[发明专利]智能空气阀水力组件

说明书

智能空气阀水力组件，属于阀装置安全技术领域，包括空气阀、感知设备和智能监测终端，感知设备设置在阀门和/或阀门周边上，并与智能监测终端连接，所述智能监测终端连接有供电装置。本发明将空气阀、感知设备、智能监测终端设计为一体化的水力组件，可实现数据高频瞬态参数采集，在智能监测终端完成对数据的采集和分析处理工作，根据上传策略智能选择性的上传采集数据和分析结果；智能监测终端可用AI技术对数据进行分析，识别水击风险、设备健康，同时还具备低能耗的特点。

技术领域

本发明属于阀装置安全技术领域，更具体地，涉及智能空气阀水力组件。

背景技术

长距离调水安全运行的关键水力组件有调流调压阀、止回阀、空气阀以及空气罐等。空气阀安装的数量多，多数沿管线设置在野外，经常出现卡阻、吹堵、不排气等故障，导致管道漏损、水击爆管、气阻影响输水效率等事故的发生。

为保证长距离调水工程系统的安全，对空气阀（如智能角型空气阀和智能多功能空气阀）吸气、大量排气、节流排气以及微量排气的正常运行以及健康状态的监测预警尤为重要。在新建和改扩建的长距离调水工程，空气阀除满足吸排气功能外，还需具有在线监控控制功能，以提升系统安全、输水效率以及智能程度，填补长距离调水工程空气阀在线监测控制的空白。

发明内容

针对上述技术的问题，本发明公开智能空气阀水力组件，将空气阀、感知设备、执行机构以及智能监测终端一体化设计、制造及应用，除传统的机械阀门功能外还具备实时智能监测与控制的作用。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：

智能空气阀水力组件，包括空气阀、感知设备和智能监测终端，所述感知设备设置在阀门和/或阀门周边上，并与智能监测终端连接，所述智能监测终端连接有供电装置。

进一步的，所述空气阀包括智能角型空气阀和智能多功能空气阀。

进一步的，所述供电装置采用太阳能发电或管道余压发电的供电方式。

进一步的，所述感知设备包括传感器、压力计和摄像头。

进一步的，所述摄像头在险情时全程录播，作为后续溯源分析的数据基础。

进一步的，所述智能监测终端包括处理模块、存储模块、采集模块、通讯模块，所述感知设备通过总线与采集模块相连，所述执行机构通过总线与处理模块相连，所述存储模块、采集模块、通讯模块分别与处理模块连接。

更进一步的，所述采集模块通过单片机实现，能进行高频瞬态参数采集空气阀压力、水浸、噪声、图片数据。

更进一步的，所述存储模块包括存储芯片，并集成了水力模型、设备特性曲线的仿真运行数据及其上传策略和监测数据。

更进一步的，所述处理模块由可编程逻辑控制器实现。

更进一步的，所述通讯模块支持无线网络和以太网光纤有线网络传输方式，根据数据上传策略实现数据传输。

本发明的有益效果有：

（1）在数据采集方面，可实现高频瞬态参数采集，并智能的根据故障发生或具有风险的情况采取全程故障录播的策略，作为后续溯源分析的数据基础；

（2）在数据分析方面，支持Linux系统，可用压力特征值得方法和AI技术对有效数据进行分析，识别水击风险与设备健康，并评估空气阀对水击的消除效果；

（4）形成在空气阀本体上采集阀门运行数据和位置管道的运行参数以及在智能监测终端的应用，作为边缘计算的物联网终端，数据采集和处理工作下沉到智能监测终端，根据上传策略智能选择性的上传采集数据和分析结果，上层软件平台运行负荷减轻，可接入大量分布式部署的监测型水力组件；