流体流量检测设备的制作方法

文档序号:15738069发布日期:2018-10-23 21:49阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一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:

用于检测环境温度的第一温度传感器;

用于检测管道温度的第二温度传感器,所述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

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到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:

基于在所述接收到的环境温度与管道温度之间的各个差值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温度分布;以及

基于所述管道温度指示器,通过检测所述管道温度是否接近所述估计的水温曲线来确定存在高流量。

2.根据权利要求1所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为执行有效性检查,以基于所述接收到的所述监测时段的环境温度指示器来确定当环境温度变化不平滑且不稳定时低流量测试无效,

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。

3.根据权利要求2所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为基于接收到的所述环境温度指示器与拟合到所述接收到的环境温度指示器的直线的比较,来确定所述平滑度。

4.根据权利要求2或3所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为当以下至少一项时确定所述稳定性:

所述环境温度指示器的平均梯度不在预定范围之外;以及

最小和最大所述环境温度指示器之间的差值小于阈值。

5.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:基于所述接收的所述监测时段的管道温度指示器执行有效性检查,监测时段以确定当所述接收到的所述监测时段的管道温度指示器包括至少一个峰值时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。

6.根据权利要求5所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:通过将二阶差分过滤器应用于所述监测时段的所述管道温度指示器以及确认如果所述过滤器的输出超过阈值则峰值存在,来检测所述峰值。

7.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:当所述温差指示器在所述监测时段上的平均梯度指示所述环境温度和管道温度发散并且超过阈值梯度时,执行有效性检查,以确定低流量测试无效,

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。

8.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:如果所述接收到的所述监测时段的环境温度指示器和管道温度指示器交叉,则执行有效性检查,以确定低流量测试无效,

所述处理器被配置为,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。

9.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:如果在所述监测时段的所述环境和管道温度指示器的最终子集中,i)和ii)中的至少一个被检测到,则执行有效性检查,以确定低流量测试无效:

i)跨过所述最终子集的所述绝对差的平均梯度在预定范围之外;以及

ii)跨过所述最终子集所述接收到的管道温度的平均梯度在预定范围之外,

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。

10.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:通过在已经执行所述低流量测试之后,检测从所述管道温度传感器接收的管道温度指示器的峰值,来检测瞬态使用,所述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。

11.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:在所述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所述低流量测试的无效之后,并且当指示所述检测到的低流量的所述泄漏信号没有被输出,如果所述另外的温差小于所述差值阈值,则进一步监测所述温差指示器并且防止输出指示所述检测到的低流量的所述泄漏信号。

12.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:在所述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所述低流量测试的无效之后,并且当指示所述检测到的低流量的所述泄漏信号没有被输出,如果绝对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,则检测到的低流量没有被输出,进一步监测所述温差指示器并且防止输出指示所述检测到的低流量的所述泄漏信号。

13.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为: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所述低流量测试的无效,则增加连续泄漏计数器,

所述处理器进一步配置成: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,

其中,所述设备被配置为:当所述计数器指示多于连续泄漏检测的阈值数目时,输出指示低流量的所述泄漏信号。

14.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述设备被配置为:在各个所述监测时段期间,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24小时间隔的预期低使用时间。

15.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为: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,每个所述温差至少基于各监测时段的最后一个所述温差指示器。

16.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中所述设备被配置为:基于以下中的至少一个来确定所述差值阈值:

-包括所述管道系统的地理区域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所述管道;

-所述管道系统的地理位置。

17.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器包括位于所述管道的处理器部分,以及远离所述管道并且被配置为从所述本地处理器部分接收温度数据的处理器部分,

其中,所述温度数据指示所述监测时段的至少一个所述温差,

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的温度数据,来执行所述确定:存在低流量。

18.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:确定参数的值,所述参数的值与所接收的第一和第二温度指示器之间的差值与所接收的环境温度指示器和水温的差值的比例成比例,

其中,处理器被配置为:基于所述估计的水温曲线确定所述水温,其中,所述第一和第二温度指示器以及水温指示同时的温度;

所述处理器被配置为:当所述确定的参数值超过阈值时,检测所述管道温度朝向所述估计的水温曲线的所述接近。

19.根据权利要求18所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:基于所述接收到的管道温度指示器中的每一个来确定所述确定的参数值,以及当确定的参数值全部超过阈值时,确定所述管道温度朝向所述估计的水温曲线的所述接近。

20.根据权利要求18或19所述的流体流量检测设备,其中,所述设备具有:

所述处理器被配置为:基于所述接收到的管道温度指示器中的每一个来确定所述确定的参数值,

所述处理器被配置为:检测用水,并确定所述高流量的持续时间,所述处理器被配置为:通过检测从所述管道温度传感器接收到的管道温度指示器的峰值,来执行所述用水检测;

计时器,用于测量来自上次检测到的用水的时间,其中,所述计时器被配置为响应于下一次检测到的所述用水而重置;以及

计时器,用于通过定时:

所述管道温度与所述估计的水温曲线的最大偏差保持在预定范围内多长时间;

当前所述管道温度的所述参数值保持在阈值以上多长时间;以及

所述管道温度保持平滑多长时间,

来测量所述检测到的高流量的持续时间。

其中,所述处理器被配置为:当所述检测到的高流量的所述测量的持续时间超过预定周期时,如果自从所述上次检测到的水用以来所述测量的时间大于预定持续时间,则指示高流量的类型。

21.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中所述处理器被配置为:通过检测所述接收到的管道温度指示器的峰值来检测瞬态使用,并且如果基于所述接收到的指示器,在上一次检测到的所述瞬态使用之后所述环境和管道温度交叉,则阻止指示高流量的所述泄漏信号。

22.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:通过检测所述接收到的管道温度指示器的峰值来检测瞬态使用,并且如果超过预定数目的所述检测到的峰值包括所述接收到的环境温度和管道温度的交叉,则阻止指示高流量的所述泄漏信号。

23.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置成:如果基于所述接收到的指示器,相应的接收到的第一和第二温度指示器之间的最小绝对差小于阈值,则阻止指示高流量的所述泄露信号。

24.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:如果所述接收到的管道温度的平均梯度在预定范围之外,则阻止指示高流量的所述泄漏信号。

25.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:如果出现至少以下之一,则阻止指示高流量的所述泄漏信号:

所述接收到的管道温度相对于拟合到所述接收到的管道温度的直线的的至少一个残差超过阈值;以及

所述残差的均方差超过阈值。

26.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中所述处理器被配置为:通过检测所述接收到的管道温度指示器的峰值来检测瞬态使用,并且被配置为:如果根据所述接收到的温度指示器检测到瞬态使用,则阻止指示高流量的所述泄漏信号。

27.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:通过检测所述接收到的管道温度指示器的峰值来检测瞬态使用,并且执行有效性检查,如果基于所述接收到的管道温度指示器,自上次检测到的所述瞬态使用之后最小管道温度和最大管道温度之间的差值大于阈值差值,则确定高流量测试无效,

所述处理器被配置为:如果所述有效性检查指示无效,则阻止输出指示高流量的所述泄漏信号。

28.根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:当基于所述接收到的环境温度指示器的平均梯度,规划的环境温度曲线与所述估计的水温曲线相交,则执行有效性检查以确定高流量测试无效,

所述处理器被配置为:如果所述有效性检查指示无效,则阻止输出指示高流量的所述泄漏信号。

29.一种可选地根据任一前述权利要求所述的流体流量检测设备,所述设备用于检测建筑物的管道系统中的漏水,所述设备被配置为执行测试以检测所述泄漏,并且输出指示所述测试结果的泄露信号,其中,所述设备具有:

用于检测环境温度的第一温度传感器;

用于检测管道温度的第二温度传感器,所述第二温度传感器与所述管道系统的管道相邻或热接触;以及

至少一条输入管线,其被配置为接收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:

所述接收到的管道温度指示器的曲率超过阈值;以及

环境温度变化在整个包含所述超过的曲率的持续时间内是平滑的,

并且其中:

所述设备被配置为阻止执行所述测试,直到检测到预定数目的所述可能的瞬态使用。

30.根据权利要求29所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:指示至少包括所述第二温度传感器的所述设备的全部或一部分未安装到所述管道,直到检测到所述潜在的瞬态使用的所述预定数目。

31.一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测试以检测所述泄漏,并输出指示所述测试结果的泄漏信号,其中所述设备具有:

用于检测环境温度的第一温度传感器;

用于检测管道温度的第二温度传感器,所述第二温度传感器与所述管道系统的管道相邻或热接触;以及

至少一条输入管线,其被配置为接收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指示包括至少所述第二温度传感器的所述设备的全部或一部分没有安装到所述管道上:检测到所述接收到的环境温度和管道温度指示器之间的偏移量,其中,所述偏移量是时间和相位偏移量中的一者。

32.一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流量测试,并且输出指示所述流量测试的结果的信号,其中所述设备具有:

用于检测环境温度的第一温度传感器;

用于检测管道温度的第二温度传感器,所述第二温度传感器与所述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

处理器,被配置为执行所述流量测试,

其中,所述流量测试包括基于以下几者中的至少一个来确定流速和与所述流速相关联的置信度水平:

-监测时段开始时的差值,所述接收到的环境温度指示器与所述接收到的管道温度指示器之间的所述差值;

-在所述监测时段结束时,所述开始时接收的管道温度指示器与所述接收的管道温度指示器的差值;

-在所述监测时段结束时,所述开始时接收的环境温度指示器与所述接收的环境温度之间的差值;

-所述最终接收的环境温度指示器与所述最终接收的管道温度指示器之间的差值;

-所述最终接收到的环境温度指示器与所述接收到的环境温度指示器的最终子集的平均值之间的差值;

-所述接收到的管道温度指示器的最终子集的平均梯度的指示器,

其中,所述设备被配置为:根据所述确定的流速和置信水平,来确定所述流量测试的结果。

33.根据权利要求32所述的流体流量检测设备,其中,所述设备被配置成:基于至少一个所述测试的结果和自从所述结果确定的流量分类,来输出所述泄漏信号,

其中,所述处理器被配置为:基于成对的所述确定的流速和所述确定的置信度水平的时间序列,来确定所述流量分类,所述对优选地具有各个24小时周期的连续的所述监测时段,其中,选择所述流量分类来自以下任何一项或多项:

-间歇性泄漏;

-边界泄漏;

-持续泄漏;以及

-无泄漏,

其中,所述设备被配置成根据所述确定的流量分类,来确定所述流量测试的结果。

34.根据权利要求32或33所述的流体流量检测设备,其中,所述处理器被配置为:如果所述接收到的环境温度指示器不稳定并且为以下中的至少一个:

所述接收到的所述监测时段的环境温度指示器的最大幅度变化超过阈值;以及

接收到的监测时段的环境温度指示器的频率变化超过阈值频率,

则指示流量不确定。

35.一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流量测试,并且输出指示所述流量测试的结果的信号,其中,所述设备具有:

用于检测环境温度的第一温度传感器;

用于检测管道温度的第二温度传感器,所述第二温度传感器与所述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

处理器,被配置为执行所述流量测试,

其中,处理器被配置为记录所述管道温度中各个急剧变化的时间指示;

其中,所述处理器被配置为:基于将所述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于自来水供应管道;以及

指示建筑物的占用情况。

36.一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,每个管道温度是所述管道系统的管道的外表面的温度;

如果第一监测时段的各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温曲线,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

基于所述第二监测时段的所述接收到的管道温度,通过检测所述管道温度是否接近所述估计的水温曲线来确定存在高流量。

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