家庭供水管道自动看管系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种家庭供水管道自动看控系统，属于家庭供水系统计控仪表技术领域。
【背景技术】
[0002]现有的智能水表大都注重于自动收费和自动远程抄表方面，用于家庭供水管道自动看管的装置还没发现，在现有的一些专利文献中，涉及了一些家用水管的检控装置，这些家用水管监控装置大多只是启用简单的延时模式，产品化后实际使用起来很不方便，导致这种检控装置不能普及。由于金属会生锈，新型的PPR水管存在老化易脆断裂及太阳能真空管爆管等问题，这些因素都会导致家庭异常用水，如长时间没发现会造成极大的水资源浪费，因此人们迫切需要一种能够对家庭供水管道进行自动看管的一种装置。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是要提供一种能对家庭供水系统进行自动看管，使家庭供水管道发生泄露或爆管或太阳能异常用水时用尽可能短的时间进行判断并关断家庭供水系统。
[0004]本发明解决问题所依据的原理:由于本发明针对的是家庭供水系统，用水情况并不复杂，而供水管道发生泄露或爆管与人们正常用水有着不同特征:1、管道泄露或爆管的行为是无意识的，而人的用水行为是有意识的，这就决定了水流时间长短不同；2、人们可以通过改变当前水流大小与检控系统建立简易的通信模式，而泄露或爆管不能产生有意识的水流变化；3、带水位控制的家用器械如太阳能热水器、电热水器、马桶蹲坑水箱等可归有意识的用水类，因为都存在关水这个动作。根据这些原理制定合理有效的检控规则，其目标是花费尽可能小的水流累积判断出水管泄露或爆管，但又不能影响人们正常用水，而且能够真正做到方便使用。
[0005]本发明所采用的技术方案是:首先制定出合理有效的检控规则及控制策略并依据控制策略配置相应的硬件设施，硬件不多，以现有的智能水表并对智能水表按键做些改动或增添就可。
[0006]本系统装置是以智能水表样式体现，完全兼容现有智能水表，起到一表多用的效果，使本系统能够很容易普及。
[0007]本发明的有益效果是:使用本家庭供水管道自动看管系统后人们再不用担心家庭供水系统突发泄露或爆管引发无谓的水资源的浪费，节约用水。
【附图说明】
[0008]图1是本系统在家庭供水系统中的安装部位。
[0009]图2是本系统的结构框图。
[0010]图3是本系统的外形布局图。
[0011]图4是太阳能后端发生泄露时自动供水水流示意图。
【具体实施方式】
[0012]第一、制定合理有效的检控规则:
A、首先制定关键参数，这些参数值经操作面板直接输入:
1、最小容忍泄露水流Fmin，缺省值为I ;2、最大进水流量Fmax,缺省值为7000 ;3、清晰流Fqx，用来确定有意识的用水，要做到Fmax/70彡Fqx彡Fmin+10，缺省值为Fmin+10 ;4、通常压力下普通水龙头DN15全开水流Fdn，缺省值为2000 ;4、通常压力下太阳能进水管全开时水流Ftyn，缺省值为Fdn ;5、每个用水终端最大累积流量Qmax，缺省值为50L，最小30 L，最大100 L(根据情况可适当放大)；6、太阳能水箱上满水所需时间Ttyn，Ttyn不能大于0.5小时，缺省值为0.25小时。水流单位为:升/小时，水流累积量单位为:升，时间单位为:小时；
B、设置中间变量:
当Fqx > F > Fmin时开始的累积时间Tl ;当F > Fmin时开始的累积时间T2 ；F彡3/5XFtyn时开始的累积时间T3 ；F ^ Fqx进入水量管控状态时对水流进行的累积Q ;当前水流累积限定值Qlim，其初始值为Qmax ;当前水流前次稳定值Fm，用来确定水流变化的具体状态，Fm的初始值为当前水流量。水流累积量单位为:升，时间单位为:小时；
C、中间变量复位条件:
在系统处于水量管控自动关阀过程时不对中间变量复位，在稳定的水流状态下执行如下工序:T1、T2用来监测管道泄露，初始值均为0，当F彡Fmin时，对T1、T2清零；Τ3用来监测太阳能水箱之类的上水，当F彡1/5 XFtyn时对Τ3清零；当F彡Fqx时对Q清零；定义开水龙头及关水龙头1/2 XFdn为开水龙头，相反若F111-F > 1/2 XFdn为关水龙头，上述过程判断后，Fffl置为F —次，每当水流开水龙头时Qlim要增加一个Qmax，Qliffl最大不能超过2个Q_，在半个小时内如果水流关几个水龙头就需要减少几个Qmax，若没关水龙头动作，则自动减一个Qmax,注意Qlim不能低于Qmax,判断完以后都要执行一次Fm=F，以便做下一次判断；
D、当系统处于手动时要对中间变量复位:
Tl=O ；T2=0 ；T3=0 ； Q=O ；Fm=F ；Qiim=Qmax ；
E、制定关阀规则:
T1>1小时或T2>10小时或Q>Qlim+ Qmax彻底关闭自动控制阀，Q>Qlim且T3>Ttyn或Q>Qlim且T3=0时执行水量管控自动关阀过程，执行水量管控自动关阀过程时不对中间变量复位，只有当系统彻底关阀或系统处于手动时才对中间变量复位；
F、水量管控自动关阀过程:
当满足自动关阀条件后，首先是发出报警声，在发出报警声后一定时间内若水流有明显变化时，累积的Q清零一次，报警声消失，否则先关闭自动控制阀再马上开启进行提示，以防使用者没有听到报警声，再开稳定后对水流进行检测，若水流比关前值发生明显变化，可认为是有人在用水，累积的Q清零一次，阀门不关闭，通过这样可以区分是人为用水还是管道异常，因此人在用水时遇到水流关闭时若还需要用水就应该用水龙头改变一下管道水流，待报警声消除或过一定时间后重新恢复用水，否则自动控制阀彻底关断，在处于水量管控自动关阀过程时不对中间变量复位；在此申明一下，用水流变化进行简易通讯比用无线进行通讯方便，无需附加更多设备，而且无线不一定收发准确，可能存在盲区；
G、类似有太阳能热水器情形处理: 当安装有太阳能之类水箱且水箱容量大于Qmax时，出现Q>Qlim时，要看T3是否大于Ttyn,若T3>Ttyn，执行自动关阀过程；
出现真空管爆管或供水管泄漏的处理情形:
太阳能进水管会出现连续式或脉动式进水模式，当出现连续式进水时很容易判断异常情况，不需要过多阐述，当太阳能水箱出水侧出现泄漏时，可能出现类似图4所示太阳能水箱脉动式进水情形，太阳能后端管道异常时连续几次进水有规律:几次进水时进水量大致相等，时间也大致相等。当F彡4/5 XFtyn时累计Ttyn及Qtyn，F彡1/5 XFtyn时停止累计，若
Ttynonl — T tynon2 ?TTYNoffl = T tynoff2 ； Qtynl — Qtyn2 (Qtynl为Ttynml时间水量，Qtyn2为Ttynm2时间水量)，这种情形出现几次时可以认为太阳能存在泄露，可执行水量管控自动关阀动作。
[0013]第二、根据以上的控制策略设计硬件配置:
如图1所示，本系统装置2安装在家庭进水总阀I后，图2展示的是本系统装置的具体配置:3是带有中央控制器及驱动单元部分，主要指带编程功能的单片机，可依据所制定的检控策略进行编程，4作为系统人机界面部分，负责参数显示，5为一些必要的操作键，6为电磁阀或电动执行器，7是水流检测计。图3是智能水表仪表盘，8为手动/自动转换开关，手动时自动控制阀初始为打开状态，9为设置键,10为无极旋钮，11为喇叭，12为显示区，仪表上必须显示的值:⑴、要求的关键参数；(2)、中间变量；⑶、系统说明书；其他显示可以依据已有的智能水表进行配置。设置键9及无极旋钮10用来设置系统关键参数，并通过无极旋钮10阅读系统参数及系统指导说明书。为使系统更好地扩展，系统接线端上设置有报警端子，在系统报警声响时，端子也闭合。
【主权项】
1.一种家庭供水管道自动看管系统，其特征在于:以智能水表的样式对家庭供水管道水流进行计量监控，这种智能监控仪表通过对比供水管道发生泄露或爆管与人们正常用水存在不同特征而制定出合理检控规则和控制策略，智能仪表的系统控制单元按此检控策略对当前管道水流情况进行判断，判断后的结果由智能仪表执行单元执行。
2.根据权利要求1所述的一种家庭供水管道自动看管系统，其特征在于:自动看管系统中使用一种编程控制软件，这种软件实现以下控制策略:1、在把管道水流的产生划分为无意识的和有意识的用水后，通过水流的时间长短及用水量来确定水管是否异常；2、通过改变当前水流大小来建立起自动看管系统与用水人之间简单的对话；3、把带水位控制的家用器械归为有意识的用水。
3.根据权利要求1所述的一种家庭供水管道自动看管系统，其特征在于:依据制定出的检控策略配置硬件设施，用设置键及无极旋钮设置关键控制参数，并能用设置键及无极旋钮阅读系统中的参数内容和系统指导说明书。
【专利摘要】一种家庭供水管道自动看控系统，这种系统以智能水表方式呈现，主要解决家庭供水管道泄漏或爆管问题，通过对比供水管道发生泄露或爆管与人们正常用水存在不同特征制定出合理的检控规则和非常实用的控制策略，并依据控制策略配置硬件设置，以方便实用的方式满足人们日常生活需要。使用本自动看管系统后人们再不用担心家庭供水系统突发泄露或爆管引发无谓的水资源的浪费，节约用水。
【IPC分类】E03B7-09
【公开号】CN104712016
【申请号】CN201310667411
【发明人】徐北生
【申请人】徐北生
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月11日