專利名稱：用于公用服務(wù)計(jì)量和泄漏檢測(cè)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明涉及一種用于電子公用服務(wù)(例如水或氣體)計(jì)量和泄漏檢測(cè)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
0002在家庭或建筑物中，日日夜夜都因?yàn)楦鞣N原因使用諸如水或氣體的公用服務(wù)。例如，在住宅中，每日日夜夜會(huì)以變化的時(shí)間間隔隨機(jī)地使用水。盡管在夜晚用水量往往少一些，其仍被使用(例如，用于廁所、自動(dòng)噴灌或?yàn)⑺到y(tǒng)等等)。商業(yè)建筑中的用水量遵循類似的模式。這使得測(cè)試泄漏很困難，原因是在白天和夜晚期間，用水量降至零的時(shí)間長(zhǎng)短不可預(yù)知。
0003正如所熟知的那樣，有些水管線路泄漏可被容易地檢測(cè)，原因是在水管附近存在被檢測(cè)到的地下水或存在水坑。盡管如此，其它水管線路泄漏不會(huì)被檢測(cè)到，直到水費(fèi)帳單變得出奇地高或者發(fā)現(xiàn)水漬或損害。
0004氣體泄漏潛在地比漏水更加危險(xiǎn)，而且更難檢測(cè)。
0005大型公寓建筑和商業(yè)建筑的業(yè)主面臨另外的監(jiān)視用水量和泄漏檢測(cè)方面的問(wèn)題。此類商業(yè)建筑物所使用的水或其它公用服務(wù)的量通常比住宅或其它更小的建筑物的用量多很多。此外，此類建筑物的管道和噴灌系統(tǒng)往往比住宅中所見(jiàn)到的同類系統(tǒng)更加復(fù)雜。因而，公用服務(wù)用量上的任何低效率都會(huì)在大型商業(yè)建筑物中被放大，并且此類低效率的成本被放大。例如，在大型商業(yè)建筑物中，水用于廁所、工業(yè)過(guò)程、加熱和空調(diào)、噴水滅火系統(tǒng)、和噴灑系統(tǒng)。大型商業(yè)建筑的管理通常沒(méi)有對(duì)各種系統(tǒng)的用水量的準(zhǔn)確計(jì)算。小到破損的噴灌系統(tǒng)噴頭的維護(hù)問(wèn)題可引起增加的且不必要的用水量。
0006用于住宅建筑物和商業(yè)建筑物的傳統(tǒng)水表和氣表測(cè)量所使用的水或氣體的總量，但是并不監(jiān)視使用模式。因而，傳統(tǒng)的儀表不提供需要的用于檢測(cè)泄漏的信息。

發(fā)明內(nèi)容
0007通過(guò)監(jiān)視使用模式來(lái)檢測(cè)水和/或氣體泄漏，本說(shuō)明書中公開(kāi)的系統(tǒng)和方法解決了這些問(wèn)題和其它問(wèn)題。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)尋找使用模式檢測(cè)泄漏的存在，在該使用模式下水或氣體總是正被使用，至少也是以低速率被使用。如果在給定時(shí)間間隔(例如在24小時(shí)的時(shí)段)內(nèi)，用量至少一段時(shí)間未降至零(或低于某個(gè)門限或臨界值)，則指示有泄漏。給定時(shí)間段內(nèi)的最小使用量指示泄漏的嚴(yán)重程度。在一個(gè)實(shí)施例中，提供了與自動(dòng)抄表(AMR)系統(tǒng)相結(jié)合的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。
0008在一個(gè)實(shí)施例中，向水或氣表提供了成像傳感器以讀取表上的多個(gè)刻度盤。在一個(gè)實(shí)施例中，向水或氣表提供了光學(xué)傳感器以讀取表上的最低級(jí)別的刻度盤或指示器的變動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，向水或氣表提供了聲學(xué)傳感器以檢測(cè)通過(guò)表的流量。
0009在一個(gè)實(shí)施例中，如果公用服務(wù)用量在給定的時(shí)間段內(nèi)超過(guò)所設(shè)定的最大值，則監(jiān)視系統(tǒng)中斷公用服務(wù)。例如，如果水管線路破裂、建筑業(yè)主超過(guò)用量限度等，則會(huì)發(fā)生過(guò)多的用水量。例如，如果溫度調(diào)節(jié)裝置失效、水池加熱器意外地開(kāi)著、電爐意外地開(kāi)著等，則會(huì)發(fā)生用氣量過(guò)多。因而，例如，如果水或氣體的用量在特定時(shí)間段(例如一小時(shí)、一天、一周等)內(nèi)超過(guò)最大值，配置的監(jiān)視系統(tǒng)就關(guān)閉公用服務(wù)(或通知公用服務(wù)部門關(guān)閉服務(wù))。


0010圖1A示出了典型水表記錄器(register)的刻度盤面。
0011圖1B示出了典型氣表記錄器的刻度盤面。
0012圖2是用于與泄漏檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)合使用的自動(dòng)抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
0013圖3示出了以改進(jìn)裝配形式提供給水表的泄漏檢測(cè)AMR系統(tǒng)。
0014圖4示出了作為原始裝備提供給水表的泄漏檢測(cè)AMR系統(tǒng)。
0015圖5是示出了多個(gè)傳感器的結(jié)構(gòu)圖，這些傳感器可用于檢測(cè)通過(guò)水表或氣表的低級(jí)別流量。
0016圖6是示出了編碼-發(fā)射-接收(ETR)單元的操作的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，其中提供了相對(duì)連續(xù)的監(jiān)視。
0017圖7是示出了ETR單元的操作的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，其中提供了周期監(jiān)視。
0018圖8A是示出了低流量傳感器的一個(gè)實(shí)施例，該傳感器通過(guò)使用壓差傳感器適用于測(cè)量管道系統(tǒng)中的泄漏。
0019圖8B是示出了低流量傳感器的一個(gè)實(shí)施例，該傳感器通過(guò)使用壓力傳感器以適用于測(cè)量管道系統(tǒng)中的泄漏。
0020圖9A示出了系統(tǒng)900的一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)900與水表901相結(jié)合、測(cè)量管道系統(tǒng)中的泄漏。
0021圖9B示出了集成低流量/高流量計(jì)系統(tǒng)，其提供AMR計(jì)量、泄漏檢測(cè)和停水功能。
0022圖10示出了水計(jì)量系統(tǒng)，其適用于與向一個(gè)或多個(gè)灌澆系統(tǒng)噴頭提供水的灌澆系統(tǒng)閥門相結(jié)合、監(jiān)視用水和/或泄漏。
0023圖11示出了水計(jì)量系統(tǒng)，其適用于與具有向一個(gè)或多個(gè)灌澆系統(tǒng)噴頭提供水的多個(gè)灌澆系統(tǒng)閥門的總管(manifold)相結(jié)合、監(jiān)視用水和/或泄漏。
0024圖12示出了水計(jì)量系統(tǒng)，其適用于與具有一個(gè)或多個(gè)用水量區(qū)和一個(gè)或多個(gè)灌澆區(qū)的商業(yè)建筑物(或住宅建筑物)相結(jié)合、監(jiān)視用水和/或泄漏。
具體實(shí)施例方式
0025圖1A示出了典型水表記錄器100的刻度盤面。記錄器包括以立方英尺讀取所用的水量的數(shù)字指示器102、徑向刻度盤101、和指示0與1立方英尺間的用水量的徑向指針105、和低流量指示器103，其中徑向指針105每轉(zhuǎn)一圈，低流量指示器103轉(zhuǎn)若干圈。
0026圖1B示出了典型的氣表150。在表150中，一組徑向刻度盤160-164以立方英尺顯示對(duì)應(yīng)于用氣量的數(shù)字。在圖1B中，刻度盤160顯示最低位數(shù)字，而刻度盤164顯示最高位數(shù)字?？潭缺P160在作用上與低流量指示器103類似。
0027以前，如圖1A和1B中示出的公用服務(wù)表由人工周期性地讀取。許多社區(qū)已經(jīng)改用自動(dòng)抄表(AMR)系統(tǒng)，其中記錄器被電子地且遙控地讀取。自動(dòng)抄表系統(tǒng)允許公用服務(wù)公司節(jié)約抄表成本、提供更好的關(guān)于公用服務(wù)使用的信息，并提供更為準(zhǔn)確的帳單。因?yàn)锳MR系統(tǒng)降低了我們的抄表成本和表的維護(hù)成本，所以系統(tǒng)通常很快地物超所值。
0028除了提供給公用服務(wù)公司的益處之外，或代替提供給公用服務(wù)公司的益處，建筑業(yè)主或管理人員也能使用AMR系統(tǒng)為建筑管理系統(tǒng)提供公用服務(wù)信息，以提供成本跟蹤、維護(hù)診斷、泄漏檢測(cè)等。因而，在一個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自于AMR的數(shù)據(jù)可被提供給諸如建筑監(jiān)視系統(tǒng)、家用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等的監(jiān)視系統(tǒng)。
0029水和氣體AMR系統(tǒng)在本質(zhì)上相類似，并且因而在理解用于水表的技術(shù)也可用于氣表的情況下，下面描述中的很多部分指的是水表。多數(shù)AMR系統(tǒng)使用連接至水表記錄器100的微型無(wú)線電發(fā)射機(jī)。來(lái)自于手持無(wú)線電接收機(jī)、移動(dòng)車輛或固定接收器(例如，安裝在建筑內(nèi)，安裝在燈柱上等)的讀數(shù)收集來(lái)自于AMR表的數(shù)據(jù)。以此過(guò)程，卡車中的司機(jī)能夠在一天之內(nèi)比全體讀表組成員讀取更多的表。既然公用服務(wù)公司無(wú)需接近表就可以獲取讀數(shù)，故AMR系統(tǒng)也減輕了進(jìn)入的問(wèn)題。系統(tǒng)也允許建筑業(yè)主或管理者定期地(甚至連續(xù)地)收集公用服務(wù)表的數(shù)據(jù)。
0030在AMR系統(tǒng)中，公用服務(wù)表被配備以編碼器-接收機(jī)-發(fā)射機(jī)(ERT)裝置。圖2是與公用服務(wù)表結(jié)合使用的編碼-發(fā)射-接收(ERT)ETR單元200的結(jié)構(gòu)圖。在ETR單元200中，一個(gè)或多個(gè)傳感器201和收發(fā)機(jī)203被提供給控制器202?？刂破?02通常向傳感器201和收發(fā)機(jī)202提供電源、數(shù)據(jù)和控制信息。電源206被提供給控制器202。也可向控制器202提供任選的防改動(dòng)傳感器205(tamper sensor)(未示出)。
0031在一個(gè)實(shí)施例中，收發(fā)機(jī)203被配置以進(jìn)行無(wú)線通信。在一個(gè)實(shí)施例中，收發(fā)機(jī)203被配置以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上、電話網(wǎng)絡(luò)上等進(jìn)行線纜或光纖通信。
0032圖3示出了以改進(jìn)裝配形式提供給水表的泄漏檢測(cè)AMR系統(tǒng)。傳感器201被配置為傳感器模塊302，其被提供給儀表以讀取儀表記錄器(register)。圖5描述了可用于讀取傳統(tǒng)(非電子)記錄器的多個(gè)傳感器。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器201讀取低流量指示器，諸如圖1A和圖1B中示出的低流量指示器。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使用諸如CCD或CMOS成像傳感器的成像傳感器，傳感器201讀取低流量指示器。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使用諸如光電二極管或光電晶體管、或其陣列的照明源或光學(xué)傳感器，傳感器201讀取低流量指示器。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器201讀取低流量指示器而基本不遮掩儀表的其它指示器。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器201被置于低流量指示器的旁邊，以使得低流量指示器仍然可見(jiàn)。
0033圖4示出了作為原始裝備提供給水表的泄漏檢測(cè)AMR系統(tǒng)。在圖4中，ERT 202被直接提供給水表上的電子記錄器。
0034在傳統(tǒng)AMR系統(tǒng)中，ERT不進(jìn)行連續(xù)讀取，而是“休眠”，等待讀表者靠近。讀表者的車載的讀取裝置發(fā)出連續(xù)的“喚醒”信號(hào)。當(dāng)ERT接到喚醒信號(hào)時(shí)，其檢查儀表記錄器上的讀數(shù)，將其編碼為數(shù)字信號(hào)，并開(kāi)始傳送其識(shí)別號(hào)和當(dāng)前讀數(shù)。幾分鐘之后，ERT停止傳送并回到“休眠”狀態(tài)，等待下一個(gè)喚醒信號(hào)。車載的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將ERT識(shí)別號(hào)與你的房產(chǎn)相匹配，并記錄讀數(shù)。在一天的結(jié)束，讀表者向公用服務(wù)公司帳單編制系統(tǒng)轉(zhuǎn)存信息。
0035ERT是被設(shè)計(jì)來(lái)讀取儀表記錄器和傳送信號(hào)的電子裝置。用于喚醒ERT并傳送信號(hào)的無(wú)線電信號(hào)相對(duì)較弱，通常操作于900MHz的頻段。裝置經(jīng)常由兩節(jié)長(zhǎng)效電池供電，該電池被設(shè)計(jì)為可以使用15至20年。凹處ERT通常用于位于建筑外的凹處內(nèi)的儀表。當(dāng)儀表在建筑內(nèi)或當(dāng)ERT需要遠(yuǎn)離儀表一段距離時(shí)，使用遠(yuǎn)處或遙控ERT。
0036凹處ERT直接安裝在室外儀表凹處的鑄鐵或混凝土蓋子上。其通常足夠結(jié)實(shí)以承受天氣和一定量的交通負(fù)荷。在一個(gè)實(shí)施例中，ERT看起來(lái)像一個(gè)黑色蘑菇，其具有7英寸直徑的蓋和穿過(guò)蓋子中的孔洞的2英寸直徑的“莖”。線纜將ERT連接至儀表記錄器。在人行道中，使用專用的蓋子將ERT保持在人行道之下和之外。
0037在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)視系統(tǒng)包括電池操作的ETR單元200，其檢測(cè)諸如水流或氣流的情況。ETR單元被提供給用于建筑、公寓、辦公室、住宅等的公用服務(wù)儀表。為了節(jié)約電池能量，ETR單元通常處于低功率模式。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)處于低功率模式時(shí)，ETR單元取得定期的傳感器讀數(shù)并評(píng)估讀數(shù)以確定是否存在異常情況。響應(yīng)于喚醒信號(hào)，ETR單元也“醒來(lái)”并向基本單元(base unit)(或讀取裝置)發(fā)送狀態(tài)信息，并且之后一段時(shí)間監(jiān)聽(tīng)命令。
0038在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元200是雙向的并且被配置以接收來(lái)自于讀取裝置的指令。因而，例如，讀取裝置能命令傳感器以執(zhí)行額外的測(cè)量；進(jìn)入待機(jī)模式；醒來(lái)；報(bào)告電池狀態(tài)；改變醒來(lái)間隔；運(yùn)行自診斷并報(bào)告結(jié)果等。在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元也包括防改動(dòng)開(kāi)關(guān)(tamper switch)。當(dāng)檢測(cè)到對(duì)傳感器的篡改時(shí)，傳感器向基本單元報(bào)告該篡改行為。在一個(gè)實(shí)施例中，ETR向讀取裝置報(bào)告其總體可用情況和狀態(tài)(例如自診斷的結(jié)果，電池可用情況等)。
0039在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元提供兩個(gè)喚醒模式，第一喚醒模式用于進(jìn)行測(cè)量(如果認(rèn)為必要，也報(bào)告此測(cè)量)，而第二喚醒模式用于監(jiān)聽(tīng)來(lái)自于讀取裝置的命令。兩個(gè)喚醒模式、或它們的組合可以以不同的間隔發(fā)生。
0040在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元使用擴(kuò)展頻譜技術(shù)以與基本單元和/或讀取裝置通信。在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元使用跳頻擴(kuò)展頻譜(FHSS，frequency-hopping spread-spectrum)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)ETR單元具有識(shí)別碼(ID)，并且ETR單元將其ID附加至外發(fā)通信包。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)接收無(wú)線數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)ETR單元忽略地址指向其它ETR單元的數(shù)據(jù)。
0041在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元200提供雙向通信，并被配置以接收來(lái)自于讀取裝置的數(shù)據(jù)和/或指令。因而，例如，讀取裝置可命令ETR單元200執(zhí)行額外的測(cè)量、進(jìn)入待機(jī)模式、醒來(lái)、報(bào)告電池狀態(tài)、改變醒來(lái)間隔、運(yùn)行自診斷并報(bào)告結(jié)果等。在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元200定期報(bào)告其總體可用情況和狀態(tài)(例如自診斷的結(jié)果，電池可用情況等)。
0042在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元200提供兩個(gè)喚醒模式，第一喚醒模式用于進(jìn)行測(cè)量(如果認(rèn)為必要，也報(bào)告此測(cè)量)，而第二喚醒模式用于監(jiān)聽(tīng)來(lái)自于讀取裝置的命令。兩個(gè)喚醒模式、或它們的組合可以以不同的間隔發(fā)生。
0043在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元200使用擴(kuò)展頻譜技術(shù)以與讀取裝置通信。在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元200使用跳頻擴(kuò)展頻譜。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)ETR單元200具有將ETR單元200與其它ETR單元區(qū)別開(kāi)來(lái)的地址或識(shí)別碼(ID)。ETR單元200將其ID附加至外發(fā)通信包，以使得來(lái)自于ETR單元200的傳輸可被讀取裝置識(shí)別。讀取裝置將ETR單元200的ID附加到傳送至ETR單元200的數(shù)據(jù)和/或指令。在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元200忽略地址指向其它ETR單元的數(shù)據(jù)和/或指令。
0044在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器201與讀取裝置在900MHz的頻段上通信。該頻段提供穿越通常出現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)中和建筑機(jī)構(gòu)周圍的墻壁和其它障礙物的良好傳輸。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器與讀取裝置在高于和/或低于900MHz的頻段上通信。在一個(gè)實(shí)施例中，在射頻信道上傳送之前或開(kāi)始傳送之前，傳感器、讀取裝置、和/或基本單元監(jiān)聽(tīng)該射頻信道。如果信道被使用(例如，被另一裝置使用，諸如另一讀取裝置、無(wú)繩電話等)，則傳感器、讀取裝置、和/或基本單元變換到不同的信道。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)監(jiān)聽(tīng)射頻信道以監(jiān)視干擾、并使用一種算法以為避開(kāi)該干擾選擇下一傳輸信道，傳感器、讀取裝置、和/或基本單元協(xié)調(diào)跳頻。因而，例如，在一個(gè)實(shí)施例中，如果傳感器感知到危險(xiǎn)狀況并進(jìn)入連續(xù)傳輸模式，則傳感器將在傳輸之前測(cè)試(例如監(jiān)聽(tīng))信道以避開(kāi)被阻塞、被使用或擁擠的信道。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器不斷傳送數(shù)據(jù)，直至其接收到來(lái)自于基本單元信息已經(jīng)收到的知會(huì)或確認(rèn)。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器傳送具有一般優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)(例如，狀態(tài)信息)而并不等待確認(rèn)，并且傳感器傳送具有提高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)(例如，過(guò)多的煙霧、溫度等等)直至收到確認(rèn)。
0045跳頻無(wú)線系統(tǒng)具有避開(kāi)其它干擾信號(hào)并避免沖突的優(yōu)勢(shì)。此外，具有給予系統(tǒng)的規(guī)定的優(yōu)點(diǎn)，該系統(tǒng)不持續(xù)地以一個(gè)頻率傳輸信號(hào)。在一段時(shí)間的連續(xù)傳輸之后或遇到干擾時(shí)，信道跳頻發(fā)射機(jī)改變頻率。這些系統(tǒng)可具有更高的傳送功率和對(duì)帶內(nèi)毛刺的限制更為寬松。
0046在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元200、讀取裝置、和讀取裝置使用FHSS通信，其中ETR單元200的跳頻、讀取裝置、和讀取裝置并不同步，以至于在任意給定時(shí)刻，ETR單元200和讀取裝置處于不同的信道。在這樣的系統(tǒng)中，通過(guò)使用與讀取裝置而非ETR單元200同步的跳頻，讀取裝置與ETR單元200通信。此后，通過(guò)使用與ETR單元200同步的跳頻，讀取裝置將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)(forward)到ETR單元。這樣的系統(tǒng)在很大程度上避免了讀取裝置與讀取裝置的傳輸之間的沖突。
0047在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元200使用FHSS，并且ETR單元102-106不同步。因而，在任意給定時(shí)刻，不可能出現(xiàn)ETR單元中的兩個(gè)或多個(gè)以同一頻率傳送。以這種方式，在很大程度上可以避免沖突。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100不檢測(cè)沖突但是可容忍沖突。如果確實(shí)發(fā)生沖突，則由于沖突所丟失的數(shù)據(jù)在下次ETR單元傳送傳感器數(shù)據(jù)時(shí)被有效地再次傳送。當(dāng)ETR單元和讀取裝置單元110-111工作于異步模式時(shí)，則極不可能出現(xiàn)第二沖突，原因是引起沖突的單元已經(jīng)跳至不同的信道。在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元和讀取裝置使用同一跳速。在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元和讀取裝置使用同一偽隨機(jī)算法以控制信道跳頻，但是采用不同的起始種子。在一個(gè)實(shí)施例中，用于跳頻算法的起始種子從ETR單元或讀取裝置的ID計(jì)算出來(lái)。
0048在一個(gè)替代性實(shí)施例中，通過(guò)發(fā)送地址指向讀取裝置的通信包，基本單元與ETR單元200通信，其中發(fā)送至讀取裝置的通信包包括ETR單元200的地址。
0049在一個(gè)實(shí)施例中，收發(fā)機(jī)203基于來(lái)自于德州儀器有限公司的TRF 6901收發(fā)機(jī)芯片。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202是傳統(tǒng)的可編程微控制器。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，諸如Xilinx公司提供的FPGA。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器201包括光電傳感器，其被配置以檢測(cè)公用服務(wù)儀表上的顯示的變動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器201包括成像傳感器，其被配置以讀取公用服務(wù)儀表。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器201包括用于照亮公用服務(wù)儀表顯示的照明裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器201包括用于檢測(cè)流經(jīng)公用服務(wù)儀表的聲學(xué)聲音的聲學(xué)傳感器。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器201包括用于讀取電子公用服務(wù)儀表記錄器的記錄器傳感器。
0050控制器202接收來(lái)自于傳感器201的傳感器數(shù)據(jù)。一些傳感器201產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。盡管如此，對(duì)于很多類型的傳感器201，傳感器數(shù)據(jù)是模擬數(shù)據(jù)。模擬傳感器數(shù)據(jù)由控制器202轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器評(píng)估從傳感器201接收的數(shù)據(jù)，并確定數(shù)據(jù)是否指示泄漏或其它異常情況。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將數(shù)據(jù)值與門限值(例如，高門限，低門限，或高-低門限)進(jìn)行比較，控制器202評(píng)估傳感器數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)在門限之外(例如，高于高門限、或低于低門限、在內(nèi)界門限之外、或在外界門限之內(nèi))，則數(shù)據(jù)被認(rèn)為是異常的或者指示有泄漏。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)門限被編程到控制器202內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)向控制器202發(fā)送指令，讀取裝置對(duì)數(shù)據(jù)門限進(jìn)行編程。
0051圖5是示出了多個(gè)傳感器的結(jié)構(gòu)圖，這些傳感器可用于檢測(cè)流經(jīng)水表或氣表的低級(jí)別流量。在一個(gè)實(shí)施例中，向儀表提供聲學(xué)傳感器以檢測(cè)通過(guò)儀表的流量。在一個(gè)實(shí)施例中，向儀表提供成像傳感器501以讀取數(shù)字指示器102和/或刻度盤160-164。在一個(gè)實(shí)施例中，提供了照明源502以為成像傳感器501照亮數(shù)字指示器102和/或刻度盤160-164。在一個(gè)實(shí)施例中，提供了照明源504和光學(xué)傳感器503以檢測(cè)徑向指針105和/或精密傳感器103的走動(dòng)。聲學(xué)傳感器509、成像傳感器501、和/或光學(xué)傳感器503是圖2中示出的傳感器201的實(shí)施例。其它傳感器，諸如磁傳感器，可與聲學(xué)傳感器509、成像傳感器501、和/或光學(xué)傳感器503結(jié)合使用，或作為替代物選擇使用。
0052聲學(xué)傳感器509、成像傳感器501、和/或光學(xué)傳感器503被提供給控制器202。通過(guò)收集來(lái)自于聲學(xué)傳感器509、成像傳感器501、和/或光學(xué)傳感器503的數(shù)據(jù)，控制器讀取公用服務(wù)儀表。
0053在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202以特定周期間隔讀取傳感器201。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202以隨機(jī)間隔讀取傳感器201。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202響應(yīng)來(lái)自于讀取裝置的喚醒信號(hào)，讀取傳感器201。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202在傳感器讀取之間休眠。
0054在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202定期地(或隨機(jī)地)讀取細(xì)節(jié)指示器103或最低位指示器160以檢測(cè)泄漏。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202通過(guò)編程方式醒來(lái)并從低流量指示器103或低位指示器160取得一系列讀數(shù)，以確定使用模式并進(jìn)行泄漏檢測(cè)。如果控制器202確定公用服務(wù)用量看似連續(xù)的，則控制器202設(shè)想存在泄漏。
0055在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202使用人工智能以確定傳感器讀取間隔。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202周期地讀取低流量指示器。如果控制器202確定在指定數(shù)量的間隔內(nèi)用量為零，則控制器設(shè)想不存在泄漏、并且控制器可編程制定相對(duì)長(zhǎng)的讀取之間的間隔。如果控制器確定用量從不為零，則控制器202設(shè)想存在泄漏，并且控制器可編程制定相對(duì)較短的讀取之間的間隔，以搜索無(wú)使用量發(fā)生的間隔。如果相對(duì)較短的時(shí)間間隔仍不能產(chǎn)生零讀數(shù)，則在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202可取得一段時(shí)間(例如24小時(shí)、48小時(shí)等)的連續(xù)讀數(shù)以搜索無(wú)使用量發(fā)生的時(shí)段。如果控制器不能發(fā)現(xiàn)無(wú)使用量發(fā)生的時(shí)段，則控制器報(bào)告泄漏情況。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202向查詢裝置報(bào)告最小公用服務(wù)使用量，以允許公用服務(wù)公司評(píng)估可能存在的泄漏情況。
0056在一個(gè)實(shí)施例中，控制器202被配置成在確定可能存在泄漏情況中使用門限值(非零)。
0057圖6是示出了ETR單元200的操作的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，其中提供了相對(duì)連續(xù)的監(jiān)視。在圖6中，上電程序塊601之后是初始化程序塊602。初始化之后，在程序塊603中，ETR單元200檢查故障情況(例如，防改動(dòng)傳感器的激活，電池電量低、內(nèi)部故障等)。判定程序塊604檢查故障狀態(tài)。如果故障已發(fā)生，則程序前進(jìn)至程序塊605，在程序塊605中，故障信息被傳送至讀取裝置(此后，程序前進(jìn)至程序塊612)；否則，程序前進(jìn)至程序塊606。在程序塊606中，ETR單元200從傳感器201取得傳感器讀數(shù)。隨后在程序塊607中評(píng)估傳感器數(shù)據(jù)。如果傳感器數(shù)據(jù)異常，則程序前進(jìn)至傳送程序塊609，在程序塊609中，傳感器數(shù)據(jù)被傳送至讀取裝置(此后，程序前進(jìn)至程序塊612)；否則，程序前進(jìn)至超時(shí)判定程序塊610。如果超時(shí)期間還沒(méi)有過(guò)，則程序回到故障檢查程序塊603；否則，程序前進(jìn)至傳送狀態(tài)程序塊611，在傳送狀態(tài)程序塊611中，正常狀態(tài)信息被傳送至讀取裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，所傳送的正常狀態(tài)信息與簡(jiǎn)單的“脈沖(ping)”類似，其指示出ETR單元200運(yùn)轉(zhuǎn)正常。在程序塊611之后，程序繼續(xù)進(jìn)行至程序塊612，在程序塊612中，ETR單元200時(shí)刻監(jiān)聽(tīng)來(lái)自于監(jiān)視器讀取裝置的指令。如果接收到指令，則ETR單元200執(zhí)行指令，否則，程序回到狀態(tài)檢查程序塊603。在一個(gè)實(shí)施例中，收發(fā)機(jī)203通常被撤去電源或下電。在執(zhí)行程序塊605、609、611和612期間，控制器202為收發(fā)機(jī)203上電。監(jiān)視讀取裝置可將指令傳送至ETR單元200以改變用于評(píng)估程序塊607中所使用的數(shù)據(jù)的參數(shù)、程序塊612中所使用的監(jiān)聽(tīng)時(shí)段等。
0058諸如圖6中所示的相對(duì)連續(xù)的監(jiān)視適于感知相對(duì)高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)(例如，煙、火、一氧化碳、可燃?xì)怏w等)的ETR單元。與之相比，周期監(jiān)視可用于感知相對(duì)較低的優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)(例如，濕度、水汽、用水量等)的傳感器。圖7是示出了ETR單元200的操作的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，其中提供了周期監(jiān)視。在圖7中，上電程序塊701之后跟著進(jìn)行初始化程序塊702。初始化之后，ETR單元200進(jìn)入低功率休眠模式。如果在休眠模式期間發(fā)生故障(例如，防改動(dòng)傳感器被激活)，則程序進(jìn)入喚醒程序塊704，其后是傳送故障程序塊705。如果在休眠時(shí)段期間沒(méi)有故障發(fā)生，則當(dāng)特定休眠時(shí)段終止時(shí)，程序進(jìn)入程序塊706，在程序塊706中，ETR單元200從傳感器201取得傳感器讀數(shù)。隨后在報(bào)告程序塊707中，傳感器數(shù)據(jù)被發(fā)送至監(jiān)視讀取裝置。報(bào)告之后，ETR裝置200進(jìn)入監(jiān)聽(tīng)程序塊708，在監(jiān)聽(tīng)程序塊708中，ETR單元200對(duì)來(lái)自于監(jiān)視計(jì)算機(jī)708的指令進(jìn)行相對(duì)短時(shí)段的監(jiān)聽(tīng)。如果接收到指令，則ETR單元200執(zhí)行指令，否則，程序回到休眠程序塊703。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器201和收發(fā)機(jī)203通常被撤去電源或下電。在執(zhí)行程序塊706期間，控制器202為傳感器201上電。在執(zhí)行程序塊705、707、和708期間，控制器202為收發(fā)機(jī)上電。監(jiān)視讀取裝置可向ETR單元200發(fā)送指令以改變塊703中所使用的休眠時(shí)段、塊708中所使用的監(jiān)聽(tīng)時(shí)段等。
0059在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元傳送傳感器數(shù)據(jù)直至接收到握手類型確認(rèn)。因而，如果在傳輸后(例如，在判定程序塊613或709之后)沒(méi)有接收到指令或確認(rèn)，ETR單元200再次傳送其數(shù)據(jù)并等待確認(rèn)，而非休眠。ETR單元200繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)并等待確認(rèn)直至接收到確認(rèn)。在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元接受來(lái)自于讀取裝置的確認(rèn)，并且此后，確信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至讀取裝置成為讀取裝置的職責(zé)。在一個(gè)實(shí)施例中，讀取裝置并不生成確認(rèn)，而是將來(lái)自于讀取裝置的確認(rèn)轉(zhuǎn)發(fā)至ETR單元200。ETR單元200的雙向通信能力為讀取裝置提供了控制ETR單元200的操作的能力，并且為ETR單元200和讀取裝置之間的健壯的握手類型通信提供了能力。
0060在一個(gè)實(shí)施例中，不管ETR單元200的正常操作模式(例如，使用圖6、7的流程圖，或其它模式)，監(jiān)視讀取裝置可以命令ETR單元200工作于相對(duì)連續(xù)的模式，在該模式下，傳感器反復(fù)取得傳感器讀數(shù)并將讀數(shù)傳送至監(jiān)視讀取裝置。
0061在一個(gè)實(shí)施例中，提供了關(guān)閉閥門，以便當(dāng)檢測(cè)到泄漏和/或能量用量時(shí)，監(jiān)視系統(tǒng)100可關(guān)閉供水。在一個(gè)實(shí)施例中，關(guān)閉閥門由ETR單元200控制。在一個(gè)實(shí)施例中，ETR單元200接收來(lái)自于讀取裝置的指令以關(guān)閉供水。與之類似，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)到氣體泄漏時(shí)，ETR單元200控制氣體關(guān)閉閥門以關(guān)閉氣體供應(yīng)。
0062在一個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自于ETR單元200的數(shù)據(jù)被提供給監(jiān)視系統(tǒng)。監(jiān)視系統(tǒng)從每個(gè)儀表處采集用水量(或其它公用服務(wù))數(shù)據(jù)，并通過(guò)每個(gè)儀表記錄公用服務(wù)用量。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)檢查來(lái)自于ETR單元200的用于最低流速的數(shù)據(jù)，檢測(cè)漏水。偶爾的零流速表明沒(méi)有泄漏。如果流速?gòu)牟唤抵亮?，則或者是有泄漏或者是某些應(yīng)用或系統(tǒng)不停地用水(例如滴灌系統(tǒng))。如果使用從不降至零并且有泄漏，則最低流速可能對(duì)應(yīng)于泄漏流速。如果使用從不降至零，則監(jiān)視系統(tǒng)(或公用服務(wù))可通知建筑業(yè)主或管理者懷疑存在泄漏。其中的ETR單元休眠直至由“喚醒”信號(hào)喚醒并且之后讀取公用服務(wù)儀表(例如，每月一次)的AMR系統(tǒng)，不能用于泄漏檢測(cè)，原因是此類系統(tǒng)僅獲取來(lái)自于儀表上的機(jī)械數(shù)字指示器102的累積的數(shù)據(jù)。泄漏檢測(cè)基于相對(duì)連續(xù)的監(jiān)視(或以定期或隨機(jī)間隔監(jiān)視)，以在僅有泄漏流動(dòng)期間，測(cè)量流量。此外，既然僅僅知道水不停流動(dòng)不能表明最低流速是多少，故通過(guò)尋找連續(xù)流量來(lái)檢測(cè)泄漏并不提供有關(guān)泄漏的嚴(yán)重程度的信息。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)泄漏的嚴(yán)重程度，監(jiān)視系統(tǒng)計(jì)算由系統(tǒng)中的泄漏所浪費(fèi)的水(例如，每天浪費(fèi)的水約等于每小時(shí)的泄漏流速乘以24)。在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)視系統(tǒng)提供每天、一天中的每次、每月的公用服務(wù)用量的圖表。
0063在某些情況下，用于為建筑提供水的傳統(tǒng)水表根本不以由微小泄漏引起的最低流速進(jìn)行準(zhǔn)確讀取。圖8A是示出了低流量傳感器系統(tǒng)800的實(shí)施例，通過(guò)使用壓差傳感器804，該傳感器系統(tǒng)用于測(cè)量管道系統(tǒng)中的泄漏。電控閥門802被提供給水服務(wù)管線。壓差傳感器804的第一輸入被提供給閥門802的輸入端上的水服務(wù)管線，壓差傳感器804的第二輸入被提供給閥門802的輸出端上的水服務(wù)管線?？刂破?03被提供給閥門802和壓力傳感器804。在一個(gè)實(shí)施例中，壓差傳感器提供輸入信號(hào)，該輸入信號(hào)與第一輸入與第二輸入之間的壓差相關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，壓力傳感器被配置為開(kāi)關(guān)，其在壓差超過(guò)一指定值時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉。
0064為測(cè)試泄漏，控制器803發(fā)送電信號(hào)以關(guān)閉閥門802。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，控制器803獲取來(lái)自于傳感器804的傳感器數(shù)據(jù)。如果在連接至閥門802的輸出端的管道系統(tǒng)中存在泄漏，則傳感器804將測(cè)量到壓差。泄漏的嚴(yán)重程度與壓差的增長(zhǎng)速度相關(guān)。如果傳感器804被配置為開(kāi)關(guān)，則泄漏的嚴(yán)重程度與響應(yīng)壓差的閥門802的關(guān)閉與開(kāi)關(guān)操作之間所經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)短相關(guān)。既然水是相對(duì)不可壓縮的流體，跨越閥門802的壓差會(huì)相對(duì)快地上升，并且因而，儀表控制器僅需關(guān)閉閥門一段相對(duì)短的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器803在達(dá)到指定壓差時(shí)，立刻打開(kāi)閥門802。壓差曲線的斜率(即，壓差對(duì)時(shí)間的變化)的大量增加通常表明閥門802的閥門下游的打開(kāi)。因而，在一個(gè)實(shí)施例中，控制器803在感知此種斜率變化后，立刻打開(kāi)閥門802。
0065如果水在水服務(wù)管線中流動(dòng)(當(dāng)閥門802打開(kāi)時(shí))，則傳感器804將測(cè)量到相對(duì)小的壓差。如果在水服務(wù)管線中沒(méi)有水(或者極少的水)流動(dòng)，則傳感器804將測(cè)量不到壓差。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)由壓力傳感器804測(cè)量到的壓差表明水在管線中流動(dòng)時(shí)，控制器803不關(guān)閉閥門802。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)閥門802在泄漏測(cè)試期間被關(guān)閉時(shí)，控制器803感知何時(shí)閥門802的水閥門下游由于由壓力傳感器804感知的壓差相對(duì)迅速的增加而已被打開(kāi)。當(dāng)發(fā)生此類事件時(shí)，通過(guò)立刻打開(kāi)閥門802，控制器803終止泄漏測(cè)試。
0066在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)部分關(guān)閉閥門802，控制器“測(cè)試”水流量。如果水在水服務(wù)管線中流動(dòng)，則閥門802的部分關(guān)閉會(huì)引起壓差傳感器804感知到壓差。作為對(duì)比，如果在水服務(wù)管線中僅有泄漏水流動(dòng)，則閥門802的部分關(guān)閉不會(huì)引起大的壓差。如果控制器803通過(guò)部分關(guān)閉確定水在管線中流動(dòng)，則中止泄漏測(cè)試。如果控制器803通過(guò)部分關(guān)閉確定在管線中沒(méi)有水(或者極少的水)流動(dòng)，則完全關(guān)閉閥門802以進(jìn)行泄漏測(cè)試。部分關(guān)閉允許低流量系統(tǒng)800測(cè)試泄漏而不顯著影響正常水使用。
0067圖8B是示出了低流量傳感器系統(tǒng)801的實(shí)施例，通過(guò)使用壓力傳感器808，該傳感器用于測(cè)量管道系統(tǒng)中的泄漏。系統(tǒng)801包括電控閥門802和控制器803。壓力傳感器808被提供給閥門802的輸出端上的水服務(wù)管線。壓力傳感器808的輸出被提供給控制器803。在一個(gè)實(shí)施例中，壓力傳感器808提供輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)與輸出管線中的壓力相關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，壓力傳感器被配置為開(kāi)關(guān)，其在壓力超過(guò)一指定值時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉。
0068為測(cè)試泄漏，控制器803發(fā)送電信號(hào)以關(guān)閉閥門802。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，控制器803獲取來(lái)自于傳感器808的傳感器數(shù)據(jù)。如果在連接至閥門802的輸出端的管道系統(tǒng)中存在泄漏，則傳感器804將測(cè)量到壓降。泄漏的嚴(yán)重程度與壓力下降的速度相關(guān)。如果傳感器808被配置為開(kāi)關(guān)，則泄漏的嚴(yán)重程度與響應(yīng)壓力下降的閥門802的關(guān)閉與開(kāi)關(guān)操作之間所經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)短相關(guān)。既然水是相對(duì)不可壓縮的流體，壓力會(huì)相對(duì)快地下降，并且因而，儀表控制器僅需關(guān)閉閥門一段相對(duì)短的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在關(guān)閉閥門之前獲取來(lái)自于壓力傳感器808的壓力讀數(shù)，控制器803測(cè)量相對(duì)的壓力下降。此后，控制器803可比較關(guān)閉閥門802前與關(guān)閉閥門802后由傳感器808測(cè)量到的壓力的差。
0069如果水在水服務(wù)管線中流動(dòng)(當(dāng)閥門802打開(kāi)時(shí))，則由傳感器808測(cè)量到的壓力會(huì)比管線中的靜態(tài)壓力相對(duì)小。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在一段時(shí)間上獲取來(lái)自于壓力傳感器808的傳感器讀數(shù)并確認(rèn)最大穩(wěn)態(tài)(非瞬態(tài))壓力，傳感器確定靜態(tài)壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)由壓力傳感器808測(cè)量到的壓力比靜態(tài)壓力相對(duì)較低時(shí)(低一門限量)，控制器803不關(guān)閉閥門802。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)閥門802在泄漏測(cè)試期間被關(guān)閉時(shí)，控制器803感知何時(shí)閥門802的水閥門下游由于由壓力傳感器808感知的相對(duì)迅速的壓力下降而已被打開(kāi)。當(dāng)發(fā)生此類事件時(shí)，通過(guò)立刻打開(kāi)閥門802，控制器803終止泄漏測(cè)試。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器803在達(dá)到指定相對(duì)的壓力下降時(shí)，立刻打開(kāi)閥門802。壓力曲線的斜率(即，壓力對(duì)時(shí)間的變化)的顯著增大通常指示閥門802的閥門下游的打開(kāi)。因而，在一個(gè)實(shí)施例中，控制器803在感知到此種斜率變化后，立刻打開(kāi)閥門802。
0070本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)800、801可用于測(cè)量氣體系統(tǒng)(例如天然氣、丙烷等)中的泄漏。
0071如與圖1A和2-7相結(jié)合描述的那樣，低流量傳感器系統(tǒng)800、801可單獨(dú)使用或與AMR水表結(jié)合使用。在一個(gè)實(shí)施例中，低流量傳感器系統(tǒng)800、801被配置以在AMR水表確定極少的水或沒(méi)有水流動(dòng)時(shí)測(cè)試泄漏。
0072圖9A示出了系統(tǒng)900的一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)900與水表901相結(jié)合、測(cè)量管道系統(tǒng)中的泄漏。水表901可以是傳統(tǒng)水表或AMR水表(如圖所示)。壓差傳感器804被提供給水表901的輸入和輸出。當(dāng)水流過(guò)水表時(shí)，水表901產(chǎn)生壓力下降；而當(dāng)沒(méi)有水流過(guò)水表時(shí)，水表901不產(chǎn)生壓力下降。因而，當(dāng)在由水表901饋送的系統(tǒng)中沒(méi)有泄漏時(shí)，在沒(méi)有水流量期間，壓差傳感器804基本測(cè)量不到壓差。當(dāng)存在泄漏時(shí)，由壓差傳感器804測(cè)量的壓差在一定程度上取決于在水表停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)水表901中的渦輪葉片(或葉輪)的位置。在某些情況下，對(duì)于微小泄漏，沒(méi)有足夠的水流過(guò)水表901以引起葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，對(duì)于由泄漏引起的給定流速，跨越水表901的壓力下降發(fā)生變動(dòng)，這在一定程度上取決于葉輪的方位。因而，在一個(gè)實(shí)施例中，控制器903基于統(tǒng)計(jì)分析確定泄漏的可能性。在一段時(shí)間后，葉輪片將停止在不同的方位?？刂破?03取得多天的讀數(shù)以確定統(tǒng)計(jì)學(xué)上的最低壓差。因而，統(tǒng)計(jì)學(xué)上的最低壓差與系統(tǒng)中的任何泄漏的量值相關(guān)。
0073圖9B示出了集成低流量/高流量計(jì)系統(tǒng)901的結(jié)構(gòu)圖，其提供AMR計(jì)量、泄漏檢測(cè)和停水功能。在系統(tǒng)901中，提供了與傳統(tǒng)水表設(shè)備908相連的相對(duì)低流量傳感器909，諸如低流量傳感器系統(tǒng)800或801。相對(duì)低流量傳感器909與表設(shè)備908被提供給控制器910。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器910提供AMR功能。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在表設(shè)備908指明無(wú)水流動(dòng)時(shí)使用低流量傳感器909，控制器910周期性地取得低流量傳感器讀數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器910使用低流量傳感器909中的電控閥門關(guān)閉通過(guò)系統(tǒng)910的水。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器910響應(yīng)來(lái)自于外部源的命令來(lái)關(guān)閉水。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器910響應(yīng)明顯的管道系統(tǒng)故障(例如，大量連續(xù)的水流指示水管線中有破裂或閥門失效，嚴(yán)重泄漏等)來(lái)關(guān)閉水。
0074圖10示出了水計(jì)量系統(tǒng)1000，其適用于與向一個(gè)或多個(gè)灌澆系統(tǒng)噴頭或龍頭提供水的灌澆系統(tǒng)閥門相結(jié)合、監(jiān)視用水和/或泄漏。在系統(tǒng)1000中，提供了與灌澆系統(tǒng)閥門相連的流量計(jì)1001。在一個(gè)實(shí)施例中，流量計(jì)1001被配置為AMR表(諸如圖1A中所示的儀表、超聲波流量計(jì)、或其它儀表技術(shù))。在一個(gè)實(shí)施例中，流量計(jì)1001被配置為諸如低流量計(jì)系統(tǒng)800、801的低流量計(jì)系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，圖8A和8B中所示的電控閥門802用作灌澆系統(tǒng)閥門1002。在一個(gè)實(shí)施例中，低流量/高流量計(jì)系統(tǒng)901用于向一個(gè)或多個(gè)灌澆系統(tǒng)噴頭提供水(其中，系統(tǒng)901提供流量計(jì)1001和灌澆系統(tǒng)閥門1002的功能)。
0075圖11示出了適用于監(jiān)視用水和/或泄漏的水計(jì)量系統(tǒng)，其中流量計(jì)1001被提供給總管1101?？偣?101被提供給灌澆系統(tǒng)閥門1110、1111和1112。灌澆系統(tǒng)控制器1102分別向灌澆系統(tǒng)閥門1110-1112提供控制信號(hào)1120-1122?？刂菩盘?hào)也被提供給監(jiān)視系統(tǒng)1103。來(lái)自于流量計(jì)1001的輸出也被提供給監(jiān)視系統(tǒng)1103。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，可將控制器1102與監(jiān)視系統(tǒng)1103的功能進(jìn)行組合。通過(guò)在閥門1110-1112中的每個(gè)閥門打開(kāi)時(shí)記錄來(lái)自于流量計(jì)1001的水流量數(shù)據(jù)，監(jiān)視系統(tǒng)1103監(jiān)視并記錄通過(guò)閥門1110-1112中的每個(gè)閥門的水流量。
0076系統(tǒng)1000和1100允許建筑業(yè)主或其它方一個(gè)區(qū)接一個(gè)區(qū)地監(jiān)視并跟蹤灌澆系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)的用水。因?yàn)橥ㄟ^(guò)損壞的或丟失的噴頭的水流量通常是過(guò)量的，系統(tǒng)1000和1100可以報(bào)告損壞的或丟失的灌澆系統(tǒng)噴頭。因?yàn)橥ㄟ^(guò)堵塞的噴頭的水流量低于正常量，系統(tǒng)1000和1100也可報(bào)告堵塞的噴頭。
0077圖12示出了水計(jì)量系統(tǒng)，其組合了來(lái)自于圖1-11的多個(gè)元件，其與具有一個(gè)或多個(gè)用水量區(qū)和一個(gè)或多個(gè)灌澆區(qū)的商業(yè)建筑物(或住宅建筑物)1250相結(jié)合、監(jiān)視用水和/或泄漏。來(lái)自于水公用服務(wù)公司的水通過(guò)主儀表1201、一個(gè)或多個(gè)(任選的)儀表1202和1203被提供給建筑1250。來(lái)自于主儀表1201的水也被提供給流量計(jì)1204和1205。流量計(jì)1204向?yàn)橐唤M灌澆系統(tǒng)閥門1220提供服務(wù)的總管提供水。流量計(jì)1205向?yàn)橐唤M灌澆系統(tǒng)閥門1221提供服務(wù)的總管提供水。灌澆系統(tǒng)閥門1220由灌澆系統(tǒng)控制器1210控制，并且灌澆系統(tǒng)閥門1221由灌澆系統(tǒng)控制器1211控制。灌澆系統(tǒng)控制線、和儀表1202-1205也被提供給監(jiān)視系統(tǒng)1230。在一個(gè)實(shí)施例中，儀表1201也被提供給監(jiān)視系統(tǒng)1201。流量計(jì)1202-1205、以及任選的儀表1201可被配置以向監(jiān)視系統(tǒng)1230提供用水量數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，流量計(jì)1202-1205、以及任選的儀表1201可被配置以為檢測(cè)泄漏提供低流量傳感。
0078監(jiān)視系統(tǒng)1230從每個(gè)儀表處采集用水量數(shù)據(jù)，并記錄通過(guò)每個(gè)儀表的用水量。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)泄漏的嚴(yán)重程度和泄漏已經(jīng)存在的時(shí)間長(zhǎng)短，監(jiān)視系統(tǒng)1230計(jì)算由系統(tǒng)中的泄漏所浪費(fèi)的水。在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)視系統(tǒng)1230提供每區(qū)、每天、一天中的每次、每月的用水量的圖表。
0079結(jié)合本說(shuō)明書中所描述的泄漏檢測(cè)和監(jiān)視技術(shù)，多個(gè)類型的流量計(jì)和流量傳感器可用于測(cè)量水或氣體或其它公用服務(wù)的流量。傳統(tǒng)水表或氣表是基于渦輪或葉輪的，渦輪和葉輪響應(yīng)流量而旋轉(zhuǎn)。也可使用其它類型的流量計(jì)(流量傳感器)，諸如壓差流量計(jì)、孔板式流量計(jì)、文氏管流量計(jì)、流量噴嘴流量計(jì)、可變面積流量計(jì)或旋轉(zhuǎn)式流量計(jì)、速度流量計(jì)、量熱式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、渦街式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、正位移流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)、熱流量計(jì)等，或它們的組合。
0080對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，很明顯，本發(fā)明并不限于上述闡釋性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，并且可以其它形式體現(xiàn)本發(fā)明而不脫離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)范圍；此外，可對(duì)本發(fā)明做出多種刪節(jié)、替換和改變而不脫離本發(fā)明的精神。例如，盡管本發(fā)明針對(duì)900MHz頻段描述了特定實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，也可使用高于或低于900MHz的頻段。無(wú)線系統(tǒng)可被配置以在一個(gè)或多個(gè)頻段上操作，諸如，HF頻段、VHF頻段、UHF頻段、微波頻段、毫米波頻段等。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員還會(huì)認(rèn)識(shí)到，也可使用除了擴(kuò)展頻譜技術(shù)之外的技術(shù)，和/或替換擴(kuò)展頻譜技術(shù)。所使用的調(diào)制不限于任何具體的調(diào)制方法，以使得所使用的調(diào)制體制可以是，例如，頻率調(diào)制、相位調(diào)制、幅度調(diào)制、它們的組合等。因此，本發(fā)明實(shí)施例中前面的描述在各個(gè)方面都被認(rèn)為是闡釋性的而非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求和其等同物確定。
權(quán)利要求
1.傳感器系統(tǒng)，包含包含至少一個(gè)傳感器的ETR單元，所述傳感器被配置以感知公用服務(wù)儀表讀數(shù)，所述ETR單元被配置以在期望的間隔監(jiān)視所述公用服務(wù)儀表、記錄最小公用服務(wù)用量、并確定公用服務(wù)泄漏的可能性，所述ETR單元被配置以響應(yīng)讀取請(qǐng)求、報(bào)告由所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器包含光學(xué)傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器包含成像傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器包含照明源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器包含聲學(xué)傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器包含電子公用服務(wù)儀表接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器包含記錄器接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器包含水流量傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器包含氣體流量傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述傳感器根據(jù)門限測(cè)試確定公用服務(wù)泄漏的可能性。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述門限測(cè)試包含高門限級(jí)別。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述門限測(cè)試包含低門限級(jí)別。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述門限測(cè)試包含內(nèi)門限范圍。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述門限測(cè)試包含外門限范圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述ETR單元被配置以接收指令以改變狀態(tài)報(bào)告間隔。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述ETR單元被配置以接收指令以改變傳感器數(shù)據(jù)報(bào)告間隔。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種通過(guò)監(jiān)視使用模式以檢測(cè)水和/或氣體泄漏的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)尋找使用模式檢測(cè)泄漏的存在，在該使用模式下水或氣體總是正被使用，至少也是以低速率被使用。如果在給定時(shí)間間隔(例如在24小時(shí)的時(shí)段)內(nèi)，至少一段時(shí)間用量未降至零，則指示有泄漏。給定時(shí)間段內(nèi)的最小用量指示泄漏的嚴(yán)重性。在一個(gè)實(shí)施例中，提供了與自動(dòng)抄表(AMR)系統(tǒng)相結(jié)合的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F17D5/00GK101036042SQ200580033846
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月23日
發(fā)明者L·凱茨 申請(qǐng)人:L·凱茨