智能液体流动管理方法、系统及检测装置与流程

本发明涉及输水检测领域，尤其涉及一种智能液体流动管理方法、系统及检测装置。

背景技术：

在天灾较多、输水管线容易损坏的地区，需要监控整体管网出水情况，当出现异常时需要及时控制，避免造成严重后果；在家里人们也常常忘记关水而导致整夜浪费；在农业方面，农业植栽须精准控制给水量、控制自动洒水装置喷水的水压、侦测地下水是否正常抽水等同样需要监控及管理，另外，还有水厂、酒店、民宿、监狱、军队、工厂宿舍这些具有大量住宿房间输水管线复杂的单位都需要进行监控。然而，现有技术中的输水状态检测方式效果都不理想，无法得到较为准确、稳定的检测数据。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的智能液体流动管理方法、系统及检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种智能液体流动的检测装置，包括

检测本体，一端为检测端，设置在待测管内部并接触待测液体，另一端为自由端，设置在所述待测管外部；

传感单元，设置在所述检测本体上的自由端，用于感测所述检测本体在液体推动下所述检测端发生的倾斜状态，并生成感测数据。

优选地，所述装置还包括设置在所述检测本体上的回正组件，用于在所述待测液体静止或者所述待测水管空置状态下，牵拉和/或推送所述自由端和/或检测端，从而将所述检测本体回正至中心位置状态。

优选地，所述回正组件包括固定件和弹性件，所述固定件固定设置于外部固定端，所述弹性件可弹性伸缩地连接在所述固定件和所述自由端之间或所述固定件和所述检测端之间。

优选地，所述检测本体还包括设置在所述自由端上的T型管，所述T型管T形两端分别连接所述回正组件。

优选地，所述回正组件包括两个所述固定件和两个所述弹性件，两个所述固定件分别固定于外部固定端的两处，两个所述弹性件分别连接所述T字形管件和/或十字形管件的T字形和/或十字形两端或内部。

优选地，所述弹性件为弹簧和/或弹性硅胶。

优选地，所述装置还包括

主控单元，与所述传感单元相连接，根据所述感测数据计算出当前液体流动状态数据，所述流动状态数据包括当前液体流动方向和流动速度；

存储器单元，与所述主控单元相连接，提供传感器数据倾斜角度与流速的对应表或计算公式；

信号收发单元，与所述主控单元相连接，并将所述流动状态数据发送到外部。

优选地，所述装置还包括能量提供装置，所述能量提供装置为振动能量转化器和/或太阳能转化器。

优选地，所述装置还包括液体流量控制装置，所述液体流量控制装置根据所述信号收发单元接收的控制命令对液体流量进行控制；其中，所述信号收发单元的信号传输形式包括有线或无线。

优选地，所述传感单元包括至少一个轴的加速度传感器，用于感测所述检测端的倾斜方向和倾斜角度。

所述感测数据包括所述检测端的倾斜方向和倾斜角度。

还提供一种智能液体流动的管理系统，包括中央控制装置、能量提供装置，以及一个或多个检测装置；

所述中央控制装置与一个或多个所述检测装置通讯，接收一个或多个所述检测装置的流动状态数据，并根据分析结果回传控制命令，对一个或多个所述检测装置进行控制。

优选地，所述检测装置安装在待测管的两端或按照预设距离间隔安装。

还提供一种智能液体流动的管理方法，所述方法包括利用至少一个检测装置执行如下步骤：

S1.感测管内液体流动，生成感测数据；

S2.根据所述感测数据运算后得到流动状态数据；

S3.将所述流动状态数据发送到外部中央控制装置；

S4.所述中央控制装置根据接收到的至少一个所述感测装置的所述流动状态数据进行分析，并输出控制指令。

优选地，每一所述检测装置通过传感单元感测所述检测本体在液体推动下所述检测端发生的倾斜状态，并生成感测数据；所述传感单元由至少一个轴的加速度传感器构成。

实施本发明的有益效果是：本发明的智能液体流动管理方法、系统及检测装置中，通过传感单元感测检测本体在液体推动下的倾斜状态，并生成感测数据，实现了输水状态数据的精确检测。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一些实施例中智能液体流动的检测装置的结构示意图；

图2是本发明一些实施例中智能液体流动的检测装置的原理示意图；

图3是本发明一些实施例中智能液体流动管理方法的流程示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1和图2示出了本发明一些实施例中智能液体流动的检测装置，用于通过检测本体20检测待测管60内待测液体的流动状态，并生成感测数据。本实施例中管内液体流动状态的检测装置包括检测本体20、回正组件40、传感单元10、主控单元30、存储器单元50、信号收发单元70、能量提供装置90和液体流量控制装置100，其中，检测本体20为棒状物，用于检测待测管60内部的待测液体流动状态；回正组件40用于在待测管60内液体静止或者空置时将检测本体20回正至中心位置状态；传感单元10用于感测检测本体20在液体推动下检测端21发生的倾斜状态，并生成感测数据；主控单元30用于根据感测数据计算出当前液体流动状态数据；储存器单元用于向主控单元30提供传感器数据倾斜角度与流速的对应表或计算公式；信号收发单元70用于将流动状态数据发送到外部；能量提供装置90用于利用太阳能、振动能等外界无线能量或有线能量为其他组件供电；液体流量控制装置100用于对液体流量进行控制。

其中，检测本体20为棒状物，其一端为检测端21，另一端为自由端22。检测端21设置在待测管60内部并接触待测液体，自由端22设置在待测管60外部。

回正组件40设置在检测本体20上，回正组件40用于在待测液体静止或者待测水管空置状态下，牵拉和/或推送自由端22和/或检测端21，从而将检测本体20回正至中心位置状态。可以理解地，在一些实施例中，中心位置状态即为竖直状态。作为选择，回正组件40的形式可以有多种，此处不做具体限定，只要可以实现相关功能即可。

在一些优选实施例中，回正组件40包括固定件41和弹性件42。固定件41固定设置于外部固定端，可以理解地，此处的外部固定端可以为底面或者其他位于检测装置外部的固定位置，从而使得检测本体20的支点在待测管外并可有效固定。弹性件42具有一定弹性，其可弹性伸缩地连接在固定件41和自由端22之间或固定件41和检测端21之间。当待测液体静止或者待测水管空置状态下，弹性件42达到弹力平衡，其可弹性收缩地将检测本体20通过检测端21或者自由端22回正。优选地，弹性件42为弹簧和/或弹性硅胶，或弹性物质，弹性物质可以是固态、液态或泥状的，具有弹性，并使检测本体20在没有其它外力作用下保持回正的一种物质。

在另一些优选实施例中，检测本体20还包括T型管，T型管设置在自由端22上，且T型管的T形两端分别连接回正组件40。此处的T型管是指水管，管型包括通管，T型、十字及多通道等水管类型。相应地，回正组件40包括两个固定件41和两个弹性件42，两个固定件41分别固定于外部固定端的两处，两个弹性件42分别连接T型管的T字形两端或内部。这样的好处是，检测本体20可通过T型管的T字形两端连接弹性件42，从而使得连接更加简易且牢固。

结合图2所示，传感单元10设置在检测本体20上的自由端22（图1中未图示），传感单元10用于感测检测本体20在液体推动下检测端21发生的倾斜状态，并生成感测数据。作为选择，传感单元10为重量极轻的微机电传感器。感测数据包括检测端21的倾斜方向和倾斜角度。在一些实施例中，传感单元10包括至少一个轴的加速度传感器，用于感测检测端21的倾斜方向和倾斜角度。作为选择，传感单元10为加速度、陀螺仪、地磁传感器中的一种或多种。

主控单元30与传感单元10相连接，用于根据感测数据计算出当前液体流动状态数据。其中，流动状态数据包括当前液体流动方向和流动速度。作为选择，主控单元30可以为MCU、芯片、电子电路等，此处不做限制，只要可以实现相关功能即可。

存储器单元50与主控单元30相连接，提供传感器数据倾斜角度与流速的对应表或计算公式，以供主控单元30调用。此处需要说明的是，储存器单元50中的传感器数据倾斜角度与流速的对应表，为通过实验室测试出检测本体20的倾斜角度与水流、水压的关系等数据，主控单元30在实际测试中根据检测本体20的姿态反向查询水流水压的数据，得到当前液体流动状态数据，从而实现测试目的。由于检测本体20受水流水压的大小与弹簧归中的力度呈一定关系，因此它能够测量的范围就是在检测本体20归中到完全偏向一边时的所有行程中不同的流速，流向只要偏向一边就能辨识出，关键在于流速是一个连续的数据，需要比较多的数据与之对应。

信号收发单元70与主控单元30相连接，信号收发单元70用于将流动状态数据发送到外部。作为选择，信号收发单元70的信号传输形式包括有线或无线。优选地，信号收发单元70可以为WiFi、蓝牙、红外、ZigBee等无线通信方式，此处不做具体限制，只要可以实现相关功能即可。

能量提供装置90用于为其他部件提供电能。优选地，能量提供装置90为振动能量转化器和/或太阳能转化器。或者，能量提供装置90也可以通过有线形式进行能量供应。在一些实施例中，能量提供装置90可以设置，也可以不设置，当不设置时，可用其他供电装置代替，只要可以实现相关功能即可。能量提供装置90设置的好处是，因为本发明实施例中检测装置大多是装设在较为隐蔽的处所，电力的取得是很大的问题，因此使用能量搜集系统透过电波或光线(灯光或太阳能)搜集能量，同时也采用超低功耗设计又限制电波的数据发送次数与发送条件，可让设备工作数年以上。进一步地，若无法达到电力平衡或因电池使用寿命问题造成电力不足时，也会将相关信息从信号收发单元70送出。

液体流量控制装置100 可根据具体应用需求设置在待测管60上。液体流量控制装置100根据信号收发单元70接收的控制命令对液体流量进行控制。具体地，当控制命令需要液体流量增大时，液体流量控制装置100对液体流量进行放大；当控制命令需要液体流量减小时，液体流量控制装置100对液体流量进行减少。液体流量控制装置100可通过阀门、开关等形式控制液体流量的放大或减少。

本发明另一些实施例中还提供一种智能液体流动的管理系统，包括能量提供装置、中央控制装置和前述实施例中智能液体流动的检测装置，其中检测装置的数量为一个或多个。作为选择，该系统还可包括一接收显示装置，可用于接收并显示相关数据。

其中，多个检测装置安装在待测管的两端或按照预设距离间隔安装。在一些优选实施例中，可在待测管的进水口采用带液体流量控制装置100的检测装置，在待测管的出水口采用带或者不带液体流量控制装置100的检测装置。

中央控制装置与一个或多个检测装置通讯，接收一个或多个检测装置的流动状态数据，并根据分析结果回传控制命令，对一个或多个检测装置进行控制。中央控制装置具有学习记忆功能，能够根据各管道的水流时间段、水流量大小记忆用户习惯。将记录的数据发送给用户。用户可以根据记录的数据调整流量开关设定，或根据自己的习惯进行流量设定。需要说明的是，用户可通过智能手机、平板电脑等方式与中央控制装置通讯。

本实施例中其他细节与前述实施例中智能液体流动的检测装置相当，此处不再赘述。

以下结合图3对本发明一些实施例中管内液体流动状态的检测方法进行原理说明。该方法利用前述实施例中管内液体流动状态的检测装置执行如下步骤S1-S4。

在步骤S1中，判断待测管60内是否有待测液体且待测液体流动，若是，则感测管内液体流动，生成感测数据；若否，则回正组件40将检测本体20回正至竖直状态。

在步骤S2中，根据感测数据运算后得到流动状态数据。此处的流动状态数据包括液体流动方向及流量值。作为选择，传感单元10为重量极轻的微机电传感器。感测数据包括检测端21的倾斜方向和倾斜角度。在一些实施例中，传感单元10包括至少一个轴的加速度传感器，用于感测检测端21的倾斜方向和倾斜角度。作为选择，传感单元10为加速度、陀螺仪、地磁传感器中的一种或多种。

在步骤S3中，信号收发单元70将流动状态数据发送到外部中央控制装置。此处的中央控制装置可以为接收装置或云端服务器。每一个所述感测装置依据管线不同进行了分组，并拥有不同的组号。云端进行的数据分析包括同一组管线中不同阶段、不同分管中流动的方向一致性、流量和相等的特性。云端进行的数据分析包括同一组管线中不同阶段。从而实现通过网络控制的方式控制不同管线的流量情况。

需要说明的是，通过实验室测试出检测本体20的倾斜角度与水流、水压的关系等数据，再在实际测试中根据检测本体20的姿态得到感测数据，通过感测数据反向查询当前液体流动状态数据，即水流水压的数据，从而实现测试目的。

本实施例中其他细节与前述实施例中智能液体流动的检测装置相当，此处不再赘述。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。