一種智能自來水管的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種自來水管，特別是涉及一種智能自來水管。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟的發展，人口的增加，自來水管線路越來越多，因天氣原因及自然老化原 因帶來的自來水管道的修理問題變得越來越麻煩，很多時候因為不能及時定位故障點而造 成很大的水資源浪費。在有的時候，居民生活飲用水安全也會受到威脅。保證自來水管道的 故障定位能減少水資源的浪費，以及對進入居民家中的自來水管管網末梢進行水質檢測來 保證居民飲用水的安全，有著很大的現實意義。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題是提供一種智能自來水管，能幫助及時定位自來水管 管道故障點。
[0004] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種智能自來水管，包括管道， 所述管道內設置有傳感器模塊，所述傳感器模塊用于采集管道中的壓力流量參數;所述傳 感器模塊和所述無線傳輸設備相連，所述無線傳輸設備用于接收所述傳感器模塊采集到的 壓力流量參數，并將所述壓力流量參數傳送給計算機;所述計算機根據收到的壓力流量參 數判斷管道中是否存在故障點。
[0005] 所述計算機故障點判斷的方式如下：計算出管道內兩個相鄰節點的壓力差，如果 壓力差小于在先節點壓力的20%，則該管道的工作正常并計算下一條管道，否則即為工作 異常管道;漏水檢測是根據管道的流量守恒進行判斷，若該管道的進水流量等于出水流量， 則該管道正常，否則該管道漏水。
[0006] 所述管道內還設置有與計算機相連的用戶終端水質檢測模塊，所述用戶終端水質 檢測模塊用于檢測管道內的水質，當水質低于標準值時，所述計算機將結果發送給用戶。
[0007] 所述無線傳輸設備由相互連接的ARM微處理器和Zigbee模塊構成。
[0008] 有益效果
[0009] 由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效 果:本發明能幫助及時定位自來水管管道故障點，及時修理自來水管道，避免水資源的浪 費，同時，幫助居民進行水質檢查，提高居民用水的健康程度。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發明的自來水管道故障判斷中節點示意圖；
[0011] 圖2是使用本發明的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0013] 本發明的實施方式涉及一種智能自來水管，包括管道，所述管道內設置有傳感器 模塊，所述傳感器模塊用于采集管道中的壓力流量參數;所述傳感器模塊和所述無線傳輸 設備相連，所述無線傳輸設備用于接收所述傳感器模塊采集到的壓力流量參數，并將所述 壓力流量參數傳送給計算機;所述計算機根據收到的壓力流量參數判斷管道中是否存在故 障點。所述管道內還設置有與計算機相連的用戶終端水質檢測模塊，所述用戶終端水質檢 測模塊用于檢測管道內的水質，當水質低于標準值時，所述計算機將結果發送給用戶。
[0014] 圖1為本發明的自來水管道故障判斷中節點示意圖。所述傳感器模塊用來采集自 來水管中的壓力流量參數，具體按照以下步驟實施:計算機發送無線采集指令給數據采集 系統的傳感器模塊，數據采集系統的傳感器模塊收到采集指令后采集注水管網的節點壓力 流量參數，然后將采集到的節點壓力數據和節點流量數據用無線方式發回給計算機，無線 方式傳送是使用安裝在各個節點上的ARM微處理器+Zigbee模塊組成的無線傳輸設備實現 的。
[0015] 故障點的判斷需要經由計算機仿真計算，具體按照以下步驟實施：
[0016] 由達西一魏斯巴赫公式計算注水管網各個管段的壓損hf，公式為
[0017]
[0018]
[0019]
[0020] 式中：1為管長;d為管道直徑;V為管內平均速度;Q為管道流量;λ為沿程摩阻系數， Re為雷諾數；△為管壁當量粗糙度
為速度水頭；
[0021] 然后計算自來水管中各節點的壓力，如圖1所示，對于管道三通節點壓力計算公式 為：
[0022] P2 = P1-Jlfl,
[0023] P3 = P2-Jlf2，
[0024] p4=p2-hf3，
[0025] 式中：？1、？2、？3、？4為自來水管節點壓力、其中，？1、？ 2是采集到的、？3、？4是計算得到 的，hfl、hf2、hf3為自來水管中各管段的沿程壓力損失。
[0026] 故障判斷具體算法為:計算出壓力差AP = P^1-P1，如果壓力差小于20%的P1,則該 注自來水管管道的工作正常并計算下一條管段，否則即為工作異常管道。進行注水管網漏 水檢測，主要根據管段的流量守恒進行判斷，若該管段的進水流量等于出水流量，則該管段 正常，否則該管段漏水。
[0027] 當檢測到漏水時，通過無線信號發送模塊，發送給用戶，提醒用戶水管漏水。當檢 測到用戶終端水質存在問題時，也通過無線信號發送模塊，發送給用戶，提醒用戶水質出現 問題，提高人們用水的健康度。
[0028]本發明能幫助及時定位自來水管管道故障點，及時修理自來水管道，避免水資源 的浪費，同時，幫助居民進行水質檢查，提高居民用水的健康程度。
[0029]本發明使用ARM+Zigbee無線模塊的數據采集系統采集數據，具有速度快，成本低 的特點，降低了人工勞動強度，保持采集數據的實時性。該發明受注水管網拓撲結構規模的 影響相對較小，在計算實現上所占計算機資源也相對較少。該發明實現簡單，計算速度快， 適合計算機編程。
【主權項】
1. 一種智能自來水管，包括管道，其特征在于，所述管道內設置有傳感器模塊，所述傳 感器模塊用于采集管道中的壓力流量參數;所述傳感器模塊和所述無線傳輸設備相連，所 述無線傳輸設備用于接收所述傳感器模塊采集到的壓力流量參數，并將所述壓力流量參數 傳送給計算機;所述計算機根據收到的壓力流量參數判斷管道中是否存在故障點。2. 根據權利要求1所述的智能自來水管，其特征在于，所述計算機故障點判斷的方式如 下:計算出管道內兩個相鄰節點的壓力差，如果壓力差小于在先節點壓力的20%，則該管道 的工作正常并計算下一條管道，否則即為工作異常管道;漏水檢測是根據管道的流量守恒 進行判斷，若該管道的進水流量等于出水流量，則該管道正常，否則該管道漏水。3. 根據權利要求1所述的智能自來水管，其特征在于，所述管道內還設置有與計算機相 連的用戶終端水質檢測模塊，所述用戶終端水質檢測模塊用于檢測管道內的水質，當水質 低于標準值時，所述計算機將結果發送給用戶。4. 根據權利要求1所述的智能自來水管，其特征在于，所述無線傳輸設備由相互連接的 ARM微處理器和Zigbee模塊構成。
【專利摘要】本發明涉及一種智能自來水管，包括管道，所述管道內設置有傳感器模塊，所述傳感器模塊用于采集管道中的壓力流量參數；所述傳感器模塊和所述無線傳輸設備相連，所述無線傳輸設備用于接收所述傳感器模塊采集到的壓力流量參數，并將所述壓力流量參數傳送給計算機；所述計算機根據收到的壓力流量參數判斷管道中是否存在故障點。本發明能幫助及時定位自來水管管道故障點。
【IPC分類】F17D5/00, F17D1/08, F17D5/02
【公開號】CN105674058
【申請號】CN201610146583
【發明人】曹永勝, 吳浩然, 李德敏
【申請人】東華大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月15日