防水锤压力变送器的制作方法

本实用新型属于管网压力监测技术领域，更具体地说，是涉及一种防水锤压力变送器。

背景技术：

目前，供水企业在对各供水网点的远程监控过程中，供水调度人员通常需要通过包含有压力变送器的管网压力监测系统，对各供水网点的供水压力情况进行远程监控和管理，以保障各供水网点的供水压力平衡和供水安全。然而，由于各供水网点的供水管道为一个密闭的复杂管路系统，常常会因为水体流量的急剧变化而引起较大的压力波动，严重时还会形成水力学当中的“水锤效应”，容易导致压力变送器远程传输的压力不精准，甚至造成压力变送器损坏，从而影响供水水压的监控和管理。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种防水锤压力变送器，旨在解决现有技术中存在的供水管道中形成的“水锤效应”，容易导致压力变送器远程传输的压力不精准或者造成压力变送器损坏，影响供水水压的监控和管理的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种防水锤压力变送器，包括用于检测供水管道内供水压力的压力传感器、用于将所述压力传感器采集的压力信号进行远程传输的数据传送器、以及用于控制所述数据传送器向管网压力监控后台传输压力数据的控制器，所述数据传送器与控制器电性连接；所述防水锤压力变送器还包括用于稳定流体压力并消除水锤效应的压力阻尼器，所述压力阻尼器两端分别具有流体压力输入端口和流体压力输出端口，所述流体压力输入端口与所述供水管道相连通，所述流体压力输出端口与所述压力传感器的压力检测端口相连接，所述压力传感器的压力信号输出端口与所述控制器电性连接。

进一步地，所述数据传送器包括用于无线数据传输的无线网络通信装置，所述无线网络通信装置与所述控制器电性连接。

进一步地，所述无线网络通信装置包括防水壳体、通信电路板、与所述通信电路板电性连接的通信模组、以及用于将所述通信模组电性连接于所述控制器的信号传输线，所述信电路板和所述通信模组设置于所述防水壳体中。

进一步地，所述无线网络通信装置还包括用于压力信号远程输送和/或远程控制信号接收的天线，所述天线设置于所述防水壳体内，所述天线与所述通信模组电性连接。

进一步地，所述通信模组采用GPRS、NB-IoT或者4G模组。

进一步地，还包括用于将所述压力传感器采集的压力信号进行信号调理的信号调理模块，所述信号调理模块的信号输入端与所述压力传感器的压力信号输出端口电性连接，所述信号调理模块的信号输出端与所述控制器电性连接。

进一步地，所述信号调理模块包括用于将所述压力传感器采集的压力信号进行滤波降噪处理的信号滤波器、用于在对所述压力传感器进行温度补偿的温度补偿模组、以及用于将所述压力传感器采集的压力信号进行放大的信号放大器。

进一步地，所述信号滤波器采用低通滤波器。

进一步地，还包括用于将所述压力传感器采集的压力信号进行模数转换的模数转换器，所述模数转换器的信号输入端与所述压力传感器电性连接，所述模数转换器的信号输出端与所述控制器电性连接。

进一步地，所述控制器包括用于压力数据处理分析的数据处理器、用于将经所述数据处理器处理后的压力数据进行储存的数据存储器、以及用于对数据传送器进行电源管理的电源管理模块。

本实用新型提供的防水锤压力变送器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供的防水锤压力变送器，在供水管道内设置有压力阻尼器，供水管道中的水体压力经压力阻尼器稳定并消除水锤效应后，再通过压力传感器进行压力检测和压力数据采集，既可以降低水锤效应对压力传感器采集压力数据准确度的影响，又可以有效防止水锤效应形成的具有破坏性的水击作用对压力传感器造成不可逆性损坏，在提高了压力变送器压力数据采集准确度和精度的同时，增强了压力变送器工作性能的稳定性和可靠性，从而解决了供水管道中形成的“水锤效应”，容易导致压力变送器远程传输的压力不精准或者造成压力变送器损坏，影响供水水压的监控和科学管理的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的防水锤压力变送器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的防水锤压力变送器的功能模块流程图。

其中，图中各附图主要标记：

1-供水管道；2-压力传感器；3-压力阻尼器；4-数据传送器；41-防水壳体； 42-信号传输线；5-管网压力监控后台；6-控制器；7-信号调理模块；8-模数转换器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请一并参阅图1至2，现对本实用新型提供的防水锤压力变送器进行说明。本实用新型实施例提供的防水锤压力变送器，包括用于检测供水管道1内水压的压力传感器2、用于稳定流体压力并消除水锤效应的压力阻尼器3、用于将压力传感器2采集的压力信号进行远程传输的数据传送器4、以及用于控制数据传送器4以间歇或者连续工作的方式向管网压力监控后台5传输压力数据的控制器6，压力阻尼器3两端分别具有流体压力输入端口和流体压力输出端口，流体压力输入端口与供水管道1相连通，流体压力输出端口与压力传感器2 的压力检测端口相连接，压力传感器2的压力信号输出端口与控制器6电性连接，数据传送器4与控制器6电性连接。

优选地，压力传感器2采用高精度的固态应变计量式压力传感器，压力传感器2也可以采用硅压阻式压力探头对压力信号进行采集，压力传感器2采用固态应变计量式压力传感器或者硅压阻式压力探头进行压力信号采集，具有测量精度高、测量范围宽等优点。当然，压力传感器2也可以采用其它高精度压力传感器或者压力计量仪，其可根据实际测量精度与工作需要而选取，在此不做限制。优选地，控制器6采用CPU(中央处理器)，其包括数据运算逻辑部件、数据储存部件和控制部件。

本实用新型实施例提供的防水锤压力变送器的基本工作原理：供水网点的供水管道1中的水体压力通过压力阻尼器3的流体压力输入端口传递至压力阻尼器3中，经压力阻尼器3稳定后的流体压力，再从压力阻尼器3的流体压力输出端口传递至压力传感器2的压力检测端口，以供压力传感器2对供水管道 1中的水体压力进行压力数据采集。在此过程中，当由于水厂的供水设备的启动或停止、供水水压的突然增加、以及供水管道1的阀门突然打开或者关闭等情形，引起密闭供水管路系统内水体流量急剧变化而引起较大的压力波动并造成具有破坏性影响的水锤效应时，由于压力阻尼器3具有稳定流体压力并消除水锤效应对压力传感器2的水锤或者水击作用，既可以降低以至消除由于水锤效应造成供水管道1内水体流量急剧变化而引起较大的压力波动，对压力传感器2准确采集压力数据的影响，从而提高压力传感器2采集压力信号的精确性；同时可以有效防止水锤效应形成的大幅度压强波动对压力传感器2造成损坏，延长了压力传感器2及压力变送器的使用寿命，进而提高了压力变送器工作性能的稳定性和可靠性。

本实用新型提供的防水锤压力变送器，与现有技术相比，本实用新型提供的防水锤压力变送器，在供水管道内设置有压力阻尼器3，供水管道1中的水体压力经压力阻尼器3稳定并消除水锤效应后，再通过压力传感器2进行压力检测和压力数据采集，既可以降低水锤效应对压力传感器2采集压力数据准确度的影响，又可以有效防止水锤效应形成的具有破坏性的水击作用对压力传感器2造成不可逆性损坏，在提高了压力变送器压力数据采集准确度和精度的同时，增强了压力变送器工作性能的稳定性和可靠性，从而解决现有技术中存在的供水管道1中形成的“水锤效应”，容易导致压力变送器远程传输的压力不精准或者造成压力变送器损坏，影响供水水压的监控和科学管理的问题。

进一步地，请一并参阅图2，作为本实用新型提供的防水锤压力变送器的具体实施方式，数据传送器4包括用于无线数据传输的无线网络通信装置，无线网络通信装置与控制器6电性连接，以便于压力变送器将压力传感采集的压力数据信号无线传输至管网压力监控后台5，减少各供水网点布线的麻烦及工作量，提高安装效率，节约生产施工成本。

进一步地，请一并参阅图1，作为本实用新型提供的防水锤压力变送器的具体实施方式，无线网络通信装置包括防水壳体41、通信电路板、与通信电路板电性连接的通信模组、以及用于将通信模组电性连接于控制器6的信号传输线42，通信电路板和通信模组设置于防水壳体41中，以避免通信电路板和通信模组进水受潮发生电路或者电子元器件烧坏损毁。工作时，由于无线网络通信装置与压力变送器本体(控制器6和压力传感器2)是通过信号传输线42连接，其与压力变送器本体(控制器6和压力传感器2)是分离的，从而可以根据实际安装需要或者安装网点的通信信号强弱自由调整安装无线网络通信装置的安装位置，无线网络通信装置既可以安装于井内以减少信号传输线42的布置，无线网络通信装置又可以安装于井口以保证良好的通信传输性能，减小压力变送器的体积，降低压力变送器本体(控制器6和压力传感器2)、无线网络通信装置的安装、维修和更换的难度，从而提高工作人员的装配效率。

进一步地，作为本实用新型提供的防水锤压力变送器的具体实施方式，无线网络通信装置还包括用于将压力信号远程输送和/或远程控制信号接收的天线，天线设置于防水壳体41内，天线与通信模组电性连接。天线通过无线方式与外部处理器进行数据传输，增强了通信模组通信信号收发的稳定连续性和可靠性。

优选地，通信模组采用GPRS、NB-IoT或者4G模组，实现将压力采集数据的实时上传至管网压力监控后台5。其中，GPRS为英文General Packet Radio Service(通用分组无线服务技术)的简称，NB-IoT为英文Narrow Band Internet of Things(窄带物联网)的简称，4G为英文the 4th Generation mobile communication technology(第四代移动通信技术)的简称

进一步地，请一并参阅图2，作为本实用新型提供的防水锤压力变送器的具体实施方式，防水锤压力变送器还包括用于将压力传感器2采集的压力模拟电信号进行信号调理的信号调理模块7，信号调理模块7的信号输入端与压力传感器2的压力信号输出端口电性连接，信号调理模块7的信号输出端与控制器6电性连接。信号调理模块7可以精确地放大压力传感器2采集的压力模拟电信号、补偿压力传感器2的温度误差，并且能够直接控制压力传感器2采集的压力模拟电信号的校准过程，从而提高防水锤压力变送器对供水管道1内水压的检测的精度。

具体地，信号调理模块7包括用于将压力传感器2采集的压力模拟电信号进行滤波降噪处理的信号滤波器、用于在全温范围内对压力传感器2进行温度补偿的温度补偿模组、以及用于将压力传感器2采集的压力模拟电信号进行精确放大的信号放大器。压力传感器2采集的压力模拟电信号首先经过信号滤波器进行滤波降噪处理，滤波降噪处理后的压力模拟电信号再经过温度补偿模组在全温范围内(-40℃至150℃内0.3％的精度)进行温度补偿，经过温度补偿后的压力模拟电信号然后经过信号放大器进行放大，放大后的压力信号最终在控制器6的控制下经过无线网络通信装置无线传输至管网压力监控后台5。

优选地，信号滤波器采用低通滤波器，以通过低通滤波器将压力传感器2 采集的压力模拟电信号进行滤波降噪，达到滤除压力模拟电信号中的高频噪声信号的目的，提高防水锤压力变送器对供水管道1内水压的检测的精度。

进一步地，请一并参阅图2，作为本实用新型提供的防水锤压力变送器的具体实施方式，防水锤压力变送器还包括用于将压力传感器2采集的压力模拟电信号进行模数转换的模数转换器8，模数转换器8的信号输入端与压力传感器2电性连接，模数转换器8的信号输出端与控制器6电性连接。本实施例通过设置将压力传感器2采集的压力模拟电信号进行模数转换的模数转换器8，使压力传感器2监测采集的压力模拟电信号快速精准地转化成采用数字表示的压力数据，以提高控制器6压力数据处理分析的速度和准确率，从而提高防水锤压力变送器对供水管道1内水压的检测的精度。

进一步地，作为本实用新型提供的防水锤压力变送器的具体实施方式，控制器6包括用于压力数据处理分析的数据处理器、用于将经数据处理器处理后的压力数据进行储存的数据存储器、用于对各个功能模块进行电源管理以实现微功耗设置的电源管理模块。压力传感器2采集的压力数据经控制器6的数据处理器处理分析后，储存在控制器6的数据存储器上，控制器6可以根据实际工作需要或者预先设置的程序采用间歇工作的方式，控制数据传送器4定时或者不定时地将压力数据传输至管网压力监控后台5，并通过电源管理模块高效管理数据传送器4在数据传输工作状态或者非数据传输工作状态下的功耗，从而降低了防水锤压力变送器的功耗。

优选地，数据传送器4还可以采用基于LoRa扩频通信技术的无线数据传送器4，达到压力变送器远距离传输和低功耗兼具的技术效果，进而解决了压力变送器远距离传输和低功耗兼具的技术问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。