用于管道或容器的冻结检测器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于管道或容器(20)的冻结检测器(10)，所述管道或容器适于容纳和输送水或含水液体，所述冻结检测器(1)包括：包含麦克风(11)的麦克风壳体(13)，所述麦克风壳体适于安装在所述管道或容器(20)的外表面(22)上，以及适于从所述管道或容器(20)内接收声音，所述声音形成声学图案；附接构件(15)，所述附接构件用于将所述麦克风(11)附接到所述管道；以及处理单元(16)，所述处理单元适于接收、处理和分析由所述麦克风发送的声音的声学图案，以及适于当在由所述麦克风(11)接收的声学图案中检测到至少一个预定阈值(Tfreeze)时被激活，其中，所述阈值(Tfreeze)指示所述管道或容器(20)内的所述水或含水液体的局部冻结。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于管道或容器的冻结检测器
本专利技术涉及一种冻结检测器，特别涉及一种根据独立权利要求的前序部分的用于管道或容器的冻结检测器。
技术介绍
水管冻结是寒冷气候中的常见问题，并且是建筑物及其内容物、道路和其它结构的水损坏的常见原因。为了防止管道在从液体转变为冰时由于水体积的大的膨胀而破裂、爆裂或开裂，已经使用了许多不同的解决方案。一种简单的方法是(例如，通过将水龙头略微打开)确保管道中的水不断流动。然而，这种方法浪费水，并且在非常寒冷的环境中是无效的。另一种防止损坏的方法是在寒冷季节之前清空管道。显然，直到恢复较温暖的温度才能使用这些管道。暴露的管道通常是隔热的或以其它方式被防止暴露于冻结温度。然而，例如使得冷空气可以渗透过绝缘层的任何绝缘层的破裂可以快速冻结管道。可以使用不同的加热系统来确保管道保持在高于冻结的温度。管道本身可以被构造成可膨胀的，使得管道可以在水冻结时膨胀而不会破裂。所有上述示例延迟或降低了冻结或冻结损坏的风险，然而尽管如此，在使用它们时，如果发生破裂，管道仍然可能局部冻结，因此有管道破裂的风险，从而导致泄漏。本专利技术的专利技术人已经确定需要一种检测管道内即将发生的冻结的方法，从而可以采取措施以在其发生之前防止冻结。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于水管或容器的冻结检测器，所述冻结检测器能够检测管道或容器内即将发生的冻结。本专利技术的另一个目的是提供一种这样的冻结检测器，其可以进一步提醒用户管道或容器内即将发生冻结。本专利技术根据独立权利要求实现了上述目的。在从属权利要求中阐述了优选实施方式。根据本专利技术，提供了一种用于管道或容器的冻结检测器，所述管道或容器适于容纳和输送水或含水液体，所述冻结检测器包括适于安装在所述管道或容器的外表面上的包括接触式麦克风的壳体、或不具有壳体的接触式麦克风。所述接触式麦克风适于从所述管道内接收声音，其中，所述声音形成指示所述管道或容器内的水或者含水液体即将发生的冻结的、通常具有较高声音密度的声学图案。测试已经表明，在远距离收听时，该图案并不总是清晰的。在这种情况下，正在冻结的声音(波形式)的特征由处理单元处理，以确定和/或分析水是否正在所述管道或容器内冻结。所述冻结检测器还包括用于将麦克风附接到所述管道的附接构件、以及处理单元，所述处理单元适于当在由接触式麦克风接收并发送到所述处理单元用于处理(通常包括检测和/或分析)的声学图案中检测到指示正在冻结的水(freezingwater)的声学图案的至少一个预定阈值时被激活，通常适于发送警报。所述处理单元适于接收、处理和分析由麦克风发送的声音的声学图案。根据我们最大程度的了解，当冰结晶时能够检测到的是提供能量的应力。根据本专利技术，还提供了一种用于监测管道或容器的冻结检测器组件，所述管道或容器适于容纳和输送水或含水液体。所述组件包括：至少两个麦克风，每个麦克风适于安装在所述管道的外表面上，并且每个麦克风适于从所述管道内接收声音，所述声音形成声学图案；每个麦克风设置有用于将所述麦克风附接到所述管道的附接构件；以及至少一个处理单元，所述至少一个处理单元适于接收、处理和分析由所述麦克风发送的声音的声学图案，并且适于当在由所述麦克风中的一个麦克风接收并发送到所述处理单元的声学图案中检测到至少一个预定阈值时被激活(诸如激活警报)。所述处理单元确定是否应该激活警报。各个麦克风可以直接连接或远程连接到所述处理单元。所述处理单元可以相对于麦克风被布置在不同位置：与麦克风相邻或远离麦克风、在麦克风壳体的内部或外部。麦克风11是适于接收声音的声学麦克风，通常是适于接收来自管道20的振动的接触式麦克风，其中声音形成声学图案。这里，本专利技术中，指示正在冻结的水的声学图案是指从类似的管道中正在冻结的水记录的这种图案。附图说明现在将参考附图来披露本专利技术的实施方式。图1示出了根据本专利技术的实施方式的用于管道的冻结检测器的视图。图2示出了沿管道的纵向轴线定向的平面L-L上的用于如图1所示的管道的冻结检测器的横截面视图。图3示出了根据本专利技术的实施方式的在垂直于管道的纵向轴线的平面上的用于管道的冻结检测器的横截面视图。图4示出了根据本专利技术的实施方式的在垂直于管道的纵向轴线的平面上的用于管道的另一冻结检测器的横截面视图。图5示出了根据本专利技术的实施方式的在沿管道的纵向轴线定向的平面上的用于管道的另一冻结检测器的横截面视图。图6示出了根据示例的指示正在冻结的水的声学图案。具体实施方式在给出本专利技术的实施方式的详细描述之前，为了更好地理解，给出了已知事实的背景。当水冻结时，即从液体变为固体形式时，其体积在大气压下增加约9％。这与许多其它液体形成对比，并且这是由于冰结构中水分子的低填充效率。这种内部(例如水管的内部)的膨胀在管道上产生应变和可能的破裂，从而导致管道泄漏。水管通常远离视线，诸如在地下、在建筑物的墙壁内等。因此，当没有立即检测到时，即使小的泄漏也可以导致大量的水从管道中漏出，这会对财产造成严重损害。此外，当水冻结时，可以通过麦克风以被动方式记录指示正在冻结的水的声学图案。通常，不需要人员(诸如操作员)主动控制麦克风并执行任何用于检查冻结的任务，因为这是自动被提供的。现在参考图1。图1示出了根据本专利技术的实施方式的用于管道20的冻结检测器10的视图，该管道20适于容纳和输送水或含水液体，该冻结检测器10包括适于安装在管道20的外表面22上的麦克风11。优选地，麦克风11设置在壳体13内。图2示出了沿管道20的纵向轴线取向的平面L-L上的用于如图1所示的管道20的冻结检测器11的横截面视图。在图中，麦克风11、特别是其外壳体13被示出为盒形。然而，壳体13可以是任何合适的形状，例如扁平形、圆形、半球形等。优选地，该形状适于配合管道20的外部形状并且也适于周围环境。麦克风11是适于接收声音的声学麦克风，通常是适于接收来自管道20的振动的接触式麦克风，其中声音形成声学图案。麦克风11被取向为使得其主要从管道20的内部24接收声音(通常是振动)。在本专利技术的各种实施方式中，麦克风11是检测振动的常规接触式麦克风。一个示例是压电元件，但也可以是其它类型的声学(振动)检测器。所有传感器的共同之处在于它们适于与管道或容器的外部直接接触，并记录管道或容器中的振动，而不是在任何其它周围介质(诸如空气或水)中的振动。虽然仅使用通用术语“麦克风”，但是对本专利技术中描述的实施方式，不同类型的麦克风也是适用的。在冻结检测器10中，麦克风11可以适于在时间T中持续地(即每隔一段时间)或者连续地从管道20接收声音(通常是振动)，并且声学图案基于随时间检测到的声音(振动)。参考图6更详细地描述了这一点，图6示出了根据示例的指示正在冻结的水的声学图案。根据各种实施方式，冻结检测器10还包括用于将麦克风11、或通常将壳体13附接到管道20的附接构件15。在图1和图2中，附接构件15被示出为一组支架，其可以附接到管道20，用于使麦克风11及其壳体13保持抵靠在管道20的外表面上。然而，可以想到附接构件15的许多其它示例，诸如一个或多个磁铁、螺钉、按扣、螺栓、条、带或夹子等。附接构件15可包括胶粘物、粘合剂、尼龙搭扣(Velcro)等或由胶粘物、粘合剂、Velcro等组成。图3中示出了一个示例，其示出了围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于管道或容器(20)的冻结检测器(10)，所述管道或容器(20)适于容纳和输送水或含水液体，所述冻结检测器(10)能够检测所述管道或容器内即将发生的冻结，所述冻结检测器(1)包括：包含麦克风(11)的麦克风壳体(13)，所述麦克风壳体(13)适于安装在所述管道或容器(20)的外表面(22)上，以及适于从所述管道(20)内接收声音，所述声音形成指示即将发生冻结的水的声学图案，附接构件(15)，所述附接构件(15)用于将所述麦克风(11)附接到所述管道，以及处理单元(16)，所述处理单元(16)适于接收、处理和分析由所述麦克风发送的所述声音的所述声学图案，以及适于当在由所述麦克风(11)接收的所述声学图案中检测到至少一个预定阈值(Tfreeze)时被激活，其中，所述阈值Tfreeze指示所述管道或容器(20)内的所述水或含水液体的即将发生的局部冻结。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.13 SE 1650031-61.一种用于管道或容器(20)的冻结检测器(10)，所述管道或容器(20)适于容纳和输送水或含水液体，所述冻结检测器(10)能够检测所述管道或容器内即将发生的冻结，所述冻结检测器(1)包括：包含麦克风(11)的麦克风壳体(13)，所述麦克风壳体(13)适于安装在所述管道或容器(20)的外表面(22)上，以及适于从所述管道(20)内接收声音，所述声音形成指示即将发生冻结的水的声学图案，附接构件(15)，所述附接构件(15)用于将所述麦克风(11)附接到所述管道，以及处理单元(16)，所述处理单元(16)适于接收、处理和分析由所述麦克风发送的所述声音的所述声学图案，以及适于当在由所述麦克风(11)接收的所述声学图案中检测到至少一个预定阈值(Tfreeze)时被激活，其中，所述阈值Tfreeze指示所述管道或容器(20)内的所述水或含水液体的即将发生的局部冻结。2.根据权利要求1所述的冻结检测器(10)，其中，所述麦克风(11)是适于随时间持续地或连续地从所述管道或容器(20)内接收声音的接触式麦克风，以及所述声学图案基于随时间检测到的声音。3.根据前述权利要求中任一项所述的冻结检测器(10)，还包括控制单元，所述控制单元适于处理由所述麦克风(11)接收的所述声学图案以及识别一个或多个预定阈值(Tfreeze)。4.根据前述权利要求中任一项所述的冻结检测器(10)，其中，所述处理单元(16)远离所述麦克风(11)布置，以及所述冻结检测器(10)还包括连接到所述麦克风(11)的、用于将检测到的声音从所述麦克风(11)转送到所述处理单元(16)的收发器(19)。5.根据权利要求4所述的冻结检测器(10)，其中，所述收发器(19)是无线电收发器或无线收发器。6.根据前述权利要求中任一项所述的冻结检测器(10)，其中，所述处理单元(16)在被...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·马格努森，
申请(专利权)人：路德林诺公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE