智能漏水保护装置及其控制方法与流程

本发明涉及安全用水领域，尤其涉及一种智能漏水保护装置及其控制方法。

背景技术：

在居家生活中，厨房、浴室是必不可少的。在厨房、浴室中，供水管路错综复杂，并且由于装修以及家具摆放等诸多原因，用户不能方便的对供水管路进行检测，因此当管路发生漏水的时候，会导致用户不能及时发现，进而有可能对用户家中的装修造成损坏。再者，随着现在生活压力越来越大，人们也会出现忘关水龙头的情况，这就会造成水资源的浪费。因此需要设计一种智能漏水保护装置，来解决以上问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种智能漏水保护装置及其控制方法，以便在出现问题时能够及时的关闭进水管路，防止水资源浪费以及防止因漏水而造成的损坏。

为了实现上述目的，本发明的一方面提出了一种智能漏水保护装置，包括两端均具有连接部的检测管，沿着水流的方向，在所述检测管上依次设有过滤器、电动执行装置以及压力传感器，在所述过滤器之后的检测管上还设有流量传感器，所述电动执行装置包括设置于检测管内部的电动执行器以及驱动该电动执行器动作的电机；所述电机、压力传感器、流量传感器均与控制装置相连接。

优选的是，在所述检测管上还设有单向阀。

优选的是，所述智能漏水保护装置还包括流量转换阀，所述流量转换阀设置于过滤器之后的检测管内部；在所述流量转换阀周围的检测管上还连接有旁通管，所述流量传感器设置于所述旁通管的管路上。

优选的是，所述流量转换阀包括两组设置于检测管内部的支撑筋，托杆经由支撑筋进行固定，在所述托杆上设有与托杆相垂直的挡板，在检测管内部还设有与挡板配合使用的阀座，在阀座之后的挡板与支撑筋之间连接有弹簧。

优选的是，所述控制装置包括控制单元，所述控制单元分别与电源单元、键盘单元、测温单元、流量测量单元、压力采集单元、驱动输出单元、显示单元以及报警单元相连接；其中所述流量测量单元包括所述流量传感器，所述压力采集单元包括所述压力传感器，所述驱动输出单元用于驱动所述电机。

优选的是，所述控制装置还包括与所述控制单元相连接的无线遥控解码单元。

优选的是，所述控制装置还包括与所述控制单元相连接的无线通信单元。

优选的是，所述智能漏水保护装置还包括水流发电装置，所述水流发电装置安装在检测管中或者水管管路中，所述水流发电装置与所述电源单元相连接。

本发明的另一方面还提出了一种基于上述智能漏水保护装置的控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、判断电动执行器是否处于正常的工作状态；

步骤2、如果否，则通过显示单元进行显示，并通过报警单元报警；

步骤3、如果是，则判断测温单元检测到的温度是否高于0℃；

步骤4、如果否，则关闭电动执行器，并通过显示单元进行显示，通过报警单元报警；

步骤5、如果是，则判断流量测量单元检测到的流量是否为零；

步骤6、如果否，则包括以下步骤：步骤61、判断流量测量单元检测到的流量是否处于滴漏状态下的流量范围；步骤62、如果否，判断检测到的流量是否是用户预设的流量档位；步骤63、当检测到的流量不是用户预设的流量档位时，通过第三计时器计时，记录用水量；在计时过程中，当检测的流量维持在t1时间段内无变化时，将该流量记作第一基准值；当检测的流量出现浮动时，变化后的流量维持在t2时间段内无变化时，将该流量记作第二基准值；判断流量浮动量是否大于用户预设值，并且在第二基准值之后的t3时间段内检测的流量值与第一基准值的差值的绝对值持续大于用户预设值；步骤64、当满足步骤63的判断条件时，将第三计时器及用水量均清零，之后返回步骤62；当不满足步骤63的判断条件时，转到步骤610；步骤65、当检测到的流量是用户预设的流量档位时，通过第三计时器计时，记录用水量；在计时过程中，将该档位的流量记作第一基准值；判断检测的流量是否出现浮动；步骤66、当检测的流量无浮动时，转到步骤610；当检测的流量有浮动时，当变化后的流量维持在t2时间段内无变化时，将该流量记作第二基准值；判断流量浮动量是否大于用户预设值，并且在第二基准值之后的t3时间段内检测的流量值与第一基准值的差值的绝对值持续大于用户预设值；当满足以上判断条件时，返回步骤64；当不满足以上判断条件时，转到步骤610；步骤67、当检测到的流量处于滴漏状态下的流量范围时，通过第二计时器计时，并在计时过程中，时刻判断检测到的流量是否处于滴漏状态下的流量范围；步骤68、如果是，当计时时间大于用户预设的第二阈值时，关闭电动执行器，并通过显示单元进行显示，报警单元报警；步骤69、如果否，当流量高于滴漏状态下的流量时，返回步骤62，同时第二计时器不清零；步骤610、判断第二计时器的计时时间是否大于第二阈值，判断第三计时器的计时时间是否大于用户预设的相应阈值，判断用水量是否大于用户预设的相应阈值；步骤611、当满足任一比较条件时，关闭电动执行器，并通过显示单元进行显示，报警单元报警；

步骤7、当检测到的流量为零时，则通过第一计时器计时，并在计时过程中时刻判断检测的流量是否为零；

步骤8、如果是，当计时时间大于用户预设的第一阈值时，关闭电动执行器，并通过显示单元进行显示，通过报警单元报警；

步骤9、如果否，将第一计时器清零，并返回步骤6。

本发明还提出了一种基于上述智能漏水保护装置的控制方法，所述方法包括通过管道测压的方式对管道渗漏的检测方法，包括以下步骤：

步骤1、当到达用户设定的清洁时间，同时流量测量单元检测到的流量为零时，关闭电动执行器，并通过显示单元进行显示；

步骤2、通过压力传感器采集检测管的压力值，并将该压力值设有预设值；

步骤3、对检测管持续测压，在预设时间内，判断实时压力是否小于步骤2中的预设值；

步骤4、如果否，则判定管道没有渗漏，打开电动执行器；

步骤5、如果是，则判定管道存在渗漏，维持关闭电动执行器的动作，并通过显示单元进行显示。

本发明的该方案的有益效果在于上述智能漏水保护装置结构简单、使用方便、功能齐全、检测精度高，通过相应的控制方法能够实现漏水保护、管道测压、低温防冻、远程控制等功能，能够防止水资源浪费以及防止因漏水而造成的损坏。

附图说明

图1示出了本发明所涉及的智能漏水保护装置的第一种实施例的结构示意图。

图2示出了本发明所涉及的智能漏水保护装置的第二种实施例的结构示意图。

图3示出了本发明所涉及的智能漏水保护装置的第三种实施例的结构示意图。

图4示出了本发明所涉及的流量转换阀的结构示意图。

图5示出了本发明所涉及的控制原理示意图。

图6示出了本发明所涉及的控制单元与测温单元、键盘单元、流量测量单元以及显示单元的连接关系图。

图7示出了本发明所涉及的电源单元的电路图。

图8示出了本发明所涉及的压力采集单元的电路图。

图9示出了本发明所涉及的驱动输出单元的电路图。

图10示出了本发明所涉及的报警单元的电路图。

图11示出了本发明所涉及的无线遥控解码单元的电路图。

图12示出了本发明所涉及的无线通信单元的电路图。

图13、14示出了本发明所涉及的控制方法的流程图。

附图标记：1-检测管，2-过滤器，3-电动执行装置，4-压力传感器，5-流量传感器，51-超声波流量计，52-叶轮流量计，6-单向阀，7-流量转换阀，71-支撑筋，72-托杆，73-挡板，74-阀座，75-弹簧，8-控制装置，9-旁通管，10-水流发电装置，a-控制单元，b-电源单元，c-键盘单元，d-测温单元，e-流量测量单元，f-压力采集单元，g-驱动输出单元，h-显示单元，i-报警单元，j-无线遥控解码单元，k-无线通信单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1-2所示，本发明所涉及的智能漏水保护装置包括两端均具有连接部的检测管1，在本实施例中，连接部可采用螺纹方式；沿着水流的方向，在所述检测管1上依次设有过滤器2、电动执行装置3以及压力传感器4，在所述过滤器2之后的检测管1上还设有流量传感器5，所述流量传感器5可采用设置于检测管1上的超声波流量计51，如图1所示，所述流量传感器5还可以采用设置于检测管1内部的叶轮流量计52，如图2所示。在所述检测管1上还可以设有单向阀6；所述电动执行装置3包括设置于检测管1内部的电动执行器以及驱动该电动执行器动作的电机，在本实施例中，所述电动执行器可采用电动球阀或者电磁阀等；所述电机、压力传感器4、流量传感器5均与控制装置8相连接。

如图3所示，为了提高检测精度，所述智能漏水保护装置还包括流量转换阀7，所述流量转换阀7设置于过滤器2之后的检测管1内部；在所述流量转换阀7周围的检测管1上还连接有旁通管9，所述流量传感器5设置于所述旁通管9的管路上，所述流量转换阀7置于所述旁通管9所包围的检测管1内部。当所述智能漏水保护装置包括流量转换阀7时，所述单向阀6设置于所述旁通管9所包围的检测管1之外的管路上。

如图4所示，在本实施例中，所述流量转换阀7包括两组设置于检测管1内部的支撑筋71，托杆72经由支撑筋71进行固定，在所述托杆72上设有与托杆72相垂直的挡板73，所述托杆72与挡板73是一体化的结构，在检测管1内部还设有与挡板73配合使用的阀座74，在阀座74之后的挡板73与支撑筋71之间连接有弹簧75。当无流量或者滴漏状态下，所述流量转换阀7处于关闭的状态，当用户正常用水时，由于流量转换阀7两端的压差大于弹簧75的推力，因此主水流会通过流量转换阀7。

如图5所示，本发明所涉及的控制装置8包括控制单元a，所述控制单元a分别与电源单元b、键盘单元c、测温单元d、流量测量单元e、压力采集单元f、驱动输出单元g、显示单元h以及报警单元i相连接。如图6-10所示，在本实施例中，所述控制单元a包括型号为stc89c52的控制芯片u1；所述电源单元b利用型号为mcp73831的锂电池充电管理控制器u3将外接电源vin进行转换，以便为控制装置8供电，同时所述锂电池充电管理控制器u3还对蓄电池b1充电，以便在外接电源vin断电时，可以通过蓄电池b1继续为控制装置8供电；所述键盘单元c包括三个与所述控制芯片u1相连接的按键，以便用户设置相关的参数阈值；所述测温单元d包括型号为ds18b02的温度传感器u2，以便检测环境温度；所述流量测量单元e包括流量传感器5；所述压力采集单元f利用型号为hx711的ad转换芯片u4将压力传感器4的信号转换成数字信号，进而传输至控制单元a中，在本实施例中，所述压力传感器4采用0-1mpa的陶瓷压阻式压力传感器；所述驱动输出单元g包括型号为l9110的电机驱动芯片u5，通过接收控制芯片u1的控制指令，所述电机驱动芯片u5驱动电动执行装置3中的电机m动作，进而使得所述电机m带动电动执行器动作，实现管路的导通或关闭；所述显示单元h包括lcd1602显示屏；所述报警单元i采用声音报警的方式，通过控制芯片u1来控制第二三极管q2的导通或关断来控制蜂鸣器的动作。

所述控制装置8还可以包括与所述控制单元a相连接的无线遥控解码单元j和无线通信单元k，如图11-12所示，所述无线遥控解码单元j利用rf接收板n接收遥控器的控制信号，进而将信号传输至型号为rfe273的无线遥控开关解码芯片u6进行解码，之后所述无线遥控开关解码芯片u6将信号传输至控制芯片u1中，所述控制芯片u1根据接收到的信号控制所述电机驱动芯片u5，进而实现管路的导通或关闭。所述无线通信单元k包括型号为esp8266的无线通信模块u7，所述控制芯片u1将信息通过所述无线通信模块u7进行传输，具体的可以将信息传输至手机、电脑等终端。

为了实现电源的自供给，本发明所涉及的智能漏水保护装置还包括水流发电装置10，所述水流发电装置10安装在检测管1中或者水管管路中，在本实施例中，所述水流发电装置10采用型号为f50-5v的水流发电装置，其能提供直流5v稳压输出，所述水流发电装置10与所述电源单元b相连接，具体是将所述水流发电装置10的正极与电源单元b中的vin连接端相连接。

本发明所涉及的智能漏水保护装置的控制方法包括以下步骤，如图13-14所示，

步骤1、判断电动执行器是否处于正常的工作状态。

步骤2、如果否，则通过显示单元h进行显示，并通过报警单元i报警。

步骤3、如果是，则判断测温单元d检测到的温度是否高于0℃。

步骤4、如果否，则关闭电动执行器，以便关闭管路，并通过显示单元h进行显示，通过报警单元i报警。

步骤5、如果是，则判断流量测量单元e检测到的流量是否为零。

步骤6、如果否，则包括以下步骤：步骤61、判断流量测量单元e检测到的流量是否处于滴漏状态下的流量范围，在本实施例中，用户将滴漏状态下的流量范围设置在每小时0.5~10升。步骤62、如果否，判断检测到的流量是否是用户预设的流量档位，在具体的使用过程中，用户可以为某些用水量大的设备单独设定流量档位，例如太阳能的流量档位为每小时650升，针对每个流量档位都单独设定时间阈值以及用水量的阈值；针对检测的流量不属于预设的流量档位的情况，则设定统一的时间阈值以及用水量的阈值。步骤63、当检测到的流量不是用户预设的流量档位时，通过第三计时器计时，记录用水量；在计时过程中，当检测的流量维持在t1时间段内无变化时，将该流量记作第一基准值；当检测的流量出现浮动时，变化后的流量维持在t2时间段内无变化时，将该流量记作第二基准值；判断流量浮动量是否大于用户预设值，并且在第二基准值之后的t3时间段内检测的流量值与第一基准值的差值的绝对值持续大于用户预设值。步骤64、当满足步骤63的判断条件时，将第三计时器及用水量均清零，之后返回步骤62。当不满足步骤63的判断条件时，转到步骤610。步骤65、当检测到的流量是用户预设的流量档位时，通过第三计时器计时，记录用水量；在计时过程中，将该档位的流量记作第一基准值；判断检测的流量是否出现浮动。步骤66、当检测的流量无浮动时，转到步骤610；当检测的流量有浮动时，当变化后的流量维持在t2时间段内无变化时，将该流量记作第二基准值；判断流量浮动量是否大于用户预设值，并且在第二基准值之后的t3时间段内检测的流量值与第一基准值的差值的绝对值持续大于用户预设值；当满足以上判断条件时，返回步骤64；当不满足以上判断条件时，转到步骤610。步骤67、当检测到的流量处于滴漏状态下的流量范围时，通过第二计时器计时，并在计时过程中，时刻判断检测到的流量是否处于滴漏状态下的流量范围。步骤68、如果是，当计时时间大于用户预设的第二阈值时，关闭电动执行器，并通过显示单元h进行显示，报警单元i报警。步骤69、如果否，当流量高于滴漏状态下的流量时，返回步骤62，同时第二计时器不清零。步骤610、判断第二计时器的计时时间是否大于第二阈值，判断第三计时器的计时时间是否大于用户预设的相应阈值，判断用水量是否大于用户预设的相应阈值。步骤611、当满足任一比较条件时，关闭电动执行器，并通过显示单元h进行显示，报警单元i报警。

步骤7、当检测到的流量为零时，则通过第一计时器计时，并在计时过程中时刻判断检测的流量是否为零。

步骤8、如果是，当计时时间大于用户预设的第一阈值时，关闭电动执行器，并通过显示单元h进行显示，通过报警单元i报警。

步骤9、如果否，将第一计时器清零，并返回步骤6。

本发明所涉及的智能漏水保护装置还能对电动执行器进行清洁，同时通过管道测压的方式对流量传感器测量不到的微小管道渗漏进行检测，具体的检测方法包括以下步骤：

步骤1、当到达用户设定的清洁时间，同时流量测量单元e检测到的流量为零时，关闭电动执行器，并通过显示单元h进行显示。

步骤2、通过压力传感器4采集检测管1的压力值，并将该压力值设有预设值。

步骤3、对检测管1持续测压，在预设时间内，判断实时压力是否小于步骤2中的预设值。

步骤4、如果否，则判定管道没有微小渗漏，打开电动执行器。

步骤5、如果是，则判定管道存在微小渗漏，维持关闭电动执行器的动作，并通过显示单元h进行显示。

本发明所涉及的智能漏水保护装置结构简单、使用方便、功能齐全、检测精度高，能够实现漏水保护、管道测压、低温防冻、远程控制等功能，能够防止水资源浪费以及防止因漏水而造成的损坏。