏检测无效。“某事”可以是例如：

(a)Tp中的开水龙头事件或扭结的其他原因；

(b)例如由于集中加热，Ta开始从Tp发散；和/或

(c)Tp开始从Ta发散。

最终检查可能具体涉及检查以下事项：

A.仅仅在例如100个样本的结束之前、在例如25个点上，拟合到温差的梯度线在正限值和负限值之间；和/或

B.在例如100个样本的最后例如20个样本上，拟合到管道温度的梯度线在正限值和负限值之间。

对于A：

·确定25个样本上的(Tp-Ta)＝dTpa的模量。

·对dTpa值拟合直线。

·确定拟合到dTpa的直线梯度，即grad(Tp-Ta)。

比较grad(Tp-Ta)与正和负边界，即Δgrad-<grad(Tp-Ta)<Δgrad+。Δgrad-和Δgrad+与dTpa的终值成比例，因此如果dTpa的终值很大，则接受更大的梯度。

换句话说，

·拒绝比负阈值更陡峭的负梯度：dTpa减小(然后Tp和Ta可能接近，例如在接近100个样本的末端附近局部收敛)。

·接受零和小的负和正梯度：dTpa不变-基本平坦-Tp和Ta在100个样本的末端附近局部跟踪。

·拒绝比正阈值更陡峭的正梯度：dTpa在一定速率之上增大(Tp和Ta在接近100个样本结束时局部发散)。

如果grad(Tp-Ta)不在限值内，那么这可以用来防止泄漏检测被触发。这是被期望的，因为这可以是由事件(例如开水龙头事件)引起的，使得不可能有把握地确定存在泄漏。

对于B：

·在例如25个样本上拟合直线到Tp

·确定直线拟合的梯度，即grad(Tp)

·比较grad(Tp)与正和负边界，即Tpgrad-<grad(Tp)<Tpgrad+

换句话说，

·拒绝比负阈值更陡峭的负梯度：Tp比速率下降得更快(局部地接近例如100个样本的末端)

·拒绝比正阈值更陡峭的正梯度：Tp上升速度快于速率(局部地接近例如100个样本的末端)

如果grad(Tp)不在限值范围内，那么这可以用来防止泄漏检测被触发。这是被期望的，因为这可以是由事件(例如开水龙头事件)引起的，使得不可能有把握地确定存在泄漏。

初始流量确定

如果已经满足(优选全部)主要标准，则可以基于温差的模量，即|TP-Ta|(温差指示器)是否已经高于整个检测周期(例如2.7小时)的差异阈值，来执行初始流量确定。如果绝对差值，即|TP-Ta|已经在例如2.7小时的整个周期上在差值阈值之上，则泄漏可能被标记。

该设备可以响应于泄漏检测而等待采取行动，直到检测到下一个开水龙头事件。如果已经看到例如连续3次泄漏，它可以通过嘟嘟声提醒用户泄漏。优选地，当用户睡着时，警报不会在晚上发生。因此，该设备可以等待用户醒着的下一个开水龙头事件作为信号。当管道温度曲线的模量(参见Tp曲率检查)超过阈值时，可以检测到开水龙头事件。该阈值大于Tp曲率检查中使用的曲率阈值。较大的阈值允许检测到开水龙头事件。较小的阈值可以用在Tp曲率检查，以排除开水龙头事件和任何其他管道温度波动，这意味着条件不够稳定以执行泄漏测试。

监测时段后的检查

在响应泄漏检测而等待采取行动的期间，存储环境温度Ta和管道温度Tp中的每一者的例如100个样本可以继续通过新数据更新。当最早的值终止时，可以添加一个新的数据点。在等待期间，可能需要例如通过另外两个后监测检查，否则当前的泄漏测试被取消(至少有效地)或中止，并且等待采取行动可能被放弃。

a.在等待采取行动期间的任何时间，恰好在例如100个样本的结束之前，在例如25个点上拟合到最终y值线的温差优选地不小于差值阈值(见初始流量确定)。如果是，则放弃等待采取行动，并且取消/终止泄露测试。

b.在开水龙头(或者其他过渡使用)之前采取的、恰好在例如100个样本结束之前，在例如25个点的子集上，拟合到(优选地绝对)温差的线的梯度，其优选地仍然落入由正限值和/或负限值限定的预定范围内(即，最终检查A仍然有效)。如果否，则取消/终止泄露测试。

对于a：

·确定在例如25个样本上的(Tp-Ta)＝dTpa的模量。

·对dTpa值拟合一条直线。

·确定拟合到dTpa的直线的最终y值。

·比较最终的y值和差值阈值。

如果温差下降(或者将要下降)到差值阈值以下(即管道温度和空气温度接近或接近)，这可用于取消泄漏。

对于b：

参见最终检查A。如果恰好在开水龙头之前，Tp和Ta没有局部地追踪在例如100个样本的末端附近，则这可用于取消泄漏测试。这是被期望的，因为否则，可能更难以有把握地确定是否存在泄漏。

对泄漏采取行动

如果泄漏未被取消，则设备可以增加连续的泄漏计数器。

最终流量确定

监测时段。

如果装置具有无线连接，例如通过Wifi、蜂窝和/或超窄带(UNB)，则它可以将数据消息发送到中央集线器，例如当“准备泄漏测试”停止为真时。该消息可以包括：

-最后的Tp、Ta值，即在例如2.7小时监测时段结束时的最后Tp、Ta值；

-最后的Tp最小值处(即，在最后记录的水龙头事件时)的Tp和Ta的值；和/或

-从2.7小时结束后的最后25个样本的平均Tp、Ta。

这可能意味着，不需要在一年中的任何特定时间、针对当地环境、局部地设置设备的灵敏度，例如法国某一地区的热空气温度和低地面温度。通过应用更合适的差值阈值来在远程集线器上给出最终流量确定，可以远程考虑地理因素。

如果没有确认这样的消息，并且例如3个之前的所有连续监测时段都导致泄漏确定，则该设备可以发出音频和/或视频警报，例如，嘟嘟声。这可以使用连续的泄漏计数器来减少由于随机的、不连续的事件(例如滴水龙头或马桶)而导致的误警报。通常，如果确定泄漏的原因是值得关注的，那么它将每晚存在，所以设备可以等待直到足够确定，在例如发出嘟嘟声之前提醒用户。

当中央集线器接收到数据信息时，它可以分析关于以下的温度数据：

-一年中的时间；

-建筑物楼层，例如一幢单位的第十层；和/或

-地理位置。

然后，集线器可以确定在监测时段结束时(例如，2.7小时的结束点)应用于Tp-Ta的适当的最终差值阈值。

中央集线器还可以检查在来自同一流体流量检测装置的一条或多条信息中接收的结束点(例如2.7小时)的Tp-Ta的温差是否增加，如果是，则标记泄漏恶化。

如从下面可以理解，可以在流体流量检测设备的实施方式中实现另外的或替选的特征，以检测低流量或小泄漏。

低流量算法可以尝试检测低流量泄漏，例如滴水龙头。如果没有水流过通过其，则在水管的温度应趋于周围的空气温度的前提下，这可能会起作用。该算法可以通过以下来利用该想法：确定在没有水被家庭或建筑物使用的安静时段期间(例如晚上)的管道温度和空气温度的差值。如果在安静时段不存在泄漏，那么由温度传感器(例如热敏电阻)测量的空气温度和管道温度通常倾向于彼此接近。另一方面，如果在安静时段存在低流量泄漏，则空气温度和管道温度之间通常会有明显的差值。

我们参考图13，图13显示了管道温度和空气温度(上图)和绝对温差(下图)。其显示了没有泄漏的(左起第一箭头、第二箭头和第四箭头-第六箭头)以及有泄漏(左起第三箭头)的安静时段。在无泄漏的安静时段，绝对温差很小。在泄漏安静时段，绝对温差是显而易见的。

设备样本可以为每例如100秒的管道温度和空气温度。低流量算法可以通过查看采样数据的窗口(称为缓冲区)来诊断泄漏。它看的窗口可以是例如101个样本长。因此，每当设备采样新的数据时，它可以回顾过去的例如101个样本，并首先确定这是否是安静时段，其次，如果它是安静时段，那么是否存在泄漏。它可以通过对缓冲区中的数据执行多个不同的测试来实现这一点。在一些额外的功能定义之后，稍后将描述这样的测试的例子(安静时段测试和泄漏测试)。

有时，低流量泄漏可以是间歇性的。例如，如果水龙头周期性地没有正确地关闭，可能会发生这种情况。在这种情况下，该算法可能会在一个安静时段检测到泄漏，随后，在下一个安静时段自行消解。这不是真正的泄漏。因此，为了过滤这些发生，优选的是，在算法确认泄漏并对其作用之前(例如，通过产生可听警报)，如果设备不在无线覆盖范围内，则泄露存在达连续的安静时段的阈值数目(例如，3个)。

我们参考图14，图4显示了在一个安静时段的“泄漏”，其在下一个安静时段自行消解。显示了管道温度和空气温度(上图)，并显示了绝对温差(下图)。在箭头处，安静时段的温差是显而易见的(表明泄漏)，然而，在此后的安静时段没有明显的差值。

关于检测开水龙头事件，低流量算法可以依靠检测不同的用水周期，例如，当水龙头打开然后几分钟后关闭。这些时段被称为开水龙头事件。它们的特征在于管道温度急剧向下(或向上)的尖峰，如图15中的圆圈所示。这些开水龙头事件通常会限制安静时段，并且这可以用来确定这个时间间隔的开始和结束。

检测自上次开水龙头以来的温度交叉可以是有利的：如果将装置安装在能出现管道温度在空气温度之上的现象的热管道附近，。在这种情况下，管道温度的行为并不典型，当一种情况没有出现时，可能看起来像低流量泄漏。该算法可能会尝试自上一次开水龙头开始，通过查看管道温度和空气温度交叉来忽略像这样的一些情况。如果它检测到交叉，它可以将温度交叉标志设置为真。我们参考图16，它显示了自上次开水龙头以来管道温度高于空气温度。

检测太多交叉可能同样有益。如果出现过多的温度交叉，则可以是装置安装不正确，例如安装在冷管道靠近热管道运行的地方，这可能导致误报警，从而不能依赖其数据。因此，该算法可以确定自从上一次警报以来温度交叉次数是否超过了某阈值数目。如果这为真，则在下一个警报消息中可以将交叉超过阈值标志设置为真。

安静时段测试：

泄漏测试通常只在安静时段内执行，例如，如果缓冲器中的空气温度和管道温度满足(优选全部)下列标准：

(1)空气温度稳定(即相对平坦)；

(2)管道温度不显示任何扭结(即，没有开水龙头事件或其他用水量)；

(3)上一次开水龙头事件时，空气温度和管道温度有足够的差值；和/或(4)缓冲器中的空气温度和管道温度值在可接受的(现实世界)预定限值内。

泄漏测试：

如果优选地以下中的所有为真，则可以标记泄漏：

(1)监测时段处于安静时段；

(2)空气温度和管道温度存在显著差值，例如缓冲器上的空气和管道之间的最小绝对温差大于阈值，例如，0.3摄氏度；

(3)缓冲器上的温差是稳定的；

(4)管道温度没有接近(例如，汇聚)、例如局部趋近于缓冲器的端部处的空气温度；

(5)管道温度在缓冲器的末端是平坦的；

(6)自上次开水龙头以来(温度交叉标志为错误)，空气温度和管道温度未交叉。

例如，只要最后安静时段结束(即不再满足安静时段的标准)，就会发送低流量泄漏警报消息。如果在这个安静时段没有检测到泄漏，可能会发送未确认的低流量警报消息。另一方面，如果在该安静时段检测到泄漏，则可发送确认的低流量警报消息。在任一消息中，可以以消息的形式发送上述温度交叉标志和/或在阈值上交叉的标志的终值。

一旦诊断到泄漏，该算法就可以等待以作用在其上，直到它在安静时段之后检测到第一次开水龙头事件为止。如果在等待期间的任何时间，算法检测到温差已经下降到泄漏阈值以下(优选地，通过拟合到缓冲器末端的温差的线的截距来测量)，则测试的泄漏结果可能会被取消、放弃等待。

如果在安静时段后检测到开水龙头事件时泄漏检测结果仍然未决，算法可能会尝试对其执行操作。然而，如果在最后(例如一小时)报告泄漏，则可以继续等待。如果检测到过多交叉(阈值上交叉标志为真)，或者如果装置尚未被检测为安装在管道上，它同样可能不起作用。

如果在最后(例如一小时)泄漏未被报告，没有太多的交叉，并且装置在管道上，那么如果管道温度恰好在开水龙头事件之前仍然没有趋向空气温度或者本地地收敛于空气温度，则将其视为有效泄漏，并且连续泄漏计数器可以递增(在一个实施方式中，如果没有来自低流量泄漏警报消息的确认)。否则，如果管道温度随后开始接近或收敛，则泄漏被取消并且计数器不增加。

如果(最好全部)存在以下情况，则连续的泄漏计数器可以重置，例如，归零：

·低流量警报消息得到确认；

·在安静时段结束时，如果温度已经交叉或该点的绝对温差低于例如0.3；和/或

·泄漏测试或结果被取消。

当连续泄漏计数器达到阈值计数/数字(例如，3)时，优选地，可以产生可听警报。通过按下装置上的按钮，可以使这种可听警报静音。当按下时，警报可能不会再次发声(或以其他方式激活)达24小时。当连续泄漏计数器达到阈值计数/数字时，它可以递减1，以便如果在以下的安静时段再次发生泄漏，优选地，警报将被重复，除非接收的被确认的消息将其掩盖或例如24小时安静。

图17示出了当泄漏存在于例如3个的阈值数目的连续安静时段时，低流量泄漏功能的示例。第一个子图显示管道(下部迹线)和空气(上部迹线)温度，其中，用十字星和星星标记了安静时段的开始和结束。第二个子图显示安静时段(黄色)、泄漏标记(紫色)、以及如果没有对任何警报消息进行确认则会发生可听警报的地方(棕色)。第三个子图显示连续的泄漏计数器。一旦计数器达到(在此示例中)3(在该点时，发生可听警报)，它立即递减并因此看起来保持在2。

如果启用，则装置可以每例如14个样本(大致例如每23分钟)发送一个记录消息。记录消息可以包括空气温度和管道温度的每个替选样本。

该装置还可以发送状态、校准和硬件故障消息。

高流量检测

为了检测高流量(这可以是全流量)，流体流量检测设备的实施方式可以例如如下所述地操作。如上面概述中所述，该实施方式可以进一步操作，和/或进一步执行如上所述的低流量检测。

由处理器(例如ECU)执行的高流量算法可以试图检测水事件，诸如爆管之类。高流量事件可以通过全口径转动水龙头并使水流动来模拟。持续流动的水使管道冷却，以便通过温度传感器(例如热敏电阻)测量管道与空气温度之间的大差值。在图18的例子中，使得水龙头保持运行约一个小时。一旦水龙头打开，管道温度(下面的不稳定迹线)减少，然后变平坦到相对恒定的值，该值趋于供应水的温度，形成“L形”的特征。

处理器可以每隔例如100秒对管道温度和空气温度进行采样。有利地，高流量算法可以使用样本窗口(被称为缓冲器)，在该采样数据中寻找“L形”(类似于图18中所示)。观看所通过的窗口可以是例如13个样本长，其对应于≈13*100/60≈22分钟。因此，每次处理器根据管道温度的形状对新的数据采样时，它可能回顾过去的例如13个样本，尝试决定是否有高流量事件发生。它可以通过对缓冲区中的数据执行多种不同的测试来实现这一点。如果所有测试都通过，则可能会诊断出高流量泄漏。由于水温通常需要10分钟才能达到稳定的温度(如图18中的温度稳定时间所示)，触发警报所需的高流量的实际长度可能在5至20分钟之间(这取决于流速、管道尺寸和温度)，其长于对应于缓冲区长度的时间。

为了诊断高流量泄漏，高流量算法可以执行的一个或多个测试之一是检查管道温度是否趋于进入(供应)的水的温度。因此，高流量算法可能试图用水温估计器来估计供水的温度。这可以挑选出一个或多个瞬态温差最大值，例如通过识别管道温度中的最低点(或最高点，如果进入的水比环境空气温度高)，将其平滑，并使用它来预测水温，如图19中的估计水温分布(粗线)所示。

实施方式可能需要已经看到用水(优选在高流量测试之前)，以估计水温。处理器可以等待检测到该用水(例如，使用如本文所述的处理器的瞬态使用检测来检测例如开水龙头事件)，然后，可以进一步等待检测该装置(至少具有管道温度传感器)在进行高流量测试和/或水温估计之前正确地安装到主供应管道(并且不适用于器具的入口或出口管道，例如洗碗机、洗衣机或水槽等)。在一个实施方式中，如果在延长的时段内(例如在度假时的家中)未检测到用水，则随着温度改变，水温估计可能会过时，该设备可能需要看到更多的用量来重新校准。

为了查看管道温度是否趋于水温(这指示高流量事件)，该算法可以计算例如每一个样本上的参数值(被称为Q测量值)。Q测量值是空气温度和管道温度以及空气温度和水温之间的差值的比率。

我们参考图20，图20显示了三种不同情况下Q值的可能值：(1)没有用水的安静时段-左侧，(2)高流量事件-中间；以及(3)介于两者之间的某处，例如，滴水龙头-右侧。对于在安静时段没有使用水的情况，Q值可能趋于零。这是因为通常分子很小，分母很大。对于高流量情况，Q可能倾向于1。这是因为当管道温度趋于水温时，通常，分子趋向于分母。对于滴水龙头，Q可能介于0和1之间的某处。因此，寻找接近1的Q值可能表明可能的高流量事件。更通常来说，寻找超过一个或多个阈值之一(例如，对于高流量，0.75、0.8、0.9或0.95)的Q值可根据阈值指示无流量、低流量或高流量。

高流量算法执行的一个或多个测试可能依赖于检测到水龙头事件。这些可能会在短暂使用水时发生，例如，当有人打开一个或多个水龙头时。它们通常以峰值为特征，峰值可以是管道温度急剧下降的尖峰形式，如图21中的圆圈所示。

关于检测用水量，有时会有靠近的大量开-关用水可能开始看起来像高流量事件。它可能具有相似的L形，但真正的高流量事件通常会平滑地多。连续用水更可能具有沿着进行开关水的L形底部的曲折形状。该算法可能会尝试通过查看用水事件来忽略持续的用水量，图22中的圆圈显示了这些事件的示例)。

如果空气温度和管道温度发生过多的温度交叉，则可能是装置(至少具有管道温度传感器)安装不正确-例如它不在供水主管道上(例如，其在设备管道，如洗衣机或洗碗机或水池，或不在任何管道上)，因此，不应依赖温度数据进行泄漏检测。因此，处理器可以确定导致温度交叉的开水龙头事件的百分比。

我们参考图23，其显示自上次开水龙头以来管道温度高于空气温度的交叉。

以下为示例性高流量标准，其中的任何一个或多个可用于确定是否应该执行/继续高流量测试，或者为作用它以例如输出泄漏信号的结果：

1.自上次算法检测到龙头打开后，管道温度和空气温度不应交叉；

2.导致温度交叉的开水龙头事件的数目或百分比不应大，例如不超过预定数目；

3.缓冲器上的管道温度和空气温度之间的最小绝对差应该大于诸如0.2摄氏度的阈值。如果温差小于定义的泄漏阈值，这可以防止触发；

4.缓冲器上的管道温度应相对平坦(例如，如通过拟合到缓冲器中的数据的直线测量的)，例如，平均梯度在预定范围之外，(优选均方)一个或多个残差不超过阈值，和/或不存在Tp峰值；

5.缓冲区中不应该有开水龙头事件；

6.缓冲器上的所有Q值应大于阈值Q值，例如0.75、0.8、0.9或0.95；和/或

7.缓冲区内不应有用水事件。

现在，我们转向误报警拒绝。通过使用上面的标准或一个或多个入口条件，高流量事件可以被成功(例如，被有效地)检测到并且高流量泄漏可以被标记。有时，在安静时段，管道温度和空气温度会一起下降。在此期间，水温可能无法更新，因为不可能使用水。例子示出在图24中。由于管道温度(Tp)朝向水温(Tw)下降，Q超过高流量泄漏的阈值。要拒绝例如这样的事件，可以使用(最好是双重)策略：

(1)测量自上次检测到的瞬态使用或开水龙头的管道温度范围。这是自上次开水龙头事件以来管道温度的最大值减去自上次开水龙头事件以来管道温度的最小值。如果范围较大，例如大于阈值差值，则优选地，不标记高流量泄漏，因为这很可能是误报警。

(我们参考图24，它涉及误警报)；

和/或

(2)基于Ta指示器的平均梯度，例如通过确定拟合到空气/环境温度的直线而可以确定所预计的环境温度，并且向前预计，例如，2小时的时间间隔。水温也以该时间间隔(例如2小时)向前预测作为其终值。如果所预计的空气温度可能与预计的水温相交，则泄漏不会被标记，因为这可能是误警报。

我们参考图25，该图显示了预计的空气和水温误警报拒绝。

如果所有测试和/或标准通过并且不发生误报警拒绝，则可以标记高流量泄漏。泄漏也可能通过发送高流量警报消息来报告。如果尚未在例如最后一小时发送，则警报消息只能被发送。

一旦标记泄漏，计时器/计数器就可以开始计时延迟，例如“约30分钟”。如果达到延迟或最大计数，并且：

(1)警报消息未被确认；以及

(2)高流量泄漏情况仍然存在，

那么可以发出警报，例如发出可听警报。

我们参考图26，其显示了高流量泄漏，其显示状态变化(中心图中的状态变为7)，优选地发送警报消息(例如使用无线通信)以报告泄漏的点，和如果没有收到确认则装置可能发出嘟嘟声的点；这可以是可听泄漏警报。

关于重复的消息，如果高流量泄漏仍然存在，则稍后可以发送另一个高流量警报消息(例如，一小时之后)-参见图27，其涉及报告泄漏。

流量/泄漏确认

如下所述，在一个实施方式中，上述的一个或多个泄漏检测(低流量和/或高流量)可以基于分类的确认过程来补充。在这种情况下，根据分类，泄漏检测可以仅仅通过例如声音和/或视觉警报或者消息指示给用户。

经验表明，由于许多因素，室内给排水管件并不总是简单化一地落入基于夜间测试的泄漏/无泄漏分类中。

因此，泄漏测试结果可以被放入一个或多个以下类别中的至少一个子集中的至少一个中：

·间歇性泄漏-在一晚有流动但下一晚没有流动，这可能会在多达20％的房屋中观察到。这可能是由于水龙头没有完全关闭或者冲刷后没有再次修整马桶阀。由于实际泄漏通常会持续运行，因此，可能会识别这些类型的泄漏，并且处理器可能会区分实际泄漏和间歇泄漏。为此，一个简单的过滤器可能在警报之前会迫使系统寻找阈值数目，例如3次连续泄漏。但是，一些间歇性泄漏会持续>3天。

·边界泄漏-这些泄漏可能会出现为非常低的流量泄漏，其在设备的(有效)泄漏敏感度阈值的尖端。基于阈值，它们可能看起来会在泄漏/无泄漏之间摆动，但通常与间歇性泄漏不一样。它们通常是低流量泄漏，或是由于其他一些致冷或加热因素，例如通过管道传导。

·不能测试-这些涉及泄漏检测可能无法工作的情况，例如管道温度传感器(例如活塞)的位置与不断波动的热源相邻的情况。

·泄漏-始终高于阈值。

·无泄漏-始终低于阈值。

关于分类步骤，处理器可以基于它在没有用水的“安静时段”看到的温度生成警报。该跳跃的温度通常是在安静时段开始时的空气温度和管道温度(tAirStart和tPipeStart)，再次使用水时的安静时段结束时间(tAirEnd和tPipeEnd)和/或在安静时段结束之前的时段的温度的平均值，通常为30分钟左右(tAirMid和tPipeMid)，因为，如果它们与tAirEnd和tPipeEnd类似，这表示温度是否稳定。当包括第二温度传感器的装置经由带宽受限信道(例如经由UNB通信或SMS)连接时，则它可以将这些值传送到集线器。图28的图上的“x”显示可以被发送回以表征温度曲线的示例性折点。如果更多带宽可用，则可以发送回更多(例如全部)温度样本。

基于tAir和tPipe的值，可以对这个安静时段的流量进行分类。这可能有两个组成部分；流速和/或该流速测量值的置信度值，其指示算法在流量度量中可能具有的置信度。

下面描述了关于假设进入该属性的水比周围空气温度低。然而，如果水温比空气温度高，则该算法也可以通过应用对称逻辑来反转。比较器的阈值可能都取决于安装和气候条件，但所显示的值表示正确。

本领域的技术人员可以根据具体实施方式的细节来确定适当的流程和置信度指示。还应该注意的是，在下面的分类表中提供的数值仅仅是作为例子；本领域的技术人员可以根据具体实施方式选择不同的值。

这给出了任何一个安静时段流量的示例性分类。类别可以是高/中/低或者-1至1或0至100％任何其他度量，无论是连续的还是离散的。

在N夜(可以是2-14夜或更多)期间的流量和置信类的模式可以用于将泄漏分类为上述之一(无泄漏/间歇/边界线/泄漏)。

如果装置始终以中等或高置信度获得高流量，那么它可能被分类为具有高置信度的泄漏。

如果装置始终以中等置信度或高置信度获得零流量，则可将其分类为无泄漏。这个状态可能会被记录。对于没有泄漏的高置信度的装置，可能对于连续的泄露设定而具有较低的阈值数目，例如2或3晚，从而如果泄漏确实开始，则可以以更高的置信度更早地通知用户。

如果装置以高置信度或中置信度获得零流量，然后，以高置信度或中置信度获得低流量或高流量，然后，以高置信度或中置信度获得零流量，则装置可以指示间歇分类。可以记录该状态，并且将连续泄漏的阈值数值设置得更高，例如7夜，或者基于先前观察到的连续泄漏的数目的平均值加上连续泄漏的数目的标准偏差的倍数的值。例如，基于mu+2.35sd的阈值(mu代表平均温差；sd代表标准偏差)，假设由于间歇性泄漏而观察到的连续泄漏的数目正常分布，则实际泄露的可能性为99％。

边界分类可以基于看到被划分为低流量和中置信度或高置信度的超过预定比例的流量。

“无法进行测试”分类可能基于单独的标准，其中，温度不足稳定以保持安静时段。这可能会被进一步分类。如果空气温度稳定但安静时段过短，则可能会显示“由于过高用水量而无法进行测试”。如果空气温度不稳定，那么可以测量安静时段的温度变化的幅度和频率。如果幅度很高，则可以是由于过度加热(如果该设备靠近锅炉，由可能会经历的过高的幅度温度循环和/或过高的绝对温度来指示)，在这种情况下，可以指示“无法测试过热”的类别。如果温度循环过于频繁(例如，如果装置在冰箱后面，其每隔30分钟切换其压缩机)，则可能会显示“无法测试频繁加热等级”。

管道安装检查

该设备可执行检查，以确定包括至少管道温度传感器的装置是否已正确安装例如到水管道(优选地，自来水管道而非器具管道)。安装检查可以查看Ta和Tp的曲率是否不同，即它们一起移动还是它们发散/接近，例如，会聚。具体来说，如果根据管道安装检查：

-Ta稳定；以及

-Tp降低预定数目，例如3次，例如，由于开水龙头事件，这可能意味着已经有例如3次用水。然而，如果Ta和Tp均下降，则这可能仅仅意味着：包括温度传感器的新装置刚从其包装(盒子)中取出，使得两个传感器同时暴露于新的空气温度。该检查可能需要例如3次Tp下降，以防止当例如用户将装置从其包装中取出时仅仅将其手指放在Tp传感器上时进行任何流量确定。

该设备可以传送例如3次用水的确定到远程单元，如中央集线器。这些信息可以用来确认装置已安装在管道上。

使用模式

该设备可基于在例如24小时之上的Tp查看用水模式，例如查看超过高曲率阈值的曲率。处理器可以不断寻找Tp中的向下/向上扭结(峰值，例如，下降)。如果看到超过曲率阈值的这种曲率，则可以记录使用信息，例如“在早上8:14时看到的用水”。当找到许多这样的扭结时，可以记录一系列这种使用信息。该系列可以被发送到远程单元，例如中央集线器，其可以确定：

-正常使用，(例如使用检测过于不频繁)，例如可能意味着具有管道温度传感器的装置连接到洗衣机(或例如洗碗机或水池)入口/出口，而不是连接到自来水；以及

-装置不在管道上，或者用户正在度假。在这种情况下，远程单元/中央集线器可以例如通过SMS接触用户以询问。

远程单元/中央集线器也可以基于以下系列来确定：

-用户什么时候回家(例如从工作中)-该信息可以用于确定向用户发送消息的最佳时间。

使用数据

该设备使用管道温度急剧变化(峰值)的时间，这表明用水；这些可以被传回到远程单元或中央集线器。这些可以是实际时间，或者例如诸如07:00-07:30、07:30-08:00等有0、1个或更多用水事件的窗口。

这些可能会被用来建立使用模式。这可以提供房屋的用水的大致体积和占用模式的数据，例如在白天或延长的时段是空的。还可以将其与典型房屋的预期使用模式、和/或具有相似数目的居住者的预期使用模式进行比较，并且如果通过比较，使用异常低或间歇性，则可以确定该装置适合于错误的管道，例如洗衣机、洗碗机或水池，而不是自来水。然后，这可以向用户触发提示(例如SMS)，以检查设备安装。

基于热质量的“基于管道上的”检测

知道检测器(即，至少包括管道温度传感器的装置)是否安装在管道上可以是有利的。由于在延长的时段内管道温度可能没有骤变，所以装置没有明显的流动。然而，关于装置是否已从管道移除或房屋为空，这可能是不明确的。

如果没有观察到例如14天以上的使用情况，则一种可能性是询问(例如，通过SMS)用户：装置是否已被移除或者他们是否离开该房屋。然而，由于这需要来自用户的努力，因此这是不可取的。

可能的替选方法是通过温度变化来检测装置(至少包括管道温度传感器)是否在管道上。这样做的一种方法是测量管道温度传感器(例如热敏电阻)的高频率(例如，几赫兹到几秒采样频率)波动。如果这些与阈值相比而具有一个或多个高频率，那么该装置可能会脱离管道，因为由于空气运动可能引起温度波动，这可能导致小的温度波动。如果波动与阈值相比较低，则该装置可能位于管道上，并且管道的热质量可能会阻碍波动。

另一种或者替选可能的方法是观察昼夜温度周期内两种温度的周期性变化。如果装置位于管道上，则由于管道的热质量，管道温度可能稍微滞后于空气温度传感器。这可以通过以下方式而测量到：将样本拟合到一个例如24小时周期的正弦曲线并比较相位，或者寻找显示管道上存在滞后的两个传感器之间的一致的时间偏移。

在发送高流量警报之前检查房屋空置的时间

当房屋空时，高流量警报可能更重要：a)可能没有人注意到泄漏并关闭水；b)由于长时间淋浴、清洁汽车等原因，远远不太可能成为误警报。

过滤警报的一种方式如下。可以保持对以下的测量：从该房屋中检测到上一次用水以来已经多久时间。所以，例如当检测到使用(如本文讨论的，例如通过检测管道温度峰值或开水龙头事件)时，计时器或计数器可以定期更新并重置例如到0。当检测到高于预定(非零)周期的高流量持续时间时，可以将其之前未使用的持续时间与为预定持续时间形式的阈值进行比较。如果它高于预定的持续时间(例如，3小时或者可能72小时)，则可以假定警报处于空置的家中。然后，可以通过指示特定类型的高流量，例如通过向用户发送不同/更适当的消息(例如，通过SMS)，来区别对待在占用属性中检测到的高流量。这样的消息可以通过至少推断例如“房屋空置但是恒定流量”来指示高流量的类型。检测到房屋或其他建筑物已经空置超过较长时间(例如24小时)可能表示用户不在家或者在度假，在这种情况下，警报可能会触发提供帮助，例如“您希望我们派水管工到您的房屋以关掉您的水吗？”。

当满足以下标准(优选全部)时，可以检测到超过规定时间的高流量：

-Tp保持在估计的水温的任一侧的预定范围内，例如，Tp的最大偏差保持在预定范围内；

-Q保持在阈值以上；和/或

-管道温度是平滑的，例如，曲率保持在阈值之下和/或相对于直线拟合的所有残差保持在阈值之下。

实施方式的附加或替选特征

可变泄漏检测阈值

在一个实施方式中，使用阈值确定泄漏状况，例如至少基于如上所述的预定时段内、管道和环境之间相对于预定阈值的温差和/或基于如下所述的(见下面的等式4a、4b、6a、6b)温度梯度和预定阈值，改变这样的一个或多个阈值(例如根据一年中的时间来改变)可能是有利的。无论流量检测系统(例如其ECU)是否能够例如通过内部电子日程表来跟踪一年中的时间，阈值可以基于管道与环境温度之间的起始差值而变化。

起始温差可能为用于监测泄漏的预定时期开始时两个温度传感器的读数差值。当检测到温度之间的差值以高于预定值的速率骤变和/或可以是温度相对管道温度的时间梯度变号的最后检测的时间点时，可以识别预定周期的开始，使得管道温度倾向于环境温度。

如果起始温差较小，则可以应用较低的阈值。例如，如果起始温度是4℃，那么预定阈值可以具有0.3℃的值，或者如果起始温差是0.5℃，那么阈值可以是0.1℃。

启动泄漏检测操作

实施方式可以被配置为检测何时将单元安装在管道上，使得可以开始用于监测任何泄漏的操作。该单元可以被配置为等待，直到检测到相对于环境温度的管道温度的骤变，优选地重复地检测，例如在24小时内至少检测三次。然后，该单元可以有效地知道它正在使用中，即不再与待监测的管道分开。

这样的特征可能会给例如保险人自信：即单元与泄漏检测有关的任何读数或通知都是源自将单元安装在管道上时发生的事件。

泄漏检测操作的开始可以通过将其传送到位于远处的控制实体来指示和/或可以在单元内部记录，优选地，记录将单元安装到管道上的日期，或者使内部计时器递增，以便该装置安装到管道上的总时间是已知的。

警报过滤

每次检测到潜在的泄漏时，优选实施方式不提供警报(例如通知)给用户和/或由单元提供的可听和/或可视指示。当不存在泄漏不会预期到流动时(例如，三个晚上的时间这样的时段)，仅当在预定数目的周期中的每一者上重复进行潜在的泄漏检测时，才可以提供这种警报。

类似地，如果在预定数目的这样的周期中的每一者上检测到具有对应于至少一次泄漏-无泄漏转变的一次或多次转变的温度模式，则不会产生警报。例如，这种模式可能仅仅表示：用户倾向于有时留下水龙头滴水，没有完全关闭，并且随后将其完全关闭。优选地，直到至少七个夜间时段(或在各自的24小时期间内没有预期流动的其他时段)发生之前，不产生警报。

爆管指示

实施方式可以被配置为检测：管道温度何时在至少与环境温度显著相差预定量的温度下保持基本恒定。在这种情况下，管道温度可以根据流体(例如水)的使用而预先变化，但是然后，保持在基本上恒定的温度而没有开始升温向环境温度。基于根据使用的在前变化，基本恒定的温度可以被检测为对应于估计的水温。

如果管道温度保持在恒定温度达预定时段，优选地比用于高流量(例如当用户正在洗车(例如，长于1小时))期望的最长使用时间长时，则这可以表示爆管状况。优选地，对预定周期的基本上恒定的温度的检测导致该单元立即发出警报(例如，视觉和/或听觉通知或警报)。在这种情况下，优选的是，即使对于超过一个24小时的时段进行验证，也不被禁用泄漏警报的产生。换句话说，在潜在爆管检测的情况下，优选地，在发出警报之前不进行验证。

假日模式

实施方式可以被配置为检测预定数目的周期(例如24小时)已经过去而无流量，例如包括七夜。通过确定管道温度在整个预定数目的该周期内跟踪环境温度，可以检测到这种无流量。如果已经发生这样的延长的无流动时段，并且该实施方式随后检测到管道温度的骤变，例如，由管道温度的变化率大于预定量来表示，或管道温度的改变幅度大于预定量来表示，优选地，在预定的最小时段(例如60分钟内)，可以由于表明爆管的改变的风险而发出警报(例如，视觉和/或听觉通知或警报)。优选地，在发出这种警报之前不允许延迟，例如由于验证。

远程通信

实施方式可以输出来自空气和管道的温度曲线的最小数据点，并且将这些数据点发送到远端实体，以确定泄漏/无泄漏状态。这样的数据点可以包括最后检测到流量时的时间点处(例如，上一次使用水)的环境温度、管道温度、开始温度、和/或环境温度和/或管道温度曲线的一个或多个温度-时间梯度。这些数据点可以被例如无线传输到远程控制单元，该单元根据那些数据点决定是否发生泄漏。例如，根据天气模式/预测，在远程系统决定什么应该是合适的温差的预定阈值的情况下，这可以是有利的。例如假使发生环境温度为30℃数量级的热波，远端实体可以飞快地调整该阈值，因此，管道温度在预定时段内无法赶上。

通过远程改变该阈值，远程系统能够确保所有装置被阻止提供任何泄漏警报和/或确保忽略任何这样的警报。当先前的天气条件的足量数据不能被编程到安装在管道上的泄漏检测单元中时，这种对报警过程的远程控制可以是有利的。通过远程提供泄漏检测，系统具有一定的灵活性。

考虑到泄漏检测可能不一定总是与远端实体无线电通信中，泄漏检测单元可能具有两种操作模式。在可以进行无线电通信的第一模式中，远程系统可以基于来自泄漏检测单元的数据点来决定何时产生警报。在另一种模式下，单元会检测到它已经不可以进行无线电通信，然后被配置为在内部对警报做出决定。泄漏检测单元的实施方式可具有指示器，其用于向用户指示：单元是否能够与远端实体进行无线电通信。在该单元未处于无线电通信中的情况下，其可以被配置为向用户提供通知(例如，通知用户的手机)，以通知该单元正在以独立、隔离模式下工作。

在优选实施方式中，可以例如使用sigfox(RTM)将数据无线地发送到远程单元(这在存在带宽限制的情况下可以是有利的)。一个本地例如附接到管道上的单元可以寻找光滑的区域，在该区域中，我们可以检查泄漏(例如，它可以在每次检测到用水/流量时(重新)开始预定周期)，然后，可以在远程单元处调节用于泄漏检测的预定阈值，以允许温度变化、检测器的期望灵敏度和/或根据严重性对泄漏进行分类。

可以使用例如sigfox(RTM)发送的数据可以包括例如：消息类型；消息计数；指示环境温度和管道温度已经交叉；一个或多个管道温度样本、一个或多个环境温度样本；每个管道温度样本之间的时间间隔的指示器；和/或电池电压。

如果有更多带宽可用，环境/空气温度和管道温度可能会在每个采样点被发送到远端单元。这些可以批量发送并作为一组发送以节省电池电量(例如，每1000秒发送上10个样本)。然后，可以远程运行泄漏检测算法(允许应用更新而不需要现场重新编程检测器)。

预定时间开始

实施方式监测泄漏(例如通过监测以检测低于阈值温差和/或管道温度分布和环境温度分布的收敛)的预定时段可以具有从开始时间开始的预定持续时间，例如，2.7小时。考虑到该第二微分的符号(在本说明书中，术语“微分”可与“导数”互换使用，例如二阶导数d²T/dt²，可称为温度对时间的二阶导数/微分)，可以通过检测d²T/dt²中的峰值来确定开始时间。这样的峰值可以被解释为指示用水/流量，并且因此可以用于触发新的预定时段的开始，例如重新开始现有的监测时段。当二阶微分为负值并且管道温度大于环境温度/空气温度时，这可以指示预定时段的开始。当二阶微分为正，并且管道温度小于空气温度时，这可以类似地开始预定时段。

附加或替选泄漏检测

泄漏检测的一种方法包括使用管道和环境空气传感器之间的温差的确定，并确定温差是否低于预定阈值达预定时段，如本说明书中其他地方所述。然而，例如取决于一年中的时间和/或当地气候，管道的温度在整个无流动期间可能不是基本恒定。因此，除上述方法之外或作为另外一种替选，实施方式可以基于管道温度和环境温度是否趋于收敛(与例如“跟踪”相反，即通常与常数或零偏移量保持平行)而确定泄漏/无泄漏状态。

通常，在无流量(例如无泄漏)的情况下，管道和环境空气温度可能趋于逐渐收敛。在流动或泄漏条件下，管道温度可能趋于恒定的温度而没有返回到或至少朝向环境温度收敛；这甚至可能涉及穿过环境温度的管道温度。

在一种情况下，在无流动状态下，管道温度可能会随着环境而逐渐下降或升高，从而环境温度传感器与管道温度传感器之间的温差通常会降低。考虑到这一点，检测泄漏以监测管道和/或环境温度相对于彼此的进展可以是有利的，例如通过监测温度的梯度与至少管道温度的时间的进展。这样的监测可以允许在不等待检测到传感器之间的足够低和/或恒定温差的情况下早期检测到泄漏，例如，无需等待查看管道和环境温度是否跟踪和/或比阈值差值更接近。

因此，作为对相对于阈值的温差的监测的补充或替选方案，当在一段时间内(例如5分钟)没有其他用水时，优选实施方式可以监测管道温度是否倾向于朝向环境温度收敛。通过监测管道温度相对于时间的第二微分(即，d²Tp/dt²)并且等待它低于某个阈值，完成无用水检测，指示没有温度的骤变因此没有由于水龙头关闭和开启或其他间歇使用而引起的流量变化为了监测收敛，实施方式可以例如基于下面的等式来监测管道温度和空气温度。

测得的局部管道温度的变化率可以被认为是：

dTp/dt＝h1.(Ta-Tp)+h2(Tw-Tp) (1)

其中，Tp是管道温度，Ta是环境温度，Tw是从自来水系统进入管道的水的温度，h1可以被认为是管道和环境(例如空气)之间的(通常恒定的)传递系数，h2可以被认为是管道和自来水之间的、与流量有关的(因此，可以是非恒定的)传递系数。

h2可能强烈依赖于管道中水的流动速率q。如果q为零(无泄漏)，那么h2将非常接近零。如果q不为零，那么h2可能开始影响dTp/dt，和/或对dTp/dt有更大的影响。

如果有流量通过管道，则水和管道之间的热传递系数h2可能在一段时间(通常5分钟到3小时)内相对于h更大，Tp通常倾向于Tw。当Tp接近Tw时，即使在空气温度和管道温度之间仍存在较大差值(Ta-Tp)，Tp的变化率dTp/dt也可能很小。这可能表明管道中存在流量并存在泄漏。

在实践中实施这一点的一个实施方式如下：

对于h1重新排列(1)给出：

h1＝[(dTp/dt)-h2(Tw-Tp)]/(Tp-Ta) (2)

当h2较大时，(1)表明，随着时间的推移，随着Tp将渐近地接近水温，Tp趋于朝向Tw。随着h2(Tw-Tp)项变小，Tp可以接近稳态，然后我们可以根据可观测量Tp和Ta近似(2)为：

h1′＝(dTp/dt)/(Tp-Ta) (3)

如果h1’较小，则管道温度随时间的梯度相对于管道与环境/空气温度之间的差值较小。然后，管道温度可能不会以一种在无泄漏条件下可能预期的方式趋于环境/空气温度，，即可能存在额外的热源或散热器被施加到管道，潜在地指示管道中存在流动，并且因此存在泄漏。

因此，如果在几分钟到几小时的时段内检测到：

(dTp/dt)/(Tp-Ta)＜THRESH (4a)

这可以被解释为表示泄漏，其中THRESH是优选接近于零的值，但足以允许由于噪声和/或水温变化引起的变化。

而如果

(dTp/dt)/(Tp-Ta)＞＝THRESH (4b)

那么，这可以被解释为表示没有泄漏。THRESH(阈值)的示例值可以是例如0.001、0.005、0.01、0.1或1。

在一个实施方式中，不是通过计算Tpn和Tpn-1之间的差来计算第一微分dTp/dt，其中Tpn和Tpn-1是连续时段中的Tp的值(该计算值可以放大读数中的任何噪声)，而是可以将一个或多个指数函数(例如，通过最小二乘拟合方法寻找最佳拟合)拟合到其中没有先前计算的用水(这可以是已通过其他装置指示)的区域上的Tp和/或Ta样本。然后，通过拟合指数的分析微分，可以使用一个或多个指数函数来计算表示dTp/dt的值。管道温度和空气温度的每个拟合的指数函数可以是a+bt+ce^dt的形式，其中，a、b、c和/或d通常被认为是常数，并且t是时间的指示器。在这种情况下，函数的分析微分可以通过计算b+cde^ct来计算表示dTp/dt的值。

有利地，使用上面的等式，例如(3)、(4a)和/或(4b)可以允许对泄漏状况的早期响应和/或快速响应。

在一个实施方式中，基于比如等式(4a)和/或(4b)中的比率的泄漏检测可以与基于检测何时温差低于/不低于预定阈值达预定时段的上述检测方式结合。例如，它们可以并行运行以提供冗余和/或提高稳定性。如果任一算法预测泄漏1次或更多次，则例如可通过输出警报来报告泄漏。

鉴于以上所述，为了实现泄漏检测，用于检测包括管道的供水系统中的泄漏的泄漏检测器可以具有检测环境温度的第一温度传感器，配置成安装在管道系统的管道附近或与其热接触的第二温度传感器，以及配置成确定第一温度传感器和第二温度传感器之间的温差的处理装置，其中处理装置被配置成：如果监测变量在预定时段内高于预定阈值，则指示存在泄漏，其中，监测变量是所感测管道温度的时间梯度的指示器与温差的倍数之和，其中，所述倍数代表恒定的传热系数。基于这种总和的泄漏检测方法可以与基于相对于预定阈值和h1’的温差这两种方法中的任一种或两种方法相结合。此外，针对这两种方法中的任一种提供的可选特征，例如关于识别预定周期的起始点等，可以类似地应用于这种基于总和的方法。

在一个实施方式中，根据方程式(6a)和/或(6b)的泄漏检测可以基于检测何时温差低于/不低于预定阈值达预定时段来与上述检测方法结合，和/或与基于等式(4a)和/或(4b)中的比率的检测方法结合。例如，这些方法中的任何两个或多个可以并行运行以提供冗余度和/或提高稳定性。如果任一算法预测泄漏1次或更多次，则例如可通过输出警报来报告泄漏。

一般而言，这里描述的实施方式在室内实现，即附接到房屋内的管道以便检测泄漏。取决于地理位置，这可以是有利的，因为室外位置可能需要一些隔热以防止管道冻结。取决于传感器的布置，这种绝缘可能会干扰监测环境温度。

图5显示了管道温度Tp和环境温度Ta的另一示例性温度-时间迹线，包括“无流量”和“有流量”实例的监测时段。

图6显示了管道温度Tp和环境温度Ta的另一示例性温度-时间迹线。如图所示，最大环境温度/空气温度可以用于启动温差以触发监测时段。可替选地，用于起始差值的环境/空气温度可以是在管道温度曲率处于最大值的时刻的环境/空气的温度。

图7示出了用于监测供水系统100的管道12a(可称为管道系统)的示例性流体流量检测器系统10a。供水系统可以进一步包括活塞150、诸如Torbeck阀的阀140和/或电动切断阀130，其例如可以由例如处理装置(优选地包括一个或多个处理器)来控制，例如ECU 40a。流体流量检测器系统可以是用于附接到管道12a的独立装置，或者可以包括耦合装置的系统，例如管道温度传感器16a和/或环境温度传感器可以配置在包括处理装置40a的装置外部，例如通过一个或多个电线耦合到该装置，或者无线耦合到该装置。电源42a可以耦合到主网络120和/或可以包括一个或多个电池。警报发生器46a被示出位于流体流量检测器系统中，例如在至少容纳处理装置的装置中，但是这样的警报发生器可以附加地或可替选地设置在远端实体110处。警报发生器46a可以优选地无线发送警报给用户160和/或发送到或经由中继装置48a和/或远端实体。流体流量检测器系统(例如至少包括处理装置的装置)可以包括中继装置，例如通信接口，其包括发送器和/或接收器(优选无线的)，以用于与远端实体110通信(例如，远端报警信号接收站)。

图8示出了在其上至少可以实现本发明实施方式的处理装置(例如电子控制单元)的示例性计算装置或系统。类似地，远端实体(例如，远端警报信号接收站)可以通过这样的计算装置/系统来实现。图8中的每个元件都是可选的。图8的计算装置/系统包括总线、至少一个处理器、至少一个通信端口(例如，RS232、以太网、USB等)和/或存储器，它们通常通过总线(例如，PCI、SCSI)耦合。存储器可以包括非易失性存储器，诸如只读存储器(ROM)；或硬盘和/或易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM，例如SRAM或DRAM)，高速缓存(通常为RAM)和/或可移动存储器(例如，EEPROM或闪存)。处理器可以是任何已知的处理器，例如Intel(注册商标)或ARM(注册商标)处理器。可以提供用户界面，例如显示屏和/或键盘。处理器24a可以是ARM(RTM)装置或由另一制造商生产的类似处理器，如Intel(RTM)。

实施方式的其他替选或附加特征

以下描述了实施方式的特征，这些特征的任何一个或者多个可以在上面公开的任何实施方式中或者由其组合提供，例如在使用下降(和/或峰值)高度方法的实施方式中。

如果泄漏是由管道爆裂或其他灾难性故障引起的，则可以快速检测泄漏可以是有益的，例如早于4小时的等待，否则可能会用于确定低流量泄漏。

由于管道温度趋向于接近进水的主水温度并且保持接近恒定值达一段时间，例如20分钟，所以持续的用水可以是明显的。这种用水可以通过算法来检测，该算法在下面参考图9和图10中所示的特征1-9进行描述，其中，点划线表示估计的空气温度，实线和虚线分别表示测得的管道温度和估计的进水温度。图9(标记为4)的管道温度和图10中类似显示的管道温度可通过管道温度传感器(热敏电阻)检测。图9(标记为1)的环境(空气)温度可以由传感器测量。然而，实施方式可以省略环境空气温度传感器，并且因此从图10中省略了测量的空气温度迹线。

在该算法中，参照图9，可以通过优选地基于管道温度随时间的第二微分(d²T/d²t)分析管道温度曲率来估计进水温度(3)。具体而言，估计可以在管道温度(4)的第二微分中寻找峰值(2)。使用第二微分可以识别例如在龙头被关闭和打开的情况下的小曲率的点(例如，大于阈值指示值)。取这些点中的每一者处的温度的平均值或对该温度进行平滑，可能会给出对进入建筑物(通常来自地下)的水温的向前滚动查看估计。进入建筑物的该水温通常会随着季节的变化而合理地慢慢变化，所以可能会慢慢更新以消除只有非常少量用水使管道稍微冷却的点。

当存在管道温度很长一段时间(例如20分钟)保持大致(例如精确)恒定的区域(5)时，则管道温度可以与估计的水温和空气(环境)温度(1)相比。如果管道温度和估计的水温接近(例如，具有小于阈值温差)，但是空气温度与它们两者明显不同(例如，具有大于阈值温差)，则可能假定为连续流动条件。然后，可以指示流动(或泄漏)(例如，内部地、可听地和/或可视地在检测器壳体上，和/或通过向用户和/或中央控制单元的通知)。例如，基于温差(6)和(7)的比率的代理流量估计就是一个衡量指示器：

Q＝(Tair-Tpipe)/(Tair-Twater)

如果流量参数Q接近1或高于定义的阈值，则可以假设为连续流量。然后，可以例如在内部和/或优选地通过直接通知用户和/或外部控制单元来指示流量(例如泄漏)。如果Q接近0，则无流量或低流量，这可能类似地被指示。通过在取得新的温度读数时重复更新Q值，则可以测量和监测连续流动的持续时间，优选使用计时器T1。如果观察到管道温度的任何明显变化，例如通过测量管道温度的梯度并将其与阈值进行比较，则可以重新开始持续时间估计，因为水流很可能已经停止并重新开始，例如一段淋浴已经停止，另一段开始。

通过选择监测连续流量的持续时间，可以提醒异常或延长的用水。例如，如果连续的用水通常少于20分钟，则当检测到持续的用水超过20分钟的阈值持续时间时，可能会产生警报。这可以使用计时器T1来实现。这可能会提醒某人爆管，或者可能是浴缸一直在流水。更一般地，可以在内部、可听地和/或可视地在检测器壳体上，和/或通过通知用户和/或外部控制单元来提供流量或泄漏的指示。

持续时间阈值可优选地响应于观察到的用水而变化，例如由处理器自动变化和/或根据来自用户和/或外部控制单元的直接和/或远程输入而变化。例如，如果特定的安装经常观察到持续较长时间的持续用水(例如，因为获得了更长的淋浴)，则可以调整发送警报之前的h流量的持续时间，以使得淋浴期间的滋扰警报最小化。这可能涉及观察重复的水流周期，该周期短于阈值持续时间但长于较短的阈值时间间隔。实施方式可以使用单个传感器，或者至少省略空气(环境)温度传感器。然后，流量/泄漏检测器可以具有较低的组件数目并且可以以较低的成本制造。就这一点而言，图11示出了水流/泄漏检测器200的实施方式，其包括与图7的系统10a类似的组件(例如，至少管道温度传感器16a和处理器40a)，然而可选地包括一个或多个计时器T1、T2和/或连续的泄漏计数器，并且可选地省略环境温度传感器20a(参见图7)(图11中示出的任何其他元件可以类似地可选)。在不使用空气温度传感器的情况下，仍然可以使用与上述类似的方法来确定高流量泄漏。但是，由于空气温度不再可直接观测，因此可能会估算该温度。在这一点上，我们参照图10，其中，点划线表示估计的空气温度。空气温度可以通过查看管道温度所趋于的温度(例如称为结束温度或目标温度)来估计，例如，当其遵循向上弯曲的近似指数型(例如，与x+ye^-f(t)成比例时，其中t是时间，f(t)是时间的函数，例如和at+β，其中x、y、a和/或β可以是恒定的)(8)。例如，图10的第一点划线，其中，管道温度平台对应于约18.5摄氏度的这种最终温度。确定这样的终值，和/或对应于相应平台的这种终值的平均值可以允许确定估计的空气(环境)温度。附加地或可替选地，在检测到到最终温度的这种趋势之后(即使没有达到平台期)，可以基于平滑的峰值管道温度和/或峰值管道温度的平均值来估计空气温度(9)；当希望不等待出现平台以确定结束温度时，这可以是优选的。这种使用一个或多个峰值温度的温度估计由图10的第二点划线高于管道温度的该峰值约17.5摄氏度处示出。(请注意，空气温度可能比进水温度变化更快，所以优选地，更快地更新)。当省略环境温度传感器时使用任一估计方法，然后可再次计算Tpipe-Tair(估计)(10)与Tpipe-Twater(11)的比率，并使用与上述相同的度量识别连续流量。

如果水温高于空气温度，例如如果管道温度遵循向下指数型曲线和/或使用波谷代替上述峰值，则该算法也可以起作用。

在一个实施方式中，可以根据接收到的管道温度(例如，根据管道温度图)来估计用水的时间、持续时间和/或流量(例如，低、中、高或者精确的流量和/或持续时间)。例如，只要管道温度迅速下降然后再次增加(这可以被认为由高负一次微分dT/dt表示，例如超过阈值微分值，和/或基于第二微分)，则可以假定持续时间短的用水，并且优选地，通过例如移动电话通知给用户。同样，当管道温度类似地下降并且上升时，并且测量的Q值在一段时间内也很高(这优选地通过测量确定的流量参数保持在阈值流量参数值以上的持续时间来检测到)，则较长持续时间的用水可以假定或以其他方式确定，并且优选地类似地通知。这可以用于向消费者提供关于其泄漏检测器运行情况的反馈，和/或例如通过与其他用水者比较和/或显示他们高于平均用水户来帮助鼓励节水。向消费者的反馈可以表明他们是轻水或重水用户，和/或可以基于检测到的用水向用户指示适当的节水提示。

鉴于上述，根据一个实施方式，可以提供一种用于检测包括管道的建筑物供水系统中的流量的水流量检测器，所述流量检测器被配置为确定环境温度并且具有管道温度传感器，所述管道温度传感器被配置为与所述管道系统的管道相邻或热接触；以及处理器，其被配置为确定在所确定的环境温度和管道温度传感器的温度之间的第一温差，其中：所述处理器被配置为基于管道温度传感器的输出而生成管道温度曲率的指示器；处理器被配置为识别超过阈值指示器值的指示器，并且当曲率超过所述阈值指示器值时，存储接收到的所述管道温度传感器输出值；处理器被配置成基于至少一个所述存储的管道温度传感器输出来估计进入建筑物的水温；处理器被配置为确定在估计的温度和确定的环境温度之间的第二温差；处理器被配置为确定流量参数，流量参数作为第一温差与第二温差的比率的函数；以及处理器被配置为基于流量参数来确定流量的存在。

有利地，这样的水流量检测器可以用于检测和指示(例如，通过向用户(例如用户的移动电话)通知和/或通过向外部或中央控制单元通知来在检测器壳体上内部地、可听地和/或可视地)泄漏的流量，，这种泄漏可能在建筑物的管道系统内的任何地方(例如家庭或办公楼)并且通常在检测器的下游。这种实施方式可能特别被期望用于指示高流量或灾难性泄漏，例如爆管状况，这当流量参数超过阈值时可被检测到。使用管道温度传感器可以实现对这种泄漏的快速响应，所述管道温度传感器可以是唯一的温度传感器，和/或可以在壳体内部，其可以进一步包括处理器(处理装置、ECU)。具体而言，管道温度传感器可以位于壳体内、和/或位于壳体的壁上或壁内。用于将壳体安装到管道的壳体的附件(例如，弹簧加载的夹)可以将管道温度传感器偏置成直接与管道接触或紧密接触。存在的任何环境温度传感器可以进一步包括在壳体中。

管道温度曲率的指示器可以指示管道温度相对于时间的变化的二次微分。在优选实施方式中，曲率指示器可以基于曲率中的峰值(相对于时间)过滤管道温度来指示管道温度的端值。无论如何，可以使用相对于阈值指示器值的所指示的曲率(优选其幅度)来估计水温，其可以是预设的和/或本地存储的值。

该函数优选地为比率的单调函数。实施方式可以确定流量参数是否基本上(例如，精确地)与第一温差和第二温差的比值成比例。更具体地，可以确定流量参数等于(Tair-Tpipe)/(Tair-Twater)(或至少与(Tair-Tpipe)/(Tair-Twater)成比例)，其中，Tair是确定的环境温度，Tpipe是管道温度传感器的温度，以及Twater是进入建筑物的水的估计温度。

可以进一步提供水流检测器，其中，处理器被配置成基于多个所述管道温度传感器输出来确定管道温度何时倾向于(例如趋近)终值，并且确定终值，其中，所述处理器被配置为基于至少一个所述确定的终值来执行所述环境温度的确定。例如，可以确定环境温度基本上(例如，精确地)等于最近确定的终值，或者与该值有优选的固定偏移量而不同。

可以进一步提供水流量检测器，其中，处理器被配置为通过确定管道温度何时基本上以指数方式趋于终值而执行所述确定：管道温度何时趋向于终值，

可以进一步提供水流量检测器，其中，处理器被配置为基于(例如等于(尽管可选地具有固定偏移量))以基于时间的平滑或多个所述确定的终值的平均来估计环境温度值。

还可以提供水流检测器，其中，处理器被配置为检测所述确定的终值的至少一个最大值和/或最小值，并且基于(例如等于或平均)所述最大值和/或最小终值来估计环境温度。

还可以提供包括另一温度传感器的水流检测器，其中，处理器被配置为基于另一温度传感器的至少一个输出值来执行环境温度的确定。

可以进一步提供水流量检测器，其中，处理器被配置为当流量参数(优选地其幅度)超过阈值流量参数值时指示流量，可选地，其中，阈值流量参数是0.1、0.2、0.9、0.95或0.98。

可以进一步提供水流量检测器，其中，流量指示器指示高流量泄漏(例如，指示灾难性泄漏和/或不提供其他可能的指示，例如无流量、低流量和/或中等流量)。这可能发生在例如使用0.9、0.95或0.98的阈值流量参数。

还可以提供水流量检测器，其包括计时器，以确定流量参数保持大于流量参数阈值长于阈值持续时间，并且响应于计时器的所述确定而指示存在流量，可选地，其中，阈值流量参数值是0.1、0.2、0.9、0.95或0.98。

还可以提供水流检测器，其中，所述阈值持续时间为至少20分钟，更优选地，至少1小时。优选地，阈值持续时间可以自动改变，以设定为高于建筑物中通常观察到正常流量的持续时间的值。

还可以提供水流检测器，其被配置为接收来自用户和控制单元中的至少一个的输入，并且根据所述输入来改变阈值持续时间。可以无线地或通过水流检测器壳体上的物理用户接口来接收该输入。该控制单元可以是中央控制单元或监测站，其与优选位于其他建筑物中的多个水流检测器连接。

可以进一步提供水流检测器，其中，处理器被配置为基于管道温度传感器的输出来确定温度相对时间的梯度，并且当确定的梯度超过梯度阈值时重启计时器。

还可以提供水流检测器，其被配置为当流量参数保持大于所述阈值流量参数值的时间长于阈值时间间隔时，增加阈值持续时间，其中，阈值时间间隔短于所述阈值持续时间。

可以进一步提供水流量检测器，其中，处理器被配置为基于(例如，等于或成比例；尽管可选地具有固定偏移量)多个所述储存的值温度传感器输出的平均值，来估计进入建筑物的水的温度。

可以进一步提供水流量检测器，其中，处理器被配置为当流量参数在第一阈值流量参数值和第二阈值之间时指示流量(或泄漏)，可选地，其中，第一阈值流量参数是0.1、0.05或0.02和/或第二阈值是0.9、0.95或0.98。检测器然后可以指示(例如通过通知用户和/或控制单元)介质流量/泄漏。附加地或可替选地，处理器可以被配置为当流量参数在阈值流量参数值以下时指示(例如在检测器内部，优选地，通过类似的通知给用户和/或控制单元和/或在检测器外壳上可听地或可视地)无流量或者泄露，可选地，其中，阈值流量参数是0.1、0.05或0.02。

在优选实施方式中，处理器被配置成基于流量参数来确定泄漏的存在。任何上述的流动的存在的确定或指示都可能导致或包括指示泄漏的检测器。优选地，如上所述，例如在内部、在外壳上可听地和/或可视地，向用户(例如，移动电话)和/或向外部控制单元通知泄漏。

这样的水流量检测器可以被称为漏水检测器。就这一点，在流量检测器的以上描述中，“流量”和“泄漏”可以互换使用，泄漏是流量的特定形式。

根据第二实施方式，可以提供一种用于检测包括管道的建筑物供水系统中的流量的方法，所述方法包括：确定环境温度；使用温度传感器检测所述管道的温度，所述温度传感器安装在所述管道附近或与所述管道热接触；基于温度传感器的输出来估计进入管道的水的温度；以及确定管道温度保持大致恒定的持续时间大于阈值持续时间的时段，并且如果确定管道温度在所述时段内基本保持恒定，则在下列情况下指示流量：估计的温度和在所述周期期间检测到的所述管道温度小于第一阈值温差；环境温度和管道温度之间的差值大于第二阈值温差；以及环境温度和估计温度之间的差大于第三阈值温差。

类似于第一方面，流量指示具体可以是泄漏的指示，例如，在检测器外壳上内部、可听地和/或可视地，指向用户(例如，移动电话)和/或外部控制单元的指示。实施方式对于快速检测和指示高流量或灾难性泄漏(例如爆管状况)可以是有利的。

还可以提供该方法，其中，阈值持续时间为至少20分钟，优选至少1小时。

第一阈值差、第二阈值差和/或第三阈值差可以相同或不同。这些差值中的至少一个可以是至少0.2摄氏度，优选地至少0.5摄氏度，更优选地至少1摄氏度。

还可以提供该方法，其中，所述确定环境温度包括通过确定管道温度何时倾向于(或收敛)到终值、确定终值、以及至少基于至少一个所述确定的终值来估计环境温度。例如，环境温度可以被估计为等于最近确定的终值，尽管具有可选的固定偏移量。

还可以提供该方法，其中，所述确定环境温度是基于环境温度传感器的输出来执行的。

有利的是，类似于第一方面，这样的流量检测可以是泄漏检测，并且这样的流量指示可以指示泄漏。就这一点，与第一方面类似，注意到“流量”和“泄漏”可以相对于上述方法互换使用，泄漏是流量的特定形式。

根据本发明的第三方面，提供了一种向包括管道的建筑物供水系统的用户提供耗水量反馈的方法，该方法可选地使用第一方面的水流量检测器和/或第二方面的方法，提供反馈的方法包括：使用温度传感器来检测所述管道的温度，所述温度传感器安装在所述管道附近或与所述管道热接触；以及以下中的至少一个：

(a)确定管道温度的大小具有峰值的时间，确定管道温度靠近峰值的时间微分超过阈值微分值的时间，优选地，其中所述阈值微分值为负，并且响应于所述检测，指示持续时间短的用水；以及

(b)确定基本上与第一温差与第二温差之比成比例的流量参数，其中，所述第一温差在确定的环境温度与所述管道的所述检测温度之间，所述第二温差在进入管道的水的估计温度和确定的环境温度之间，测量所确定的流量参数保持在阈值流量参数值之上的持续时间，以及基于所测量的持续时间确定已经使用了多长时间的水。

因此，基于时间微分(dTp/dt，其中Tp是管道温度，t是时间)和/或足够高的流量参数大小的足够长的持续时间(例如对于高流量，至少0.8、0.9、0.05或0.98，或者对于低流量，至少0.1或0.2，如果流量参数值是基于如上对于第一方面所述的比率确定的话)，可以向用户通知短持续时间和/或长持续时间。

进入管道的水的温度的估计可以如上面针对第一方面概述的那样实现，这通常基于估计基于存储的管道温度传感器输出的进入建筑物的水的温度(例如，多个存储的温度传感器输出的平均值)。

在一个可选实施方式中，替选地或附加地基于所测量的持续时间确定已经用水多长时间，(b)可以包括检测何时流量参数(优选其幅度)保持大于阈值流量参数值达超过阈值持续时间，并响应于所述检测，指示长的持续时间的用水。

对用户的反馈可以基于所述短时间用水的所述多个指示的数目或频率，以及基于所述长时间水的所述多个指示的数目或频率，来指示用户是重度水消费者或轻度水消费者。例如，指示用户是重度水消费者还是轻度水消费者的反馈可以基于所述短时间用水的所述多个指示的数目或频率与所述长时见用水的所述多个指示的数目或频率的比率。

附加地或可替选地，可以基于以下而进行反馈：基于对比至少一个所述用水指示与其他用水者的用水指示，并且确定建筑供水系统的用户所处的用水分布的分位数。

在本文公开的任何实施方式(例如，流体流量检测器、泄漏检测器和/或包括该泄漏检测器的供水系统)内，任何一个或多个上述实施方式可以与/不与任何可选特征组合。

毫无疑问，本领域的技术人员会想到许多其他成立的替选方案。应该理解的是，本发明不限于所描述的实施方式，并且包括在本文所附权利要求的精神和范围内的本领域技术人员显而易见的变型。