一种流体流动监测设备(10)，其设置成监测管道中的流体的流动。所述设备(10)包括采样装置(20)、处理装置(30)和数据存储装置(40)。所述采样装置设置成大致连续地接收来自传感器(12)的、指示至少一个变量的数据，并对所述数据进行采样以产生采样数据流，所述至少一个变量由指示管道中的流体流动的所述传感器(12)感测。所述处理装置(30)被设置成处理采样数据流以从中提取至少一个子采样流。所述子采样流包括多个数据集，每个数据集为在各数据集时段的采样数据流的统计子集。所述数据存储装置(40)被设置成存储所述至少一个子采样流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于监测管道中的流体流动的设备和系统，以及方法。在实施例中，本 专利技术涉及监测供水系统中的水流。
技术介绍
有时假设供水系统在稳态液压条件下操作。事实上，由于需求的随机性、阀门、栗、 故障浪涌保护设备的操作以及偶尔的爆裂等原因，这些液压条件经常是准稳定和不稳定 的。通过接近实时地降低并控制操作压力的这种管理泄露的现行驱动力，则会由于引入了 液压不稳定性而可能进一步恶化该问题。此外，栗优化包括频繁开关栗以降低能量，导致液 压条件突然变化。这造成管压力增加并引起相关的疲劳故障。这些突然和渐进的液压变化 引起爆裂等级提高和极大的修理管故障方面的成本，并且民事诉讼基于修理管故障所遭受 的相关的金融损失。 因此，导管老化的基础装置保持在稳态液压条件以延长使用寿命是非常理想的。 这要求持续监测和分析动态液压条件，使得故障或其它不良事件可以被迅速识别并修复或 以一些其它方式解决。 用于监测供水网的液压条件的当前的工业实践利用以每15分钟一个样本(在本发 明中指的是15min采样)的频率采样的监测设备。这些监测设备在采样期间断电以使功耗最 小化并延长电池寿命。因此利用这些设备获取的数据仅提供液压条件的定期快照，不捕捉 动态液压行为和/或瞬变和浪涌事件。 已经存在能高频采样以监测压力瞬变现象，比如压力浪涌的设备。例子为专利号 为7,219,553的美国专利和专利号为7,357,034的美国专利公开的那些设备。随着采样率提 高，当检测到事件时，这些设备捕获预定义瞬变事件并且将这些事件存储在内部存储器中。 浪涌，瞬变事件的例子，由变化的速率(利用梯度检测器)和最大阈值确定。瞬变事件的解释 由操作人员完成，并且其需要使用专门的工程技术。 专利号为7,219,553的美国专利和专利号为7,357,034的美国专利所述的系统和 其它浪涌监测设备的主要缺陷为： (i)由于通过绝对值和梯度阈值触发采集，因而只捕获极端浪涌事件。事实上，动 态液压条件是随机的并且具有频率和振幅范围宽的特征。这些被现有设备忽略。 (ii)来自多个位置的事后浪涌数据的集合明显受阻，因为瞬变现象可能已经消散 成低于既定的触发阈值并且不被捕获。这明显限制用于分析浪涌事件并诊断故障的所捕获 的数据的质量和可用性；以及 (iii)该系统主要部署在地上设施中，因为其需要使用大型能源(例如，太阳能大 电池板)和视线(GPS)以使时间同步。 专利技术人在液压瞬变现象领域的研究证明这些事件具有不同的特征、发生频率、振 幅、形状、变化率和能量消散。大部分这些事件不构成引起即时导管故障的突发的和极端的 瞬变现象。动态液压条件通常包括低振幅高频率的压力振荡，对于这些压力振荡，触发值， 比如梯度检测器和阈值，是不合适的。降低触发值将导致连续采样，伴随着对数个数量级的更多数据的获取，而这些数 据是现有的浪涌（即，瞬变现象)记录仪器所无法管理的。 所述的动态液压条件也不会立即危及导管的完整性。专利技术人的实验研究已经证 明，这样的事件造成疲劳故障并加速疲劳引起的腐蚀。这两种机制促进管劣化和爆裂频率。 此外，流速的快速变化增加沿管壁的剪切应力，这导致沉积物再悬浮和生物膜冲蚀。结果， 动态液压调节还影响水质，减少余氯，并导致变色和客户投诉。这些例子说明，瞬变事件比 如浪涌事件的定义和特征明显需要比专利号为7,219,553的美国专利和专利号为7,357， 034的美国专利中所述的更精细的处理和数据管理惯例。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供流体流动监测设备，其设置成监测管道中的流体流 动，该设备包括采样装置，处理装置和数据存储装置，其中： 该采样装置设置成大致连续地接收来自传感器的、指示至少一个变量的数据，并 采集该数据以产生采样数据流，所述变量由传感器感测，表示管道中的流体流动。 该处理装置设置成处理采样数据流以从中提取至少一个子采样流，该子采样流包 括多个数据集，每个数据集作为在各数据集时段的采样数据流的统计子集。 该数据存储装置设置成存储该至少一个子采样流。 根据本专利技术的第二方面，提供监测管道中的流体流动的方法，该方法包括流体流 动监测设备的步骤：大致连续地接收来自传感器的数据，该数据指示管道中的流体流动，并操作设备 的采样装置以对数据进行采样，从而产生采样数据流。利用该设备的处理装置处理采样数据流以从中提取信息；将所提取的信息通过操作该设备的通信装置定期地传输至中央位置； 利用该设备的数据存储装置存储比所提取的信息所提供的更完整的、至少一个时 间段的采样数据流的代表； 在通信装置中接收来自所述或另一中央位置的、对该时间段期间的采样数据流的 更完整的代表的请求，并响应该请求，将更完整的代表传输至所述或另一中央位置。在现有设备中，是不可能追溯地"返回"并提取任意时间间隔的高频时间同步的数 据或定期数据快照之间的数据以便获得更多关于感兴趣的事件的信息;不能获得并且丢失 这些时段数据。例如，如果爆裂或另一故障发生，操作者不可能在爆裂之前查询动态(非稳 态)液压条件，或对历史数据进行上采样(增加时间分辨率），并以相同时间间隔查询多个设 备以识别故障原因和机制。通过提供至少一个子采样数据流，即，通过分层存储数据的统计 子集，使所述设备当地连接至询问设备或远程连接至通信链路可以轻易获得在感兴趣的时 间段的相关信息。该设备可以包括通信装置。所述处理装置可以被进一步被设置成处理采样数据流 以从中提取概要信息。该通信装置可定期地设置成将概要信息传输至远离该设备的中央位 置。该至少一个子采样流可以包括在特定时段上的、比在在该时段所提取的概要信息提供 的更完整的采样数据流的代表。 感测到的变量可以为流体压力和/或流体速度和/或管道中的流动高度。感测到的 变量可以指示水质，例如氯浓度或水浊度。该设备可以包括传感器。 包括在子采样流的每个数据集中的统计子集可以包括在各时段的数据集中的数 据的最大值和/或最小值和/或平均值和/或标准偏差和/或另一统计值。 该装置还可以被设置成，在所述通信装置从所述或另一中央位置接收对在具体时 间的更完整的采样数据流的代表的请求时，将一个或多个对应该具体时间的数据集传输至 所述或另一中央位置。对更完整的代表的请求可以为对所述至少一个子采集流的至少一部 分的请求。该通信装置可以传输包含在该部分中的所述或各数据集。 可以有多个子采样流，每个子采样流包括多个数据集，该数据集包括采样数据流 的统计和或抽取子集，每个子采样流的数据集包括在各不同长度时段的统计子集。换句话 说，每个子采样流可以以不同频率进行子采样。该频率的差别可能是数量级的。 在多个子采样流的情况下，对更完整代表的请求可以为对来自多个子采样流中的 每个子采样流的各部分的请求。该通信装置可以响应该请求，传输这些部分中的每个部分 的所述或每个数据集。 存储的所述或每个子采样流的持续时间可以是预定义的持续时间。这对每个子采 样流可以是相同的。所述或每个子采样流可以存储在循环缓冲区中。该设备也可以存储相 应的持续时间的采样数据流的连续流。这也可以存储在环形缓冲区中。持续时间可以为几 天或几周或几个月的数量级。 可以以高频率通过采样装置采样。例如，频率可以在每秒64和1024个样本(S/s)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种流体流动监测设备，其设置成监测管道中的流体流动，所述设备包括采样装置、处理装置和数据存储装置，其中：所述采样装置设置成大致连续地从传感器接收数据并对该数据进行采样，以产生采样数据流，所述数据指示由所述传感器感测到的至少一个变量，该变量指示管道中的流体流动；所述处理装置设置成处理所述采样数据流以从中提取至少一个子采样流，所述子采样流包括多个数据集，每个数据集为所述采样数据流在各数据集时段的统计子集；并且所述数据存储装置设置成存储所述至少一个子采样流。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚瑟约翰·霍斯金斯，伊凡约尔丹诺夫·斯托亚诺夫，
申请(专利权)人：英佩雷尔创新有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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