角阀开关控制系统、方法以及角阀的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种角阀开关控制系统、方法及角阀，其中，所述系统包括：脉冲阀、发电模组、控制装置以及流量传感器，所述脉冲阀与所述发电模组以及所述流量传感器串联；所述控制装置分别与脉冲阀、发电模组以及流量传感器相连接；所述脉冲阀用于开启或关闭流经角阀的水流；所述发电模组用于通过流经角阀的水流驱动发电机的叶轮旋转进行发电，并为控制装置、流量传感器和脉冲阀提供电能；所述流量传感器用于测量流经角阀的水流量；所述控制装置用于监测传感器传输的水流量，当水流量异常时用于控制脉冲阀关闭阀门。上述角阀开关控制系统、方法及角阀提高了用水安全性。
【专利说明】
角阀开关控制系统、方法以及角阀
技术领域
[0001]本发明涉及角阀控制技术系统，特别是涉及一种角阀开关控制系统、方法以及角阀。
【背景技术】
[0002]在自来水管路中，角阀通常设于水管与水龙头之间，用于开启或者关闭水源流入和流出。同时，当水龙头出现损坏时，可以关闭角阀，以便于水龙头的修理或者更换。正常工作状态下，自来水管均承受较高的自来水压力(一般家庭水压为1.6kg至7kg)，在水压或流量异常的情况下，可以通过关闭角阀防止高水压导致自来水管爆裂，传统的角阀由于需要人工手动操控角阀进行关闭，容易导致自来水管爆裂事故的发生，用水安全性不高。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种提高用水安全的角阀控制系统、方法及角阀。
[0004]—种角阀开关控制系统，其特征在于，所述系统包括:脉冲阀、发电模组、控制装置以及流量传感器，所述脉冲阀与所述发电模组以及所述流量传感器串联；所述控制装置分别与脉冲阀、发电模组以及流量传感器相连接；
[0005]所述脉冲阀用于开启或关闭流经角阀的水流；
[0006]所述发电模组用于通过流经角阀的水流驱动发电机的叶轮旋转进行发电，并为控制装置、流量传感器和脉冲阀提供电能；
[0007]所述流量传感器用于测量流经角阀的水流量；
[0008]所述控制装置用于监测传感器传输的水流量，当水流量异常时用于控制脉冲阀关闭阀门。
[0009]在其中一个实施例中，所述系统还包括:温度传感器，所述温度传感器与所述流量传感器器串联；所述温度传感器与控制装置连接；所述温度传感器用于测量流经角阀的水流温度，并将所述水流温度传输至控制装置。
[0010]在其中一个实施例中，所述控制装置包括:处理器、阀门控制模块以及电源管理模块；所述处理器分别与阀门控制模块和电源管理模块连接；
[0011]所述处理器用于判断水流量是否异常时，若是，发送控制指令至阀门控制模块；
[0012]所述处理器还用于根据所述水流量以及用水时间计算用水量；
[0013]所述阀门控制模块用于接收到所述处理器发送的控制指令后关闭脉冲阀的阀门；
[0014]所述电源管理模块用于当发电模组提供的电能过剩时存储过剩的电能。
[0015]在其中一个实施例中，所述控制装置还包括显示模块，所述显示模块与处理器连接；所述显示模块用于显示处理器传输过来的水流量、水流温度和用水量。
[0016]在其中一个实施例中，所述控制装置还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述处理器连接；所述系统还包括终端:
[0017]所述终端通过无线通信模块建立与控制装置之间的无线连接；
[0018]所述终端用于通过无线连接发送开关指令至控制装置，所述控制装置通过开关指令开启或关闭脉冲阀的阀门。
[0019]在其中一个实施例中，所述终端还用于通过无线连接接收控制装置发送的用水量、水流量以及水流温度并显示。
[0020]在其中一个实施例中，其特征在于，所述无线通信模块包括以下至少一种=WiFi模块、蓝牙模块、Zigbee模块和近场通信模块。
[0021 ] —种角阀开关控制方法，所述方法包括:
[0022]通过流量传感器测量水流量；
[0023]实时监测水流量，判断流量水量是否异常，若是，则关闭脉冲阀的阀门。
[0024]在其中一个实施例中，所述方法还包括:
[0025]建立与终端之间的无线连接；
[0026]根据水流量与用水时间计算用水量；
[0027]将水流量以及用水量通过无线连接传输至所述终端；
[0028]接收所述终端发送的开关指令，并根据所述开关指令开启或关闭脉冲阀的阀门。
[0029]—种角阀，所述角阀包括:阀体、进水口和出水口，所述阀体内包含:脉冲阀、发电模组、控制装置、流量传感器以及温度传感器；所述脉冲阀与发电模组、流量传感器以及温度传感器串联；所述控制装置分别与脉冲阀、发电模组以及流量传感器以及温度传感器相连接；
[0030]所述脉冲阀用于开启或关闭流经角阀的水流；
[0031 ] 所述发电模组用于通过流经角阀的水流驱动发电机的叶轮旋转进行发电，并为控制装置、流量传感器、温度传感器和脉冲阀提供电能；
[0032]所述流量传感器用于检测流经角阀的水流量；
[0033]所述控制装置用于获取流量传感器的水流量，当水流量异常时用于控制脉冲阀关闭阀门；
[0034]所述温度传感器用于检测水流温度。
[0035]在其中一个实施例中，所述控制装置包括:阀门控制模块、处理器、显示模块和电源管理模块，所述处理器分别与所述阀门控制模块、所述处理器、所述无线通信模块、所述显示模块和所述电源管理模块连接；
[0036]所述阀门控制模块用于根据控制指令关闭脉冲阀的阀门；
[0037]所述处理器用于根据用水时间和水流量计算用水量；
[0038]所述处理器还用于判断所述水流量是否异常，若是，则发送控制指令至阀门控制丰吴块；
[0039]所述显示模块用于显示所述处理器传输的水流量、水流温度以及用水量。
[0040]电源管理模块用于当发电模组提供的电能过剩时存储过剩的电能；
[0041]所述无线通信模块用建立所述角阀与终端之间的无线连接，并通过无线连接传输用水量、水流量以及水流温度至终端，通过无线连接接收终端发送的开关指令，所述阀门控制模块根据所述开关指令控制开关所述脉冲阀的阀门。
[0042]上述角阀开关控制系统、方法以及角阀，可以监测水流量，当流经角阀的水流量异常时，通过自动关闭脉冲阀的阀门来关闭角阀，由于角阀关闭后水管中将不存在水流量，避免了水流量异常下的高水压对水管的损坏，因而降低了水管爆裂的风险，提高了用水安全性。
【附图说明】
[0043]图1为一个实施例中角阀开关控制系统的结构示意图；
[0044]图2为另一个实施例中角阀开关控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0045]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0046]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0047]如图1所示，提供的一种角阀开关控制系统，包括:脉冲阀1、发电模组11、控制装置14以及流量传感器12 ;脉冲阀10与发电模组11以及2流量传感器12串联；控制装置14分别与脉冲阀10、发电模组11以及流量传感器12相连接。
[0048]其中，脉冲阀10用于开启或关闭流经角阀的水流；发电模组11用于通过流经角阀的水流驱动发电机的叶轮旋转进行发电，并为控制装置14、流量传感器12和脉冲阀10提供电能；流量传感器12用于测量流经角阀的水流量；控制装置14用于监测传感器传输的水流量，当水流量异常时用于控制脉冲阀10关闭阀门。
[0049]发电模组11包括叶轮和发电机，水流从角阀的进水口流入通过脉冲阀10进入阀体内，通过水流带动叶轮旋转驱动发电机发电，产生的交流电为控制装置14、流量传感器12和脉冲阀10正常运行提供电能。流量传感器12检测到水流的流量信号，并将流量信号转变为电脉冲信号，并通过校验电脉冲信号得到水流量。控制装置14监测水流量，当水流量异常(水流量过高)，控制脉冲阀10关闭阀门。
[0050]在一个实施例中，流量传感器12由发电模组11的叶轮以及检测器组成，检测器为霍尔传感器或光电传感器，霍尔传感器或光电传感器与叶轮进行结合，当水流驱动叶轮旋转时，霍尔传感器或光电传感器检测到水流量信号并将其转变为电脉冲信号，并对电脉冲信号进行校验得到水流量。
[0051]上述角阀开关控制系统，可以监测水流量，当流经角阀的水流量异常时，通过自动关闭脉冲阀的阀门来关闭角阀，由于角阀关闭后水管中将不存在水流量，避免了水流量异常下的高水压对水管的损坏，因而降低了水管爆裂的风险，提高了用水安全性。
[0052]在一个实施例中，角阀开关控制系统还包括温度传感器13，温度传感器13与所述流量传感器12串联；温度传感器13与控制装置14连接。本实施例中，温度传感器13用于测量流经角阀的水流温度，并将水流温度传输至控制装置14。
[0053]本实施例中，温度传感器13、流量传感器12以及发电模组11串联在角阀内的水流回路中。温度传感器13将测量的水流温度传输至控制装置14，在一个实施例中，若控制装置14检测到水流温度异常时，关闭脉冲阀10的阀门。
[0054]在一个实施例中，控制装置14包括:处理器140、阀门控制模块141以及电源管理模块142。
[0055]处理器140分别与阀门控制模块141和电源管理模块142连接；本实施例中，处理器140用于判断水流量是否异常，若是，发送控制指令至阀门控制模块141 ;处理器140还用于根据水流量以及用水时间计算用水量；阀门控制模块141用于接收到处理器140发送的控制指令后关闭脉冲阀10的阀门；电源管理模块142用于当发电模组11提供的电能过剩时存储过剩的电能。
[0056]在一个实施例中，处理器记录预设时间段内的用水量，预设时间为以小时、天、季度或年为单位的时间段。
[0057]当电能过剩时，处理器140控制电源管理模块142存储电能，电源管理模块142将过剩的电能存储在电容存储器内。在发电模组11停止工作后还能持续一段时间为角阀开关控制系统提供电能。阀门控制模块141控制脉冲阀10阀门的开关，当处理器140判断水流量异常(水流量超过预设阈值)，发送控制指令至阀门控制模块141，阀门控制模块141接收到控制指令后关闭脉冲阀10的阀门，起到保护角阀和水管的作用。例如，家里没有人用水时，监测到有水流量时，可能存在水管漏水或水管爆裂的情况，此时关闭角阀起到保护家庭用水安全的作用。
[0058]在一个实施例中，控制装置14还包括显示模块143，显示模块143与处理器140连接；显示模块143用于显示处理器140传输过来的水流量、水流温度和用水量。
[0059]显示模块143为液晶显示屏和/或信号灯。其中以不同颜色的信号灯来区别显示水流温度区间，例如，用绿色、黄色和红色三种颜色的信号灯区别显示不同区间的水流温度，其中低温区间用绿色信号灯显示，中温区间用黄色信号灯显示、高温区间用红色信号灯显示。液晶显示屏显示具体的水流量数据、水流温度数据以及用水量数据。
[0060]如图2所示，在一个实施例中，提供的一种角阀开关控制系统还包括终端15，控制装置14还包括无线通信模块144，无线通信模块144与处理器140连接；终端15通过无线通信模块144建立与控制装置14之间的无线连接；终端15用于通过无线连接发送开关指令至控制装置14，控制装置14通过开关指令开启或关闭脉冲阀的阀门。本实施例中，无线通信模块144包括不限于以下至少一种=WiFi模块、蓝牙模块、Zigbee模块和近场通信模块。
[0061]在一个实施例中，终端15还用于通过无线连接接收控制装置14发送的用水量、水流量以及水流温度并显示。终端15中安装与角阀对应的APP (应用程序)，通过APP界面图显示角阀中的水流量、水流温度以及用水量。具体的，终端显示以小时、天、季度或年为单位的预设时间段内的用水量。帮助用户了解用水详情。
[0062]在一个实施例中，一种角阀，角阀包括:阀体、进水口、出水口，阀体内包含:脉冲阀、发电模组、控制装置以及流量传感器以及温度传感器；脉冲阀与发电模组、流量传感器以及温度传感器串联；控制装置分别与脉冲阀、发电模组以及流量传感器以及温度传感器相连接。
[0063]脉冲阀用于开启或关闭流经角阀的水流；发电模组用于通过流经角阀的水流驱动发电机的叶轮旋转进行发电，并为控制装置、流量传感器、温度传感器和脉冲阀提供电能；流量传感器用于检测流经角阀的水流量；控制装置用于获取流量传感器的水流量，当水流量异常时用于控制脉冲阀关闭阀门；温度传感器用于检测水流温度。
[0064]在一个实施例中，控制装置包括:阀门控制模块、处理器、显示模块和电压管理模块，处理器分别与阀门控制模块、处理器、无线通信模块、显示模块和电压管理模块连接。
[0065]阀门控制模块用于根据控制指令关闭脉冲阀的阀门；处理器用于根据用水时间和水流量计算用水量；处理器还用于判断水流量是否异常，若是，则发送控制指令至阀门控制模块；显示模块用于显示处理器传输的水流量、水流温度以及用水量。
[0066]电压管理模块用于当发电模组提供的电能过剩时存储过剩的电能；无线通信模块用建立角阀与终端之间的无线连接，并通过无线连接传输用水量、水流量以及水流温度至终端，通过无线连接接收终端发送的开关指令，阀门控制模块根据开关指令控制开关脉冲阀的阀门。
[0067]安装了上述角阀的水管，自动监测水流量，当流经角阀的水流量异常时，通过关闭脉冲阀的阀门来关闭角阀，避免了水流量异常下的高水压对水管的损坏，因而降低了水管爆裂的风险，提高了用水安全性。
[0068]在一个实施例中，提供的一种角阀开关控制方法，该方法包括如下步骤:通过流量传感器测量水流量；实时监测水流量，判断流量水量是否异常，若是，则关闭脉冲阀的阀门；建立与终端之间的无线连接；根据水流量与用水时间计算用水量；将水流量以及用水量通过无线连接传输至终端；接收终端发送的开关指令，并根据开关指令开启或关闭脉冲阀的阀门。
[0069]本实施例中，通过流量感应器实时测量流经角阀的水流量，流量传感器将流量信号转变为电脉冲信号，处理器通过读取电脉冲信号的频率，并经过校验即可得到水流量。若角阀中的控制装置判断水流量超过预设阈值(水流量异常)，则自动关闭脉冲阀的阀门，避免高水流量产生的高水压对角阀和水管造成的损害，提高了用水安全。
[0070]终端通过无线连接发送开关指令至角阀，通过开启或关闭脉冲阀的阀门实现远程控制角阀的开关，由于用户不在家的情况下也能通过终端控制角阀的开关，因而提高了用水安全。在一个实施例中，通过温度传感器测量水流温度并显示，并通过无线连接将水流温度传输至终端。当水流温度超过设定的最高温度或低于设定的最低温度，关闭脉冲阀的阀门。
[0071]以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种角阀开关控制系统，其特征在于，所述系统包括:脉冲阀、发电模组、控制装置以及流量传感器，所述脉冲阀与所述发电模组以及所述流量传感器串联；所述控制装置分别与脉冲阀、发电模组以及流量传感器相连接； 所述脉冲阀用于开启或关闭流经角阀的水流； 所述发电模组用于通过流经角阀的水流驱动发电机的叶轮旋转进行发电，并为控制装置、流量传感器和脉冲阀提供电能； 所述流量传感器用于测量流经角阀的水流量； 所述控制装置用于监测传感器传输的水流量，当水流量异常时用于控制脉冲阀关闭阀门。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括:温度传感器，所述温度传感器与所述流量传感器器串联；所述温度传感器与控制装置连接； 所述温度传感器用于测量流经角阀的水流温度，并将所述水流温度传输至控制装置。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制装置包括:处理器、阀门控制模块以及电源管理模块；所述处理器分别与阀门控制模块和电源管理模块连接； 所述处理器用于判断水流量是否异常时，若是，发送控制指令至阀门控制模块； 所述处理器还用于根据所述水流量以及用水时间计算用水量； 所述阀门控制模块用于接收到所述处理器发送的控制指令后关闭脉冲阀的阀门； 所述电源管理模块用于当发电模组提供的电能过剩时存储过剩的电能。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制装置还包括显示模块，所述显示模块与处理器连接；所述显示模块用于显示处理器传输过来的水流量、水流温度和用水量。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制装置还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述处理器连接；所述系统还包括终端: 所述终端通过无线通信模块建立与控制装置之间的无线连接； 所述终端用于通过无线连接发送开关指令至控制装置，所述控制装置通过开关指令开启或关闭脉冲阀的阀门。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述终端还用于通过无线连接接收控制装置发送的用水量、水流量以及水流温度并显示。7.根据权利要求5至6任一项所述的系统，其特征在于，所述无线通信模块包括以下至少一种:WiFi模块、蓝牙模块、Zigbee模块和近场通信模块。8.一种角阀开关控制方法，所述方法包括: 通过流量传感器测量水流量； 实时监测水流量，判断流量水量是否异常，若是，则关闭脉冲阀的阀门； 建立与终端之间的无线连接； 根据水流量与用水时间计算用水量； 将水流量以及用水量通过无线连接传输至所述终端； 接收所述终端发送的开关指令，并根据所述开关指令开启或关闭脉冲阀的阀门。9.一种角阀，其特征在于，所述角阀包括:阀体、进水口和出水口，所述阀体内包含:脉冲阀、发电模组、控制装置、流量传感器以及温度传感器；所述脉冲阀与发电模组、流量传感器以及温度传感器串联；所述控制装置分别与脉冲阀、发电模组以及流量传感器以及温度传感器相连接； 所述脉冲阀用于开启或关闭流经角阀的水流； 所述发电模组用于通过流经角阀的水流驱动发电机的叶轮旋转进行发电，并为控制装置、流量传感器、温度传感器和脉冲阀提供电能； 所述流量传感器用于检测流经角阀的水流量； 所述控制装置用于获取流量传感器的水流量，当水流量异常时用于控制脉冲阀关闭阀门； 所述温度传感器用于检测水流温度。10.根据权利要求9所述的角阀，其特征在于，所述控制装置包括:阀门控制模块、处理器、显示模块和电源管理模块，所述处理器分别与所述阀门控制模块、所述处理器、所述无线通信模块、所述显示模块和所述电源管理模块连接； 所述阀门控制模块用于根据控制指令关闭脉冲阀的阀门； 所述处理器用于根据用水时间和水流量计算用水量； 所述处理器还用于判断所述水流量是否异常，若是，则发送控制指令至阀门控制模块； 所述显示模块用于显示所述处理器传输的水流量、水流温度以及用水量。 电源管理模块用于当发电模组提供的电能过剩时存储过剩的电能； 所述无线通信模块用于建立所述角阀与终端之间的无线连接，并通过无线连接传输用水量、水流量以及水流温度至终端，通过无线连接接收终端发送的开关指令，所述阀门控制模块根据所述开关指令控制开关所述脉冲阀的阀门。
【文档编号】F16K31/04GK105987214SQ201510042062
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】余鹏程
【申请人】深圳市博电电子技术有限公司