一种浸入式表压测量方法、测量装置及智能消火栓与流程

本发明主要涉及消火栓技术领域，特指一种浸入式表压测量方法、测量装置及智能消火栓。

背景技术：

仪表所测压力主要包括绝对压力、大气压力、正压力（习惯上称表压）、负压（习惯上称真空）和差压。工程技术上所测量的多为表压，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。液体液位、压力值的测量通常为液体相对于大气的表压。当前的技术实现方式是一端压力感应面与液位接触，另一端压力感应面与大气接触。压力芯体对两个压力面进行压力采样处理从而得出表压。因此，测量表压的压力传感器必须有一个压力感应面与大气接触。例如投入式液位计的压力探头投入到液体容器内部，另一个压力感应面通过带有透气管的特制电缆引出到液面外。

随着物联网技术与智慧城市建设的发展，很多应用场景需要测量液位、压力，例如井盖下液位测量、地下管网压力测量等。而在这些测量应用场景中，包括压力感应及数据处理装置设备常被水浸没，而普通的压力传感器必须安装在液体容器外面。如果这些装置不能可靠的防水，则会导致设备损坏，但如果进行了防水，所测量的压力值势必为绝对压力，而实际的绝对压力值会随着传感器所在位置的气压变化而变化，从而造成测量的表压值不准，偏差大，影响系统数据的应用，甚至造成不良后果。例如供水管网调度系统以压力为基准调整加压泵站的供水压力，如果测量点的实际压力小于读数压力，加压泵将增加压力，有可能造成管网的破裂。又如排水监测系统中的投入式液位计，如果实际液位大于读数液位，排水装置将不会触发工作，造成排水不及时，易产生内涝。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种压力检测精准的浸入式表压测量方法，并相对应的公开了一种结构简单、压力检测精准的测量装置以及智能消火栓。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种浸入式表压测量方法，包括以下步骤：

s01、测量待测液体内部的绝对压力值，并检测用于检测大气压力的气压传感单元是否位于水浸状态；

s02、当检测到所述气压传感单元处于无水浸状态时，根据待测液体内部的绝对压力值与气压传感单元测量的大气压力值得到待测液体内部的表压值；

当检测到所述气压传感单元处于水浸状态时，通过从公用天气预报网络获知本地的大气压力值，并与绝对压力值结合得到待测液体内部的表压值。

本发明还公开了一种浸入式表压测量装置，包括控制器、绝压传感单元、气压传感单元、水浸传感单元和供电单元；所述绝压传感单元和气压传感单元均与控制器相连；所述供电单元与所述控制器、绝压传感单元和气压传感单元相连，用于提供电源；所述绝压传感单元安装于待测液体的内部，用于测量液体内部的绝对压力；所述气压传感单元用于检测大气压力；所述水浸传感单元用于检测所述气压传感单元是否处于水浸状态；当所述水浸传感单元检测所述气压传感单元处于无水浸状态时，所述控制器通过绝压传感单元测量的绝对压力值与气压传感单元测量的大气压力值得到待测液体内部的表压值；当所述水浸传感单元检测所述气压传感单元处于水浸状态时，所述控制器通过从公用天气预报网络获知本地的大气压力值，并与绝压传感单元测量的绝对压力值结合得到待测液体内部的表压值。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述绝压传感单元包括壳体和绝压传感器，所述绝压传感器密封安装于壳体内且感应面与液体接触。

所述绝压传感器通过无导气管和信号电缆与所述控制器相连。

所述供电单元包括锂亚电池和ups供电模块。

所述气压传感单元包括气压传感器，所述气压传感器的呼吸膜采用防水透气膜。

本发明还公开了一种智能消火栓，包括消火栓本体、阀杆总成和消火栓帽，所述阀杆总成安装于所述消火栓本体内，所述消火栓帽安装于所述消火栓本体的上端面，还包括如上所述的浸入式表压测量装置；浸入式表压测量装置中的控制器和气压传感单元安装于所述消火栓帽内，所述绝压传感单元安装于阀杆总成上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述阀杆总成包括阀杆、阀板总成、法兰盘、丝杆和开关手柄；所述法兰盘安装于所述消火栓本体上，所述法兰盘安装有密封轴承，所述开关手柄的一端穿过所述法兰盘上的密封轴承后与所述丝杆螺纹连接，所述丝杆的另一端与所述阀杆的一端相连，所述阀杆的另一端连接阀板总成。

所述阀板总成包括连接部、阀板和密封层；所述连接部的一端与所述阀杆连接，另一端与阀板连接，所述阀板的密封面安装有密封层，所述绝压传感器通过树脂胶灌封在所述密封层内且压力感应面与外部环境接触。

所述消火栓帽密封安装于所述法兰盘上，所述消火栓帽上安装有防水透气的呼吸阀。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的浸入式表压测量装置，通过绝压传感单元和气压传感单元之间的有机结合，能够实现对待测液体内部压力的精准测量，而且结构简单、易于实现。

本发明的浸入式表压测量装置，通过水浸传感单元对气压传感单元水浸状态的检测，当水浸传感单元检测气压传感单元处于水浸状态时，即此时的气压传感单元无法精准的检测到大气压力，控制器通过从公用天气预报网络获知本地的大气压力值，并与绝压传感单元测量的绝对压力值结合得到液体内部的表压值，进一步提高压力检测的精准性。

本发明的智能消火栓，同样具有如上浸入式表压测量装置所述的优点，保证供水管网内水压的精准测量，实现供水压力的恒定，而且整体结构简单、易于实现。

附图说明

图1为本发明实施例中测量装置的结构框图。

图2为本发明实施例中测量装置在具体应用时的实施例图。

图3为本发明实施例中的智能消火栓的结构示意图。

图4为本发明实施例中的绝压传感单元安装结构示意图。

图中标号表示：1、控制器；101、盒体；2、绝压传感单元；3、气压传感单元；4、水浸传感单元；5、供电单元；6、传感器调理电路；7、数据采集电路；8、通信模块；9、云服务器；10、消火栓本体；11、阀杆总成；1101、阀杆；1102、阀板总成；11021、连接部；11022、阀板；11023、密封层；1103、法兰盘；1104、丝杆；1105、开关手柄；12、消火栓帽。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

本实施例的浸入式表压测量方法，包括以下步骤：

s01、测量待测液体内部的绝对压力值，并检测用于检测大气压力的气压传感单元3是否位于水浸状态；

s02、当检测到所述气压传感单元3处于无水浸状态时，根据待测液体内部的绝对压力值与气压传感单元3测量的大气压力值得到待测液体内部的表压值；

当检测到所述气压传感单元3处于水浸状态时，通过从公用天气预报网络（具有公用查询端口）获知本地的大气压力值，并与绝对压力值结合得到待测液体内部的表压值。

如图1和图2所示，本实施例的浸入式表压测量装置，包括控制器1、绝压传感单元2、气压传感单元3和供电单元5；其中绝压传感单元2和气压传感单元3均与控制器1相连；供电单元5与控制器1、绝压传感单元2和气压传感单元3相连，用于提供控制器1和各传感单元的电源；绝压传感单元2安装于待测液体的内部，用于测量液体内部的绝对压力；气压传感单元3用于检测大气压力；控制器1通过绝压传感单元2测量的绝对压力值与气压传感单元3测量的大气压力值得到液体内部的表压值（其中表压值=绝对压力值-大气压力值）。本发明的浸入式表压测量装置，通过绝压传感单元2和气压传感单元3之间的有机结合，能够实现对待测液体内部压力的精准测量，而且结构简单、易于实现。

本实施例中，还包括水浸传感单元4（如水浸传感器），用于检测气压传感单元3（如气压传感器）是否处于水浸状态；当水浸传感单元4检测气压传感单元3处于无水浸状态时，控制器1通过绝压传感单元2测量的绝对压力值与气压传感单元3测量的大气压力值得到液体内部的表压值；当水浸传感单元4检测气压传感单元3处于水浸状态时，即此时的气压传感单元3无法精准的检测到大气压力，控制器1通过从公用天气预报网络（具有公用查询端口，通过联网即可实现历史大气压力或者实时大气压力的查询）获知本地的大气压力值，并与绝压传感单元2测量的绝对压力值相结合得到液体内部的表压值。通过对气压传感单元3水浸状态的检测，能够进一步提高压力检测的精准性。此种情况大多应用于无法通过气压传感单元3精确得到大气压力的场合，如应用于各种窨井内部时，气压传感单元3存在水浸的情况。

如图1所示，在具体实施例中，还包括传感器调理电路6、数据采集电路7和通信模块8；传感器调理电路6与绝压传感单元2和气压传感单元3相连，用于对各传感单元的数据进行数字化转换；数据采集电路7则分别与水浸传感单元4、数据采集电路7和控制器1相连，用于采集各传感单元的数据并发送至控制器1。另外，控制器1通过通信模块8向云服务器9获取本地的大气压力值，其中云服务器9具有天气预报数据接口，可连接至公用天气预报网络。另外，供电单元5优选采用长效锂亚电池，结合低功耗硬件设计，使用寿命长，且还具有ups供电模块，实现供电的可靠性；在供电条件允许的情况下，也可采用外部供电。其中传感器调理电路6、数据采集电路7、水浸传感器、控制器1、通信模块8、供电单元5构成智能传感器终端，封装在密封盒体101内。在具体应用至窨井内部时，如图2所示，盒体101安装于窨井上部的侧壁上，气压传感器和水浸传感器安装于盒体101上，当然，气压传感器也可以安装于盒体101内，通过防水透气的呼吸阀与盒体101外部的大气接触；绝压传感器放置于窨井的底部，绝压传感单元2包括壳体和绝压传感器，绝压传感器密封安装于壳体内且感应面与液体接触，用于感知液体压力；绝压传感器通过普通无导气管的信号电缆通入至盒体101内，电缆与盒体101的接口采用ip68工艺密封；相对于现有传统的带透气管的浸入式压力传感器，能够节约线材成本。

本发明的浸入式表压测量装置不仅可以应用于如图2所示的窨井内部，也可以应用于消火栓内进行供水管网水压的测量，形成一种对液体压力进行精准测量的智能消火栓，如图3所示，本发明的智能消火栓，具体包括消火栓本体10、阀杆总成11和消火栓帽12，阀杆总成11安装于消火栓本体10内，消火栓帽12密封安装于消火栓本体10的上端面，还包括如上所述的浸入式表压测量装置；浸入式表压测量装置中的控制器1和气压传感单元3安装于消火栓帽12内，绝压传感单元2（绝压传感器）安装于阀杆总成11上。本发明的智能消火栓，同样具有如上浸入式表压测量装置所述的优点，保证供水管网内水压的精准测量，实现供水压力的恒定，而且整体结构简单、易于实现。

本实施例中，阀杆总成11包括阀杆1101、阀板总成1102、法兰盘1103、丝杆1104和开关手柄1105；法兰盘1103安装于消火栓本体10上，法兰盘1103安装有密封轴承且套设在开关手柄1105上，即开关手柄1105的一端穿过法兰盘1103上的密封轴承后与丝杆1104螺纹连接（丝杆1104的上端为螺套，开关手柄1105的一端为外螺纹，与螺套螺纹连接），丝杆1104的另一端与阀杆1101的一端相连，阀杆1101的另一端连接阀板总成1102；阀板总成1102包括连接部11021、阀板11022和密封层11023；连接部11021的一端与阀杆1101的另一端连接，另一端与阀板11022连接，阀板11022的密封面安装有密封层11023，用于与消火栓本体10内部的挡圈相配合实现消火栓的开关；其中绝压传感器通过树脂胶灌封在密封层11023内且压力感应面与外部环境接触，绝压传感器通过普通的信号电缆与消火栓帽12内的智能传感器终端相连，如图4所示。另外，消火栓帽12密封安装于法兰盘1103上，消火栓帽12上安装有防水透气的气压呼吸阀，用于与外部环境相连通，保证气压传感器能实时精准的检测到大气压力。当开关手柄1105旋转时，在丝杆1104的螺套内旋转，带动丝杆1104上下升降，使丝杆1104下端的阀板11022与消火栓本体10内部的挡圈分离或接触，实现消火栓的开关。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。