[发明专利]预测液体冻结风险的方法

说明书

一种用于预测液体计量表(1)的管道(2)中流动的液体的冻结的预测方法，所述方法包括以下步骤：采集所述液体计量表(1)中的空气温度的测量；估算空气温度预测参数，并随后根据所述空气温度预测参数来估算液体温度预测参数；使用所述液体温度预测参数来估计当前时刻和液体有冻结风险的时刻之间的至冻结的历时；如果所述至冻结的历时小于预定时间阈值，则生成警报。

技术领域

本发明涉及流体计量表的领域。

背景技术

冬季的寒冷期经常使水管处于困难的状况。如果管道中包含的水结冰，就有真正的危险。水量随后增加，这可能导致管道、管道工程或甚至水表出现裂缝，或甚至损坏。

这些类型的损坏不仅对配水商而言是真正的问题，而且对客户而言也是问题，客户不仅缺水，有时还被迫自费进行维修。

某些现有水表通过测量水温、将水温与预定阈值(例如等于3℃)进行比较、以及在水温低于预定阈值时生成警报来评估冻结风险。

这种方法呈现出以下缺点。

由于警报是在水温降至预定阈值以下时生成的，因此客户通常没有足够的时间来采取适当措施以保护水表及其设施。

此外，该方法不太可靠，并且存在“假阳性”的高风险。因此，当水以一定速度流动时可能会达到接近0℃的温度而没有结冰，例如当计量表安装在室内且水从外部进入时。在这种情况下，仅考虑水温以检测结冰会产生假警报，这显然对配水商和客户都不方便。

发明目的

本发明的目的是预测在计量表的管道中流动的液体的冻结风险，并以可靠且足够早的方式进行预测，以使配水商或客户能够采取行动。

发明内容

为了实现该目标，提供了一种用于预测在液体计量表中流动的液体的冻结的预测方法，该方法包括以下步骤：

采集液体计量表中的空气温度的测量；

根据空气温度测量，估算代表空气温度的将来变化的空气温度预测参数；

根据空气温度预测参数，估算代表液体温度的将来变化的液体温度预测参数；

使用液体温度预测参数来估计当前时刻和液体有冻结风险的时刻之间的至冻结的历时(duration-to-freezing)；

如果至冻结的历时小于预定时间阈值，则生成警报。

当环境温度降低时，液体计量表内的空气的温度比在计量表的管道内流动的液体的温度下降得更快。这是因为水和空气之间的热惯性不同。

因此，使用空气温度预测参数使得预测在一定量的提前时间内的液体温度的将来变化成为可能。因此，本发明使得能够以可靠的方式在液体冻结之前很好地估算至冻结的历时，并且因此能够提前足够的时间来预测液体即将冻结，以使配水商或客户能够保护设施和计量表。

应观察到，在计量表包括包含温度传感器的处理器组件(例如微控制器)的情况下，可以使用所述温度传感器来产生空气温度测量。因此，本发明可以在不向液体计量表添加新组件的情况下并且因而以不贵的方式来执行。

还提供了如上所述的预测方法，其中空气温度预测参数是空气温度随时间变化的斜率，并且其中液体温度预测参数是液体温度随时间变化的斜率。

还提供了一种如上所述的预测方法，其中液体温度随时间变化的斜率是使用以下公式计算得到的：

Ω＝α/X，

其中α是空气温度随时间变化的斜率，并且其中X是取决于液体的第一常数。

还提供了一种如上所述的预测方法，其中所述液体是水，并且其中以下适用：

X＝4。