一種智能自來(lái)水管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種自來(lái)水管，特別是涉及一種智能自來(lái)水管。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加，自來(lái)水管線路越來(lái)越多，因天氣原因及自然老化原 因帶來(lái)的自來(lái)水管道的修理問(wèn)題變得越來(lái)越麻煩，很多時(shí)候因?yàn)椴荒芗皶r(shí)定位故障點(diǎn)而造 成很大的水資源浪費(fèi)。在有的時(shí)候，居民生活飲用水安全也會(huì)受到威脅。保證自來(lái)水管道的 故障定位能減少水資源的浪費(fèi)，以及對(duì)進(jìn)入居民家中的自來(lái)水管管網(wǎng)末梢進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)來(lái) 保證居民飲用水的安全，有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種智能自來(lái)水管，能幫助及時(shí)定位自來(lái)水管 管道故障點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種智能自來(lái)水管，包括管道， 所述管道內(nèi)設(shè)置有傳感器模塊，所述傳感器模塊用于采集管道中的壓力流量參數(shù);所述傳 感器模塊和所述無(wú)線傳輸設(shè)備相連，所述無(wú)線傳輸設(shè)備用于接收所述傳感器模塊采集到的 壓力流量參數(shù)，并將所述壓力流量參數(shù)傳送給計(jì)算機(jī);所述計(jì)算機(jī)根據(jù)收到的壓力流量參 數(shù)判斷管道中是否存在故障點(diǎn)。
[0005] 所述計(jì)算機(jī)故障點(diǎn)判斷的方式如下：計(jì)算出管道內(nèi)兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的壓力差，如果 壓力差小于在先節(jié)點(diǎn)壓力的20%，則該管道的工作正常并計(jì)算下一條管道，否則即為工作 異常管道;漏水檢測(cè)是根據(jù)管道的流量守恒進(jìn)行判斷，若該管道的進(jìn)水流量等于出水流量， 則該管道正常，否則該管道漏水。
[0006] 所述管道內(nèi)還設(shè)置有與計(jì)算機(jī)相連的用戶終端水質(zhì)檢測(cè)模塊，所述用戶終端水質(zhì) 檢測(cè)模塊用于檢測(cè)管道內(nèi)的水質(zhì)，當(dāng)水質(zhì)低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，所述計(jì)算機(jī)將結(jié)果發(fā)送給用戶。
[0007] 所述無(wú)線傳輸設(shè)備由相互連接的ARM微處理器和Zigbee模塊構(gòu)成。
[0008] 有益效果
[0009] 由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效 果:本發(fā)明能幫助及時(shí)定位自來(lái)水管管道故障點(diǎn)，及時(shí)修理自來(lái)水管道，避免水資源的浪 費(fèi)，同時(shí)，幫助居民進(jìn)行水質(zhì)檢查，提高居民用水的健康程度。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本發(fā)明的自來(lái)水管道故障判斷中節(jié)點(diǎn)示意圖；
[0011] 圖2是使用本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
[0013] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種智能自來(lái)水管，包括管道，所述管道內(nèi)設(shè)置有傳感器 模塊，所述傳感器模塊用于采集管道中的壓力流量參數(shù);所述傳感器模塊和所述無(wú)線傳輸 設(shè)備相連，所述無(wú)線傳輸設(shè)備用于接收所述傳感器模塊采集到的壓力流量參數(shù)，并將所述 壓力流量參數(shù)傳送給計(jì)算機(jī);所述計(jì)算機(jī)根據(jù)收到的壓力流量參數(shù)判斷管道中是否存在故 障點(diǎn)。所述管道內(nèi)還設(shè)置有與計(jì)算機(jī)相連的用戶終端水質(zhì)檢測(cè)模塊，所述用戶終端水質(zhì)檢 測(cè)模塊用于檢測(cè)管道內(nèi)的水質(zhì)，當(dāng)水質(zhì)低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，所述計(jì)算機(jī)將結(jié)果發(fā)送給用戶。
[0014] 圖1為本發(fā)明的自來(lái)水管道故障判斷中節(jié)點(diǎn)示意圖。所述傳感器模塊用來(lái)采集自 來(lái)水管中的壓力流量參數(shù)，具體按照以下步驟實(shí)施:計(jì)算機(jī)發(fā)送無(wú)線采集指令給數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)的傳感器模塊，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的傳感器模塊收到采集指令后采集注水管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)壓力 流量參數(shù)，然后將采集到的節(jié)點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)和節(jié)點(diǎn)流量數(shù)據(jù)用無(wú)線方式發(fā)回給計(jì)算機(jī)，無(wú)線 方式傳送是使用安裝在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的ARM微處理器+Zigbee模塊組成的無(wú)線傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn) 的。
[0015] 故障點(diǎn)的判斷需要經(jīng)由計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算，具體按照以下步驟實(shí)施：
[0016] 由達(dá)西一魏斯巴赫公式計(jì)算注水管網(wǎng)各個(gè)管段的壓損hf，公式為
[0017]
[0018]
[0019]
[0020] 式中：1為管長(zhǎng);d為管道直徑;V為管內(nèi)平均速度;Q為管道流量;λ為沿程摩阻系數(shù)， Re為雷諾數(shù)；△為管壁當(dāng)量粗糙度
為速度水頭；
[0021] 然后計(jì)算自來(lái)水管中各節(jié)點(diǎn)的壓力，如圖1所示，對(duì)于管道三通節(jié)點(diǎn)壓力計(jì)算公式 為：
[0022] P2 = P1-Jlfl,
[0023] P3 = P2-Jlf2，
[0024] p4=p2-hf3，
[0025] 式中：？1、？2、？3、？4為自來(lái)水管節(jié)點(diǎn)壓力、其中，？1、？ 2是采集到的、？3、？4是計(jì)算得到 的，hfl、hf2、hf3為自來(lái)水管中各管段的沿程壓力損失。
[0026] 故障判斷具體算法為:計(jì)算出壓力差A(yù)P = P^1-P1，如果壓力差小于20%的P1,則該 注自來(lái)水管管道的工作正常并計(jì)算下一條管段，否則即為工作異常管道。進(jìn)行注水管網(wǎng)漏 水檢測(cè)，主要根據(jù)管段的流量守恒進(jìn)行判斷，若該管段的進(jìn)水流量等于出水流量，則該管段 正常，否則該管段漏水。
[0027] 當(dāng)檢測(cè)到漏水時(shí)，通過(guò)無(wú)線信號(hào)發(fā)送模塊，發(fā)送給用戶，提醒用戶水管漏水。當(dāng)檢 測(cè)到用戶終端水質(zhì)存在問(wèn)題時(shí)，也通過(guò)無(wú)線信號(hào)發(fā)送模塊，發(fā)送給用戶，提醒用戶水質(zhì)出現(xiàn) 問(wèn)題，提高人們用水的健康度。
[0028]本發(fā)明能幫助及時(shí)定位自來(lái)水管管道故障點(diǎn)，及時(shí)修理自來(lái)水管道，避免水資源 的浪費(fèi)，同時(shí)，幫助居民進(jìn)行水質(zhì)檢查，提高居民用水的健康程度。
[0029]本發(fā)明使用ARM+Zigbee無(wú)線模塊的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，具有速度快，成本低 的特點(diǎn)，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，保持采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。該發(fā)明受注水管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)模的 影響相對(duì)較小，在計(jì)算實(shí)現(xiàn)上所占計(jì)算機(jī)資源也相對(duì)較少。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快， 適合計(jì)算機(jī)編程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能自來(lái)水管，包括管道，其特征在于，所述管道內(nèi)設(shè)置有傳感器模塊，所述傳 感器模塊用于采集管道中的壓力流量參數(shù);所述傳感器模塊和所述無(wú)線傳輸設(shè)備相連，所 述無(wú)線傳輸設(shè)備用于接收所述傳感器模塊采集到的壓力流量參數(shù)，并將所述壓力流量參數(shù) 傳送給計(jì)算機(jī);所述計(jì)算機(jī)根據(jù)收到的壓力流量參數(shù)判斷管道中是否存在故障點(diǎn)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能自來(lái)水管，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)故障點(diǎn)判斷的方式如 下:計(jì)算出管道內(nèi)兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的壓力差，如果壓力差小于在先節(jié)點(diǎn)壓力的20%，則該管道 的工作正常并計(jì)算下一條管道，否則即為工作異常管道;漏水檢測(cè)是根據(jù)管道的流量守恒 進(jìn)行判斷，若該管道的進(jìn)水流量等于出水流量，則該管道正常，否則該管道漏水。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能自來(lái)水管，其特征在于，所述管道內(nèi)還設(shè)置有與計(jì)算機(jī)相 連的用戶終端水質(zhì)檢測(cè)模塊，所述用戶終端水質(zhì)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)管道內(nèi)的水質(zhì)，當(dāng)水質(zhì) 低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，所述計(jì)算機(jī)將結(jié)果發(fā)送給用戶。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能自來(lái)水管，其特征在于，所述無(wú)線傳輸設(shè)備由相互連接的 ARM微處理器和Zigbee模塊構(gòu)成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能自來(lái)水管，包括管道，所述管道內(nèi)設(shè)置有傳感器模塊，所述傳感器模塊用于采集管道中的壓力流量參數(shù)；所述傳感器模塊和所述無(wú)線傳輸設(shè)備相連，所述無(wú)線傳輸設(shè)備用于接收所述傳感器模塊采集到的壓力流量參數(shù)，并將所述壓力流量參數(shù)傳送給計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)根據(jù)收到的壓力流量參數(shù)判斷管道中是否存在故障點(diǎn)。本發(fā)明能幫助及時(shí)定位自來(lái)水管管道故障點(diǎn)。
【IPC分類】F17D5/00, F17D1/08, F17D5/02
【公開號(hào)】CN105674058
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610146583
【發(fā)明人】曹永勝, 吳浩然, 李德敏
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日