一种基于超声波技术的水路物联网监控设备制造技术

本发明专利技术提供一种基于超声波技术的水路物联网监控设备，包括超声波管道及换能器，用于发送/接收超声波在顺流/逆流超声波信号；流量采集卡，用于计算超声波的顺流和逆流之间的时间差，给出周期瞬时流量值和累加值；主控卡板，用于获取流量采集卡的数据，实现在设备端对用水状态的判定，与云端系统通信，控制球阀执行开关；阀门执行器，基于主控板卡判定结果，执行球阀开关；平台系统，用于接收设备上报的数据，基于判定条件同步完成判定，完成对设备端判定的用水状态的复核；以及用于基于用户设备上报的数据，系统分析实际应用情况，给出优化数据并更新设备。本发明专利技术的有益效果是：具有设备端和云端联网同步判定并核对的能力，提高准确性、稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波技术的水路物联网监控设备


[0001]本专利技术涉及物联网领域，更具体地说涉及一种基于超声波技术的水路物联网监控设备。

技术介绍

[0002]同领域产品使用涡轮流量计配合机械机构实现对小流量的监测，此种方式会受到水中小颗粒杂质的影响较大，容易产生堵塞，造成监测失灵；
[0003]同领域产品多为独立设备，判断算法固定，无法学习实际使用场景下调整优化，针对不同的使用场景和工况应对能力有限，无法在投入时提供独立优化方案，不符合用户使用习惯。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术中的不足，提供了一种基于超声波技术的水路物联网监控设备。
[0005]本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现。
[0006]一种基于超声波技术的水路物联网监控设备，包括：
[0007]超声波管道及换能器，用于发送及接收超声波在顺流及逆流下的超声波信号；
[0008]流量采集卡，用于根据顺流和逆流下的超声波信号，计算超声波信号在顺流和逆流之间的运动速度和时间差，并根据所述运动速度和时间差计算瞬时流量值、累加流量值、T1和
△
T；
[0009]所述周期瞬时流量值包括Q1、Q2；
[0010]所述累加流量值包括Q3，即为最后一次不间断用水连续求和后的总流量；
[0011]控制器，用于获取所述流量采集卡计算的周期瞬时流量值和累加流量值，在设备端对用水状态的判定，生成用水状态判定结果，并将根据用水状态判定结果控制阀门执行开关动作；r/>[0012]阀门执行器，用于接收来自所述控制器的判定结果，以执行阀门开关动作；
[0013]平台系统，用于接收来自所述控制器上报的数据，基于预设判定条件同步完成判定，完成对来自所述控制器的所述用水状态判定结果的复核；以及用于基于用户设备上报的数据，系统分析实际应用情况，给出优化数据并更新设备；
[0014]在进行用水判定之前，不满以下条件时，则进入本次用水判定，该条件如下：
[0015]△
T≥T1*2；
[0016]所述平台系统判定异常用水的判定条件为：
[0017]条件1：Q4＞Q5；
[0018]条件2：Q3≥Q6。
[0019]优选地，所述流量采集卡计算出的所述周期瞬时流量值还包括
△
Q，其中，所述
△
Q＝Q1
‑
Q2。
[0020]由上述任一方案优选的是，所述平台系统进一步用于判定渗漏，其中，判定渗漏判定条件为：
[0021]条件1：|
△
Q|＜Q8；
[0022]条件2：T2≥T3；
[0023]条件3：Q4＜Q5。
[0024]由上述任一方案优选的是，所述平台系统判定爆管的判定条件为：
△
Q≥Q9。
[0025]由上述任一方案优选的是，所述Q7为进入到平稳阶段后的第一次采集到的Q4。
[0026]由上述任一方案优选的是，用水进入平稳阶段的条件为：|
△
Q|＜Q8。
[0027]由上述任一方案优选的是，用水退出平稳阶段的条件为：|Q7
‑
Q4|≥Q8。
[0028]由上述任一方案优选的是，Q1：当前时刻采集到的瞬时流量，通过超声波换能器上下游运动速度和时间的差值计算得出流速，通过流速与管道截面积相乘，得到流量值。
[0029]由上述任一方案优选的是，Q2：上一次采集到的瞬时流量，通过超声波换能器上下游运动速度和时间的差值计算得出流速，通过流速与管道截面积相乘，得到流量值，为当前瞬时流量数据的上一条数据。
[0030]本专利技术的有益效果为：
[0031]本方案的优点是不会因为水中小颗粒杂质带来的堵塞、监测失灵，对异常用水的判断更加准确；
[0032]本方案具有水路泄露判定的算法，有能力适应不同的使用场景和用水工况；
[0033]本方案具有设备端和云端联网同步判定并核对的能力，提高准确性、稳定性，可在设备发生异常是及做出判断，给出提示。
附图说明
[0034]图1是渗漏判定的算法的逻辑示意图；
[0035]图2是异常用水判定的算法的逻辑示意图；
[0036]图3是爆管判定的算法的逻辑示意图；
[0037]图4是平稳阶段判定的算法的逻辑示意图；
[0038]图5是本次用水判定的算法的逻辑示意图。
具体实施方式
[0039]下面通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。
[0040]一种基于超声波技术的水路物联网监控设备，包括超声波管道及所述换能器，用于发送/接收超声波在顺流/逆流超声波信号；
[0041]流量采集卡，用于计算超声波的顺流和逆流之间的时间差，给出周期瞬时流量值和累加值；
[0042]所述流量采集卡计算出的所述周期瞬时流量值包括Q1、Q2、
△
Q和Q7。
[0043]Q1：当前时刻采集到的瞬时流量，通过超声波换能器上下游运动速度和时间的差值计算得出流速，通过流速与管道截面积相乘，得到流量值。
[0044]Q2：上一次采集到的瞬时流量，通过超声波换能器上下游运动速度和时间的差值计算得出流速，通过流速与管道截面积相乘，得到流量值，为当前瞬时流量数据的上一条数
据。
[0045]△
Q：流量差，邻两次瞬时流量的差值，
△
Q＝Q1
‑
Q2。
[0046]Q3：本次累加流量，不间断用水连续求和后的总流量；
[0047]△
T：瞬时流量时间差，相邻两次瞬时流量的时间差值，
△
T＝T4
‑
T5；
[0048]T1：瞬时流量采集周期，两次相邻瞬时流量采集设定间隔时长；
[0049]T2：平稳阶段用水累加时长，进入平稳阶段后的不间断用水总时长；
[0050]T4：当前瞬时流量记录时间，当前时刻采集到的瞬时流量的记录时间；
[0051]T5：上次瞬时流量记录时间，上一次采集瞬时流量的记录时间。
[0052]判断用水进入平稳阶段的条件：|
△
Q|＜Q8；
[0053]如图4所示判断退出用水的平稳阶段的条件：|Q7
‑
Q4|≥Q8。
[0054]Q4：平稳阶段瞬时流量，是在用水的平稳阶段间隔采集的流量，是时序数据。
[0055]Q7：平稳阶段简化流量，进入到平稳阶段后的第一次采集到的当前瞬时流量，当“|
△
Q|＜Q8”时候的Q1，赋值给
‘
Q7
’
,
[0056]if(|
△
Q|＜Q8)
[0057]{
[0058]Q7＝Q1；
[0059]}
[0060]所述累加值为Q3，即为不间断用水连续求和后的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波技术的水路物联网监控设备，其特征在于：包括：超声波管道及换能器，用于发送及接收超声波在顺流及逆流下的超声波信号；流量采集卡，用于根据顺流和逆流下的超声波信号，计算超声波信号在顺流和逆流之间的运动速度和时间差，并根据所述运动速度和时间差计算瞬时流量值、累加流量值、T1和
△
T；所述周期瞬时流量值包括Q1、Q2；所述累加流量值包括Q3，即为最后一次不间断用水连续求和后的总流量；控制器，用于获取所述流量采集卡计算的周期瞬时流量值和累加流量值，在设备端对用水状态的判定，生成用水状态判定结果，并将根据用水状态判定结果控制阀门执行开关动作；阀门执行器，用于接收来自所述控制器的判定结果，以执行阀门开关动作；平台系统，用于接收来自所述控制器上报的数据，基于预设判定条件同步完成判定，完成对来自所述控制器的所述用水状态判定结果的复核；以及用于基于用户设备上报的数据，系统分析实际应用情况，给出优化数据并更新设备；参数含义：
△
T：瞬时流量时间差，相邻两次瞬时流量的时间差值，
△
T瞬时流量时间差＝T当前瞬时流量记录时间
‑
T上次瞬时流量记录时间；T1：瞬时流量采集周期，两次相邻瞬时流量采集设定间隔时长；T2：平稳阶段用水累加时长，进入平稳阶段后的不间断用水总时长；T3：渗漏判定设定时间，用来判断渗漏的时长，可通过云端修改；T4：当前瞬时流量记录时间，当前时刻采集到的瞬时流量的记录时间；T5：上次瞬时流量记录时间，上一次采集瞬时流量的记录时间；
△
Q：流量差，相邻两次瞬时流量的差值，
△
Q流量差＝Q1
‑
Q2；Q1：当前瞬时流量，当前时刻采集到的瞬时流量，通过超声波换能器上下游运动速度和时间的差值计算得出流速，通过流速与管道截面积相乘，得到流量值；Q2：上次瞬时流量，上一次采集到的瞬时流量，通过超声波换能器上下游运动速度和时间的差值计算得出流速，通过流速与管道截面积相乘，得到流量值，为当前瞬时流量数据的上一条数据；Q3：本次累加流量，不间断用水连续求和后的总流量；Q4：平稳阶段瞬时流量，在用水的平稳阶段间隔采集的流量，是时序数据；Q5：分界流量设定阀值，判断正常用水和非正常用水的临界值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金越，
申请(专利权)人：天津伊润智能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：