一种超声波水表及其智能检测漏水方法与流程

[0001]
本发明涉及超声波水表技术领域，具体为一种超声波水表及其智能检测漏水方法。


背景技术：

[0002]
超声波水表是通过检测超声波声束在水中顺流逆流传播时因速度发生变化而产生的时差，分析处理得出水的流速从而进一步计算出水的流量的一种新式水表，特点为始动流速低，量程比宽，测量精度高工作稳定，内部无活动部件无阻流元件，不受水中杂质的影响，使用寿命长，输出通讯功能齐全，满足各类通讯和无线组网要求，具有优秀的小流量检测能力，能解决众多传统水表的问题，更加适合水费梯度收费，更加适合水资源的节约和合理利用，具有广阔的市场和使用前景，超声波水表可以应用于工业过程计量与控制，替代机械式流量计以提高计量可靠性以及替代各类高性能流量计。
[0003]
目前在生活用水管道长时间使用的过程中，由于自然老化或外部因素，会造成管道出现渗漏的现象，从而导致用水浪费，也会对外部居住环境造成不良影响，而现有的水表无法对管道是否漏水进行检测，功能单一，使用者不能及时发现漏水的现象，不能及时止损。


技术实现要素：

[0004]
(一)解决的技术问题
[0005]
针对现有技术的不足，本发明提供了一种超声波水表及其智能检测漏水方法，解决了现有的水表无法对管道是否漏水进行检测，功能单一，使用者不能及时发现漏水的现象，不能及时止损的问题。
[0006]
(二)技术方案
[0007]
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种超声波水表，包括水表本体和连接管道，所述水表本体的底部与连接管道的顶部固定连接，所述水表本体顶部的背面固定连接有声光报警模块，所述水表本体内壁的底部通过导线电性连接有中央控制系统，所述水表本体内壁底部的左侧电性连接有漏水检测单元，所述水表本体内壁底部的左侧且位于漏水检测单元的前方电性连接有数据对比分析单元，所述水表本体内壁的底部且位于中央控制系统的背面电性连接有数据处理单元，所述水表本体内壁底部的右侧电性连接有阀门控制模块，所述水表本体内壁底部的右侧且位于阀门控制模块的背面电性连接有无线通信模块。
[0008]
优选的，所述中央控制系统的输入端与漏水检测单元的输出端电性连接，所述中央控制系统的输入端与数据对比分析单元的输出端电性连接，所述中央控制系统的输入端与数据处理单元的输出端电性连接。
[0009]
优选的，所述中央控制系统的输出端与声光报警模块的输入端电性连接，所述中央控制系统的输出端与阀门控制模块的输入端电性连接。
[0010]
优选的，所述中央控制系统通过无线与无线通信模块实现双向连接，所述无线通信模块的输出端与监测终端的输入端电性连接。
[0011]
优选的，所述漏水检测单元包括管道压力实时检测模块和数据传输模块。
[0012]
优选的，所述数据对比分析单元包括数据实时接收模块、标准数据提取模块、数据对比模块、差值分析模块、漏水判断模块和算法编辑模块。
[0013]
优选的，所述数据处理单元包括数据统计模块、分类模块、安全防护模块、修改模块、标准数据录入模块和数据库。
[0014]
本发明还公开了一种超声波水表的智能检测漏水方法，具体包括以下步骤：
[0015]
s1、通过漏水检测单元中的管道压力实时检测模块对管道内的压力数据进行实时监测，并将监测的数据通过数据传输模块传输至中央控制系统中，中央控制系统将接收的检测数据传输至数据对比分析单元中，通过数据实时接收模块对传输的检测数据进行接收；
[0016]
s2、同时通过标准数据提取模块将数据库中储存的管道压力标准范围值进行提取，并将提取的数据传输至数据对比模块内，数据对比模块通过算法编辑模块根据绘制的逻辑图编辑与之相对应的处理算法，进行数据对比分析处理，对比后通过差值分析模块分析检测的数据与标准范围值数据之间的差值是否低于标准差值范围，若低于该范围，漏水判断模块则判定该管道漏水；
[0017]
s3、判断为漏水后，将判断结果上传至中央控制系统中，中央控制系统控制声光报警模块进行声光报警，控制阀门控制模块将管道阀门进行关闭，同时通过无线通信模块将判断结果传输至监测终端上，及时通知使用者进行维修处理；
[0018]
s4、实时检测的数据与判断结果数据都通过中央控制系统上传至数据处理单元中，数据统计模块对上传的数据进行统计，分类模块按照检测的时间段将上传的数据进行分类，通过修改模块对数据库内的数据进行修改，安全防护模块对数据库内的数据进行安全防护，通过标准数据录入模块将管道压力标准范围值预先录入，并保存在数据库中。
[0019]
(三)有益效果
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本发明提供了一种超声波水表及其智能检测漏水方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
[0021]
(1)、该超声波水表及其智能检测漏水方法，通过水表本体顶部的背面固定连接有声光报警模块，水表本体内壁的底部通过导线电性连接有中央控制系统，水表本体内壁底部的左侧电性连接有漏水检测单元，水表本体内壁底部的左侧且位于漏水检测单元的前方电性连接有数据对比分析单元，水表本体内壁的底部且位于中央控制系统的背面电性连接有数据处理单元，水表本体内壁底部的右侧电性连接有阀门控制模块，管道压力实时检测模块对管道内的压力值进行实时检测，并与管道的标准压力范围值进行对比分析，检测值低于标准压力范围值时，判断管道出现泄漏，通过控制声光报警器及时通知使用者，同时自动将管道内阀门关闭，能够及时对漏水进行处理，降低损失。
[0022]
(2)、该超声波水表及其智能检测漏水方法，通过数据对比分析单元包括数据实时接收模块、标准数据提取模块、数据对比模块、差值分析模块、漏水判断模块和算法编辑模块，通过算法编辑模块编辑对比分析的处理算法，对检测的数据进行分析计算，从而能够快速的判断管道是否漏水，缩短了数据对比分析的时间，提高了数据的处理效率。
[0023]
(3)、该超声波水表及其智能检测漏水方法，通过数据处理单元包括数据统计模块、分类模块、安全防护模块、修改模块、标准数据录入模块和数据库，将标准数据预先录入数据处理单元的数据库中，便于后续进行数据分析对比，同时实时检测的数据信息也储存在数据库中，方便对检测数据进行提取以及后续查看。
附图说明
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图1为本发明结构的立体图；
[0025]
图2为本发明水表本体内部结构的俯视图；
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图3为本发明系统的结构原理框图；
[0027]
图4为本发明漏水检测单元的结构原理框图；
[0028]
图5为本发明数据对比分析单元的结构原理框图；
[0029]
图6为本发明数据处理单元的结构原理框图；
[0030]
图7为本发明粒子群算法的逻辑图；
[0031]
图8为本发明中央控制系统供电电路的示意图。
[0032]
图中，1水表本体、2连接管道、3声光报警模块、4中央控制系统、5漏水检测单元、51管道压力实时检测模块、52数据传输模块、6数据对比分析单元、61数据实时接收模块、62标准数据提取模块、63数据对比模块、64差值分析模块、65漏水判断模块、66算法编辑模块、7数据处理单元、71数据统计模块、72分类模块、73安全防护模块、74修改模块、75标准数据录入模块、76数据库、8阀门控制模块、9无线通信模块、10监测终端。
具体实施方式
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下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
请参阅图1-8，本发明实施例提供一种技术方案：一种超声波水表，包括水表本体1和连接管道2，水表本体1的底部与连接管道2的顶部固定连接，水表本体1顶部的背面固定连接有声光报警模块3，声光报警模块3能够进行声光双重报警，便于维修人员找到泄漏处，水表本体1内壁的底部通过导线电性连接有中央控制系统4，中央控制系统4的型号为arm9，中央控制系统4通过无线与无线通信模块9实现双向连接，无线通信模块9采用gps定位技术，无线通信模块9的输出端与监测终端10的输入端电性连接，监测终端10为监测者的手机、电脑等电子设备，中央控制系统4的输出端与声光报警模块3的输入端电性连接，中央控制系统4的输出端与阀门控制模块8的输入端电性连接，外部管道内部设置有电磁阀门，中央控制系统4的输入端与漏水检测单元5的输出端电性连接，中央控制系统4的输入端与数据对比分析单元6的输出端电性连接，中央控制系统4的输入端与数据处理单元7的输出端电性连接，水表本体1内壁底部的左侧电性连接有漏水检测单元5，漏水检测单元5包括管道压力实时检测模块51和数据传输模块52，管道压力实时检测模块51的型号为ptg501，水表本体1内壁底部的左侧且位于漏水检测单元5的前方电性连接有数据对比分析单元6，数据对比分析单元6包括数据实时接收模块61、标准数据提取模块62、数据对比模块63、差值分
析模块64、漏水判断模块65和算法编辑模块66，水表本体1内壁的底部且位于中央控制系统4的背面电性连接有数据处理单元7，数据处理单元7包括数据统计模块71、分类模块72、安全防护模块73、修改模块74、标准数据录入模块75和数据库76，水表本体1内壁底部的右侧电性连接有阀门控制模块8，水表本体1内壁底部的右侧且位于阀门控制模块8的背面电性连接有无线通信模块9。
[0035]
本发明还公开了一种超声波水表的智能检测漏水方法，具体包括以下步骤：
[0036]
s1、通过漏水检测单元5中的管道压力实时检测模块51对管道内的压力数据进行实时监测，并将监测的数据通过数据传输模块52传输至中央控制系统4中，中央控制系统4将接收的检测数据传输至数据对比分析单元6中，通过数据实时接收模块61对传输的检测数据进行接收；
[0037]
s2、同时通过标准数据提取模块62将数据库76中储存的管道压力标准范围值进行提取，并将提取的数据传输至数据对比模块63内，数据对比模块63通过算法编辑模块66根据绘制的逻辑图编辑与之相对应的处理算法，进行数据对比分析处理，对比后通过差值分析模块64分析检测的数据与标准范围值数据之间的差值是否低于标准差值范围，若低于该范围，说明管道压力出现泄漏，漏水判断模块65则判定该管道漏水，其中所采用的算法为粒子群算法，粒子群算法能够创造性地选取速度和位置两个要素作为模型信息，以物理空间中没有质量和体积的以一定速度飞行的微粒替代集合中的个体，每个粒子的当前位置和当前速度在每一代进化中，不断地受到局部最优和全局最优两个位置分量的吸引而渐近最优解，局部最优是粒子个体经过的最好位置，全局最优是所有粒子经过的最好位置，局部最优是为了防止全局最优单独吸引粒子，引起算法收敛过早而产生早熟的现象。
[0038]
粒子群算法公式为：v[]＝w*v[]+c1*rand()*(pbest[]-present[])+c2*rand()*(gbest[]-present[])
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公式(1)
[0039]
present[]＝present[]+v[]
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公式(2)
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式中v[]表示粒子速度，ω是惯性权重，present[]是当前粒子的位置，pbest[]是当前个体最优解向量，gbest[]是当前全局最优解向量，rand()是[0,1]之间的随机数，c1和c2是学习因子，通常c1＝c2＝2；
[0041]
s3、判断为漏水后，将判断结果上传至中央控制系统4中，中央控制系统4控制声光报警模块3进行声光报警，控制阀门控制模块8将管道阀门进行关闭，同时通过无线通信模块9将判断结果传输至监测终端10上，及时通知使用者进行维修处理；
[0042]
s4、实时检测的数据与判断结果数据都通过中央控制系统4上传至数据处理单元7中，数据统计模块71对上传的数据进行统计，分类模块72按照检测的时间段将上传的数据进行分类，通过修改模块74对数据库76内的数据进行修改，安全防护模块73对数据库76内的数据进行安全防护，通过标准数据录入模块75将管道压力标准范围值预先录入，并保存在数据库76中。
[0043]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。
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尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。