水量计和系统技术方案

本申请涉及一种水量计和系统。一些实施方式涉及振动传感器。该振动传感器包括：传感器基部，其联接到振动源；压电换能器，其在换能器的第一侧联接到传感器基部；至少一个导体，其联接到压电换能器；以及激振重物，其位于压电换能器的第二侧；其中，传感器基部、压电换能器和激振重物同轴排列并且被配置为使得由振动源引起的传感器基部与激振重物之间的相对运动使在压电换能器中产生电流并且在至少一个导体上能够检测到与该产生的电流相对应的输出信号。出信号。出信号。

【技术实现步骤摘要】
水量计和系统
[0001]本申请是申请日为2017年10月13日、申请号为201780077047.X、专利技术名称为“用于流体泄漏检测的振动传感器”的申请的分案申请。


[0002]实施方式总体上涉及振动传感器。具体实施方式涉及用于流体泄漏检测的振动传感器，可选择地该振动传感器与水量计结合，并且具体实施方式涉及采用这种振动传感器的系统和方法。

技术介绍

[0003]家庭和商业场所通常依赖于水源以用于各种目的。为了用水追踪目的，这种场所通常具有水量计，该水量计被定位以计量在供应线中流向场所的水量。
[0004]在附近的流体管道中可能发生泄漏。一些这种泄漏可能是轻微的并且具有最小的后果，而其它泄漏可能是严重的和/或如果不及早识别和修复则导致严重后果。
[0005]流体管道(诸如水管)中的流体泄漏检测的一些现有技术需要维护人员定期地注意供水网络周围的可疑泄漏的位置并且需要在重要时期出现在现场，同时使用繁琐和/或昂贵的监听装置。这种技术有时可能需要数年才能有效地监测和确定供水网络中的泄漏。这种泄漏检测服务的采用可能导致供水设施的重大花费。
[0006]期望解决或改善现有振动传感器、泄漏检测装置或泄漏检测技术中的一个或多个缺点或不利之处，或者至少提供其有用的可选方案。
[0007]在本说明书中包括的对文献、行为、材料、装置、物品等的任何讨论不应被视为承认任何或所有这些事项构成现有技术基础的一部分或者是在本申请的各技术方案的优先权日之前就存在的与本公开相关的领域中的公知常识。
[0008]在整个说明书中，词语“包括”或其变型将被理解为暗示包括所述元件、整体或步骤，或者元件组、多个整体或多个步骤，但是不排除任何其它元件、整体或步骤，或者元件组、多个整体或多个步骤。

技术实现思路

[0009]一些实施方式涉及一种振动传感器，其包括：
[0010]传感器基部，其联接到振动源；
[0011]压电换能器，其在换能器的第一侧联接到传感器基部；
[0012]至少一个导体，其联接到压电换能器；以及
[0013]激振重物(seismic weight)，其位于压电换能器的第二侧；
[0014]其中，传感器基部、压电换能器和激振重物同轴排列并且被配置为使得由振动源引起的传感器基部与激振重物之间的相对运动使在压电换能器中产生电流并且在至少一个导体上能够检测到与该产生的电流相对应的输出信号。
[0015]一些实施方式涉及一种振动传感器，其包括：
[0016]传感器基部，其联接到振动源；
[0017]压电换能器，其在换能器的第一侧联接到传感器基部；
[0018]至少一个导体，其联接到压电换能器；以及
[0019]激振重物，其限定部分地布置压电换能器的腔使得激振重物位于压电换能器的第二侧；其中，传感器基部、压电换能器和激振重物同轴排列并且被配置为使得由振动源引起的传感器基部与激振重物之间的相对运动使在压电换能器中产生电流并且在至少一个导体上能够检测到与该产生的电流相对应的输出信号，相对运动包括由通过传感器基部传递的振动引起的小压缩和弯矩。
[0020]传感器还可以包括压缩部件，压缩部件被配置成朝向传感器基部对激振重物施力。压缩部件可以包括弹簧。弹簧可以包括螺旋弹簧、波形弹簧或板簧。弹簧的一端可以联接到传感器基部，弹簧的相反端可以联接到激振重物。
[0021]弹簧可以布置于激振重物的与传感器基部所在侧相反的那侧，并且可以被配置为使弹簧的第一端支承于传感器的支承面且使弹簧的第二端支承于激振重物。
[0022]弹簧的弹簧常数可以在大约1N/mm至大约15N/mm之间，可选择地，弹簧的弹簧常数可以在大约2N/mm至大约10N/mm之间。
[0023]在传感器的静止状态(rest state)下，压电换能器可以在传感器基部与激振重物之间被压缩。
[0024]压电换能器可以被形成为柱换能器。
[0025]激振重物可以限定腔，并且压电换能器部分地布置在腔内。
[0026]传感器还可以包括壳体以覆盖激振重物和压电换能器。壳体和传感器基部可以限定室，激振重物在室内具有有限的移动自由度。
[0027]传感器还可以包括电子界面(electronic interface)，电子界面联接到至少一个导体并且被配置成与外部控制器通信。传感器可以依赖于来自外部装置的电力供应以操作电子界面。
[0028]电子界面可以被构造为基于经由至少一个导体接收的输出信号来处理输入信号，从而确定输入信号的快速傅立叶变换、即FFT。电子界面可以被构造为对输出信号放大和滤波，并且执行被放大和被滤波的输出信号的模拟数字转换以便产生输入信号。
[0029]电子界面可以被构造为执行至少一个特定频率阈值与FFT的频谱的至少一部分的比较，并且在比较表示在至少一个部分中的频谱的幅值超过相应的至少一个频谱阈值时设定检测标记。检测标记可以与外部控制器通信以表示检测到预定状态。
[0030]针对不同的特定频率阈值和频谱的不同部分可以执行多次比较，以基于多次比较来设定或不设定至少一个检测标记。
[0031]感兴趣的频谱可以在例如0与1000Hz之间。
[0032]电子界面可以被构造为响应于从外部控制器接收到的操作信号在短时间段中对输出信号采样。短时间段可以在0.05秒与1.0秒之间。短时间段可以在0.05秒与0.2秒之间。
[0033]电子界面包括微控制器，以处理输入信号并确定FFT。微控制器可以响应于电力的提供和来自外部控制器的操作信号来接收并处理输入信号。
[0034]至少一个导体可以包括联接到压电换能器的第一端的第一导体和联接到压电换能器的相反第二端的第二导体，其中能够在第一导体和第二导体上检测到输出信号。
[0035]激振重物可以具有在大约20克与大约250克之间的质量。激振重物可以关于轴线轴对称。
附图说明
[0036]图1是根据一些实施方式的流体计量系统的框图；
[0037]图2是流体计量系统的另一框图；
[0038]图3是根据一些实施方式的水量计的截面示意图；
[0039]图4是根据一些实施方式的操作流体量计的方法的流程图；
[0040]图5是根据一些实施方式的振动传感器的示意图；
[0041]图6是根据一些实施方式的泄漏确定方法的流程图；
[0042]图7是根据一些实施方式的振动传感器的信号输出的示例频谱；
[0043]图8是根据一些实施方式的振动传感器的示意截面图；
[0044]图9是根据一些实施方式的振动传感器的局部剖视立体图，其中传感器与形成流体量计组件的一部分的流体管道相关地定位；
[0045]图10是图9中所示的振动传感器的分解立体图；
[0046]图11是根据另一实施方式的振动传感器的局部剖视立体图，振动传感器被示出为与流体量计组件的流体管道相关地定位；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水量计，其包括流管，其限定管腔以通过所述管腔接收水，所述流管被构造为联接到供水网络；壳体，其联接到所述流管并且包含自带电源、至少一个处理器、存储器和无线收发器；流传感器，其被定位为测量通过所述管腔的液体流，并且所述流传感器联接到所述至少一个处理器以向所述至少一个处理器提供流测量信号；以及振动传感器，其被配置为感测所述流管的材料中的振动，并且所述振动传感器联接到所述至少一个处理器以向所述至少一个处理器提供振动测量信号，所述振动传感器包括压电换能器，所述压电换能器被配置为在不延伸进入所述管腔的情况下抵接所述流管；其中，所述至少一个处理器被构造为处理所述流测量信号和所述振动测量信号，以基于至少所述振动测量信号确定上游液体泄漏状态；所述至少一个处理器被构造为将所述上游液体泄漏状态和流测量信息发送到远程服务器。2.根据权利要求1所述的量计，其特征在于，所述至少一个处理器被构造为通过确定所述振动测量信号的频谱并确定至少一个频带中的所述频谱的幅值在预定阈值幅值处还是在预定阈值幅值之上来确定所述上游液体泄漏状态。3.根据权利要求2所述的量计，其特征在于，所述至少一个处理器还被构造为，当所述至少一个频带中的所述幅值被确定为在所述预定阈值幅值处或在所述预定阈值幅值之上时，所述至少一个处理器记...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：东南水务公司，
类型：发明
国别省市：