流体的智能管理方法.pdf

本发明涉及一种流体智能管理方法，应用于工业、日常生活等与有压流体和无压液体智能控制有关的领域。在流体智能管理系统中，用有压流体流态传感器、无压液体流态传感器和具有无压液体流态传感功能的器械对有压流体和无压液体在线测报，UPS向家电化、信息化的流体处理器具，传感器等供低压直流电，智能控制机构从传感器得出有压流体和无压液体流动状态的参数——流量、时间和总量等信息，综合其他传感器信息，进行智能判断和反馈，达到提高智能控制水平、稳定工艺、安全和环保的目的。

1、  一种流体智能管理方法，在流体智能管理系统中，有输送流体的管道、反馈机构如电磁阀、供低压直流电的UPS、处理流体的器械和传感器、流量计、智能控制机构等，其特征是：用有压流体流态传感器、无压液体流态传感器和具有无压液体流态传感功能的器具对有压流体和无压液体实施在线测报，智能控制机构从传感器得出有压流体和无压液体流动状态的参数——流量，时间和总量等信息以智能判断和反馈。

2、  根据权利要求1所述的一种流体智能管理方法，其特征是：有压流体流态传感器，是由感应器、作为信息发生器的敏感元件、或敏感元件及信息发生器等组成的，以实时传感流量和时间等有压流体流态的参数。

3、  根据权利要求1所述的一种流体智能管理方法，其特征是：无压液体流态传感器是以翻斗为敏感元件的，翻斗在流入无压液体后翻侧和恢复水平状态，能实时传感流量和时间等无压流体流态的参数。

4、  根据权利要求1所述的一种流体智能管理方法，其特征是：具有无压液体传感功能的器具的翻斗既是工作元件、又是敏感元件，翻斗在流入无压液体后翻侧和恢复水平状态是，起到了排出液体和密封等作用，又能传感流量和时间等无压流体流态的参数。

5、  根据权利要求1所述的一种流体智能管理方法，其特征是：大便器(19)、接头(20)和地漏(21)内都有翻斗在磁铁吸引下起密封和延缓存水弯(22)中的水分蒸发的作用，将下水道阻隔。

6、  根据权利要求1所述的一种流体智能管理方法，其特征是：设置了低压直流电源UPS(30)向大便器(19)等实现了家电化、信息化的流体处理器具，和系统内的电磁阀和流态传感器等提供低压直流电。

流体的智能管理方法
【技术领域】
本发明涉及一种流体的智能管理方法，尤其是采用了有压流体流动状态(以下简称流态)传感器、无压液体流态传感器、和具有无压液体流态传感器功能的器具的流体智能管理方法，应用于工业、日常生活等与有压流体和无压液体智能控制有关的领域。
申请号为03108723.X《无压液体流动状态传感器》发明专利，提出了无压液体流动状态的概念和以翻斗为敏感元件的无压液体流态传感器技术。申请号为03108718.3《一系列化的器皿排水翻斗式接头》、03108722.1《一系列化的翻斗式大便器》和03108724.8《一系列化的翻斗式地漏》这些专利所发明的器具都以翻斗为工作和敏感元件的，是有无压液体流态传感器功能的。这些专利为解决了在线测报无压液体的流动状态、和液体的跑冒滴漏等提供了方法和技术。《有压流体流动状态传感方法》发明专利中提出了由感应器、作为信息发生器的敏感元件、或敏感元件及信息发生器等组成的有压流体流态传感器，可实时传感流量和时间等参数，智能控制器或有微机配套的流量检测仪表因此智能判断和反馈，解决和有压流体有关的不安全、浪费资源和污染环境问题。
按《住宅小区智能化系统建设要点与技术导则》建设的住宅小区，其智能化系统的计算机管理系统通过通讯单元和建筑单元、如家庭的智能控制器相联系，其信息管理子系统实现了水、电、气、热等计量表远程抄收计量；供水设备实施监控管理，即：给排水设备(水泵、电控阀等相关设备)运行状态显示控制、查询、故障报警；蓄水池(含消防水池)、污水池的水位高低检测；饮用蓄水池过滤、杀菌设备控制监视。在此技术基础上，综合有压流体、无压液体的传感技术等，就可提高智能建筑及其他行业和流体有关的智能管理水平。
【发明内容】
本发明的目的是提出流体的智能管理方法，尤其是采用了无压液体流态传感技术及具有无压液体流态传感功能的器具、和有压流体传感技术的智能管理方法，应用于工业、日常生活等与无压液体和有压流体智能控制有关的领域。
本发明的目的是这样实现的：在流体智能管理系统中，有输送流体的管道、反馈机构如电磁阀、供低压直流电的UPS、处理流体的器械和传感器、流量计、智能控制机构等，其特征是：用有压流体流态传感器、无压液体流态传感器和具有无压液体流态传感功能的器具对有压流体和无压液体实施在线测报，智能控制机构从传感器得出有压流体和无压液体流动状态的参数——流量，时间和总量等信息以智能判断和反馈。
由于采用上述方案，智能控制机构从无压液体及有压流体流态传感器得到相关流态信息，和综合其他传感器测报的信息，来判断该系统正常与否并反馈，达到进一步提高智能控制水平、稳定工艺、安全和环保处理流体的目的。
有压流体流态传感器，是由感应器、作为信息发生器的敏感元件、或敏感元件及信息发生器等组成的，以实时传感流量和时间等有压流体流态的参数。
无压液体流态传感器是以翻斗为敏感元件的，翻斗在流入无压液体后翻侧和恢复水平状态时，实时传感流量和时间等无压流体流态的参数。
具有无压液体传感功能的器具的翻斗既是工作元件、又是敏感元件，翻斗在流入无压液体后翻侧和恢复水平状态时，起到了排出液体和密封等作用，又能实时传感流量和时间等无压流体流态的参数。
下面结合实施例智能建筑流体管理子系统示意图对本发明进一步说明。
图中：1、智能控制器  2、通讯单元  3、住宅小区计算机管理系统  4、水箱  5、溢流管  6、排污阀  7、三通  8、垂直螺口无压液体流态传感器  9、复位开关  10、报警装置  11、智能电磁阀  12、水量传感器  13、冷水流态传感器  14、水表  15、洗涤盆  16、太阳能热水器  17、燃气热水器  18、浴缸  19、大便器  20、接头  21、地漏  22、存水弯  23、煤气表  24、煤气流态传感器  25、煤气计量传感器  26、煤气智能电磁阀  27、气体传感器  28、弯头无压液体流态传感器  29、组合智能电磁阀  30、暖气包  31、热水智能电磁阀  32、UPS。
智能建筑流体管理子系统示意图以家庭的流体子系统为主的实施例来说明流体的智能管理方法，是对按《住宅小区智能化系统建设要点与技术导则》建设的住宅小区中有关流体的内容的补充，原有的技术措施在该图中基本上没有反映。
从该图可以看出，原有的家庭智能控制器1通过通讯单元2和住宅小区计算机管理系统3联系。水箱4上端有溢流管5、下端有管道连接的排污阀6，两者用三通7连接，三通7下面的螺孔固定一个垂直螺口无压液体流态传感器8，它和住宅小区计算机管理系统3相连(以双点划线表示)。在向水箱4加水的时候，如果水位控制装置失灵，会有水从溢流管5溢出，使直螺口无压液体流态传感器8的翻斗翻侧，翻斗上的磁铁接近干簧管，有电流或电脉冲传递到住宅小区计算机管理系统3，住宅小区计算机管理系统3据电流或电脉冲发生是和加水同时发生就可以判断异常的原因，立即停止加水和维修。假如排污阀6渗漏，垂直螺口无压液体流态传感器8也会有电流或电脉冲传递到住宅小区计算机管理系统3。
水箱4下来的水通过某家庭的带复位开关9、报警装置10的智能电磁阀11和带水量传感器12及冷水流态传感器13的水表14，向用水器具如洗涤盆15、太阳能热水器16、燃气热水器17、浴缸18和《一系列化的翻斗式大便器》专利中的磁性密封翻斗式、具有无压液体流态传感功能的大便器19等供水。洗涤盆15下面有《一系列化地器皿排水翻斗式接头》专利中的有无压液体流态传感功能的接头20，洗涤盆15的污水通过它排到下水道；地面积水和浴缸18排出来的水通过《一系列化的翻斗式地漏》中的、有无压液体流态传感功能的多通道地漏21排除。大便器19、接头20和地漏21内都有翻斗在磁铁吸引下起密封作用，这些器具下面如果有存水弯22的话，其中的水分蒸发也大大延缓，使该家庭和下水道完全阻隔，免受下水道内气体、液体和生物的侵害。
宾馆、办公楼及公寓卫生间和家庭正常用水的特点是时开时闭、量有大有小，一次连续用水时间没有必要超过20分钟——燃气热水器连续使用的安全时间，一次用水量应不大浴缸的容量。自来水管流出来的水，除了接走之外都要经过大便器19、洗涤盆15、包括小便器等的接头20和地漏21排到下水道或污水管道，这些器具是有无压液体流态传感功能的。智能控制器1不但可以从水表14上的冷水流态传感器13，也可以从大便器19、接头20和地漏21得到相关信息，认为用水状态不正常时就停止供水，也有助于改变浪费自来水的习惯。该智能管理方法对于自来水的跑冒滴漏可实施有效的管理，虽然管道或管件的跑冒滴漏发生的时间和位置是随机的、不可预测，由于液体总是要向低处流的，水一定要通过上述器具的翻斗流走。即使是极小的水量，连水表的涡轮都不能转动的量，也汇集到翻斗使之翻侧。智能控制器1能得到从极小的渗漏到管道爆裂引起大的水量的流态信息。当故障排除或需要恢复供水的时候，按动复位开关9就可供水。如需要长时间供水就将复位开关9处在常开位置。
煤气表23上有煤气流态传感器24、煤气计量传感器25，供气管道上有带复位开关煤气智能电磁阀26，另有气体传感器27——电子鼻。煤气管道和器具的漏气会引起煤气中毒或造成爆炸，尤其是在停止使用煤气器具的时候，煤气流态传感器24在很长时间内会连续发出频率比较低又相近的电脉冲，智能煤气智能电磁阀26就会关闭。如果泄漏量很小，煤气流态传感器24不能察觉，煤气到一定浓度时气体传感器27也能报警。
打开燃气热水器17的自来水开关，进入水气联动开关的水有一定压力时使煤气进入燃烧室燃烧。这时候水表14上的和煤气表23都有流体经过，有压冷水流态传感器13和煤气流态传感器24都在向智能控制器1发出流量和时间的信息，煤气计量传感器25每到一定的量就向智能控制器1发出电信号。在连续使用燃气热水器20分钟后，智能控制器1判断出该系统处在不正常用水状态，报警装置10报警、智能电磁阀11和/或煤气智能电磁阀26关闭，热水器17就停止进气和燃烧，以避免燃气热水器17造成的煤气中毒死亡事故。
太阳能热水器16的储水筒内的水位控制机构有可能失灵，自来水就从横向的溢流管溢出。为了能及时察觉和制止，就在溢流管端拧上一个弯头无压液体流态传感器28，供水管道上安装带复位开关和报警装置的组合智能电磁阀29。
该家庭的暖气包是通过带复位开关的管道涡轮传感器控制的热水智能电磁阀31供水的，当暖气系统发生爆裂时，管道内热水的流量突然增大、管道涡轮传感器的不锈钢涡轮的转速会骤升，热水智能电磁阀31因而判断出异常，切断热水的供应，避免热水对人身的伤害和财产的损坏。
该系统内的大便器19用电磁阀供水，可以用红外线等控制水箱的放水等，其他用水器械也和大便器19一样实现了家电化、信息化，所有的电磁阀，计量和流态传感器都需要使用低压直流电，因而设置了低压直流电源UPS 30。所有的计量和流态传感器都和智能控制器1相联系，智能控制器1又控制电磁阀和报警装置，图中以单点划线表示。如果水表14和煤气表23是有远传水量和煤气量功能的，智能控制器1会将计量信息通过通讯单元2传递到住宅小区计算机管理系统3；若是具有IC卡售水管理功能，也保持不变。
在工业领域使用流体的种类繁多、处理的工艺和方法各异，需要使用相应的有压流体流态和无压液体流态传感器，以及其他传感器。人工智能从上述传感器获得的信息，根据行业和工艺条件，就可以摸索出正常和不正常的大致范围，能够对流体实施智能管理，有助于制定更合理的工艺条件，并长期保持稳定，减少和制止跑冒滴漏，以达到提高产品质量，降低消耗和有利于环境保护的目的。