專利名稱：檢測液體分配系統(tǒng)中影響液體流量之事件的制作方法
檢測液體分配系統(tǒng)中影響液體流量之事件
相關申請本申請基于在2009年6月11日提交的先前共同未決的美國專利申請，序號 12/483041，在此依據35U. S. C. § 120要求該專利申請的提交日期權益。
曲旦冃足對許多住宅中的活動來說，水都是必需的，例如洗滌、清潔、烹飪、飲水以及園藝。 美國環(huán)境保護局(EPA)在2008年估算，在未來5年美國有36個州會面臨嚴重的缺水。除此之外，在2001年，美國水利工程協(xié)會指出，只要減少全美15%的住宅用水，就可以大約每天節(jié)省27億加侖，且每年可節(jié)省超過20億美元。就此問題更進一步的是EPA較新的估算中指出，每年有超過1兆加侖的水從美國的家庭中滲漏出，這是平均家庭用水的10%。滲漏可以在磨損的水龍頭或馬桶閥門中，也可以是安裝在起居用結構中的輸管線的滲漏。大多數的消費者除了每月(或雙月)水費賬單上所示出的總使用量(它基于周期性的水表讀數)以外，并沒有可以精確測量住宅用水的機制。此外，由于家庭中水系統(tǒng)的滲漏對居住者而言并不明顯，因此常常沒有被發(fā)現。為了可以更好地保存水資源及防止?jié)B漏，就必需讓居住者知道從洗一批衣服到淋浴或沖馬桶的每一種類型的用水活動所消耗的水量。之前被引導向對住宅用水量進行監(jiān)測的方向上的工作產生了一種有許多缺陷的方法。例如，這種早先的方法使用壓靠在住所中特定管線(包括冷水入口、熱水入口、以及廢水排出口)外側的多個麥克風，以便基于使用水的模式(例如與洗碗機相關聯(lián)的一系列加注周期)來展示對幾種重要活動的識別。這種早先的技術不能可靠地區(qū)分多重情形的相似裝配件的用水(例如在多個水槽中的每一個處打開或關閉閥門，或是對住宅中多個馬桶沖水)，亦不能可靠地區(qū)別同時發(fā)生的多個活動(例如當有人在淋浴時沖馬桶)，且不會試圖去估算在這些水消耗活動中水系統(tǒng)所用掉的水量。而且環(huán)境噪音(例如靠近住宅的熱水器上放置的傳感器而安裝的空調單元所產生的噪音)，對使用這些基于音頻的傳感器會造成很大的困難。另外，這種先前的方法無法感測特定裝配件的滲漏。在許多的工業(yè)應用中(例如灌溉系統(tǒng))會使用提供高精細度流速(flow rate)監(jiān)測的傳感器，但這些先前技術方法不是過于昂貴而無法用于居家使用(例如，單個超聲波或激光多普勒測速傳感器要大約2000美元到8000美元)，就是需要由管線工專業(yè)地安裝多個在線流動傳感器。一個在線流動傳感器被通過切入到現有管線中的方式安裝用于每個關注的裝配件。在實驗室中也示出出安裝在管線外部上的多個加速度計產生與水流速具有很強的確定關系的一種信號，但這種效應對于管線的管徑、材質和構形是高度敏感的。其他人亦提出使用住宅現有的總水量計與具有多個在管線上的加速度計的一個網絡一起來推斷住宅各處的流速。然而，所有這些先前技術方法都需要將多個傳感器沿著唯一地與各個關注的裝配件相關聯(lián)的多個管線路徑來放置或是放置在它們之中(即它們是不能使用一個單一傳感器來監(jiān)測一個結構的水系統(tǒng)中所有裝配件的分布式的直接感測方法)。因此明顯的是，可以希望采用一種更佳的方法及系統(tǒng)來低成本地并且無需專業(yè)的管線工而易安裝地監(jiān)測在住所或是多起居單元(multi-living unit)中的多個不同裝配件中每一個的水流。這樣的系統(tǒng)及方法應使每個裝配件的用水量或體積流量能夠被容易地確定。此外，還可以希望采取這樣一種系統(tǒng)及方法來在特定裝配件處或一個結構的水系統(tǒng)中的多個點處的檢測滲漏，從而使得至少某些類型的滲漏可以被識別出，進而便于對導致了這種滲漏的條件進行改正。 概述本申請通過引用明確地結合了以上作為相關申請而說明的每個專利申請和已發(fā)布專利的披露內容及附圖。如以下描述的，因此一種示例性的新穎的方法被開發(fā)出來用于對結構中分配系統(tǒng)的液體的流動進行監(jiān)測。如在此使用的術語“結構”旨在不僅涵蓋如房屋、多單元起居區(qū)(multi-unit living quarter)(如二聯(lián)式公寓)、私人公寓(condominium)、連棟房屋 (townhouse)、公寓(apartment)、旅館、汽車旅館等起居結構，而且應該理解的是還包括任何具有用于分配液體的管線或導管的系統(tǒng)的設施，如用煉油廠、化學工廠、釀酒廠來列舉幾個實例而不具任何有意圖的或隱含的限制性。這種示例性方法包括以下步驟，即監(jiān)測在分配系統(tǒng)中的第一點處的液體壓力，且響應于此，產生一個表示了分配系統(tǒng)中壓力的輸出信號。然后，在分配系統(tǒng)中發(fā)生的液體相關事件被基于壓力的改變而檢測到，例如由輸出信號表示的瞬時壓力波形。下一步，通過將該輸出信號的特性和與事件的不同類型相關聯(lián)的決定性(determinative)的指標進行比較，從多種事件的不同類型之中識別出已經檢測到的一個液體相關事件的特定類型。典型地會有多個閥門連接至該分配系統(tǒng)。因此，檢測多個液體相關事件的步驟可包括采用該輸出信號來檢測這些閥門中的一個或多個閥門的狀態(tài)改變，S卩一個閥門打開得更多或關閉得更多。被識別出的這個閥門可以與連接至分配系統(tǒng)的多個不同裝配件中的一個特定裝配件相關聯(lián)，這樣使得這個特定裝配件因此通過對該閥門的打開或關閉進行檢測而被識別出來。這種方法可以進一步包括確定與這個特定裝配件相關聯(lián)的這個閥門是否通過關閉得更多或打開得更多而已經改變了狀態(tài)。有些分配系統(tǒng)可能包括一個帶有閥門的儲液器(例如馬桶的儲箱)，如果在該儲液器中液體的一個水平降到一個預定水平以下這個閥門就會自動打開。如果是這種情況的話，這種方法可包括以下步驟，即通過識別一個壓力瞬時波形的多個特征來檢測該儲液器的一個滲漏，而該壓力瞬時波形表示了一個周期，在該周期中，對液體進入該儲液器的流動進行控制的這個閥門根據要求來打開和關閉以便再次加注該儲液器從而替代從該儲液器滲漏的液體。作為另一個功能，這種方法可以包括自動地確定作為該輸出信號與用于該分配系統(tǒng)的一個預定的流阻(flow resistance)兩者的一個函數的該分配系統(tǒng)中的一個體積流速的步驟。如果該分配系統(tǒng)包括多個布置在多個不同點處的多個閥門，則此方法可以包括以下多個步驟，即實驗性地對該分配系統(tǒng)中的多個不同點中的每個點處的體積流速進行測量，而這些不同點從一個入口至該分配系統(tǒng)供應的距離是不同的；以及基于在該體積流速被測量時由該輸出信號表示的在壓力中的一個改變，確定用于該分配系統(tǒng)的在這些不同點中的每個點處的該預定流阻。然后，可以基于在這些不同點處測量到的該預定流阻，估算該分配系統(tǒng)中能夠發(fā)生液體使用的多個其他點處的流阻。在某些應用中，液體分配系統(tǒng)可以包括一個在線(inline)液體體積流量檢測器，例如為一個水表。在這種情況下，這種方法可以進一步包括以下步驟，即使用該在線液體體積流量檢測器來依次確定該分配系統(tǒng)的多個不同點中的每個點處的一個體積流速。這個體積流速是隨著在該點處的一個閥門被打開一段時間并且然后被關閉來測量的。然后，基于在該點處的閥門被打開時所測量的該體積流速，在這些不同點中的每個點處確定對于該分配系統(tǒng)的該預定流阻。通過使用該液體體積流量檢測器來檢測該分配系統(tǒng)中液體在一個延長的時間段中(在該延長的時間段中該分配系統(tǒng)中的這些閥門沒有一個已經被檢測到已經被打開)的一個流動，檢測該分配系統(tǒng)中的一個相對低流量滲漏。由于沒有液體會通過名義上是關閉的多個閥門，因此，測量到的任何流動必定是起因于這種緩慢的滲漏。識別已經被檢測出的一個事件的特定類型的步驟可以包括以下這些步驟，即為被連接到該分配系統(tǒng)上的每個裝配件確定一個預定的瞬時壓力波特征，并且儲存或以其他方式保存這些瞬時壓力波特征。然后，將由該輸出信號表示的一個瞬時壓力波特征與被存儲或保存的這些預定的瞬時壓力波特征做比較，并且識別液體流動已經在其上改變的一個特定裝配件，而這是通過對這個裝配件具有與該輸出信號所表示的該瞬時壓力波特征最接近地相匹配的這個預定的瞬時壓力波特征進行識別，并且基于該分配系統(tǒng)中這個特定裝配件的位置來進行的。識別已經被檢測到的一個液體相關事件的特定類型的步驟包括以下步驟，即將該輸出信號分段以便基于該分配系統(tǒng)中多個壓力改變來分離多個離散事件。然后，將檢測到的每一個離散事件分類為一個閥門打開事件亦或一個閥門關閉事件。此外，將每一個閥門打開或關閉事件可以根據產生該閥門事件的一個特定裝配件來分類。該分段步驟可以包括以下這些步驟，即對該輸出信號進行濾波以便產生一個平滑的輸出信號，并確定該平滑的輸出信號的一個導數。然后，在一個滑動窗中分析該平滑的輸出信號及其導數以便基于至少一個條件來檢測一個閥門事件的開始。而這些可能的條件包括以下各項，其中該平滑的輸出信號的導數超出相對于該分配系統(tǒng)中的靜壓力的一個預定的第一閾值，或者其中在該滑動窗中的最大壓力值與最小壓力值之間的差異超出相對于該分配系統(tǒng)中的靜壓力的一個預定的第二閾值?；谠撈交妮敵鲂盘柕膶档囊粋€符號的改變以及該導數中的一個改變的幅值，可以進一步分析該平滑的輸出信號的導數以便檢測一個閥門事件的結束。將每一個檢測到的離散液體相關事件分類為一個閥門打開事件亦或一個閥門關閉事件的步驟可以基于發(fā)生從以下有多個條件的組中選定的一個條件，該組由以下各項組成(a)該平滑的壓力在一個閥門事件的開始時與結束時的一個差異幅值超出一個相對于該分配系統(tǒng)中的靜壓力的第三預定閾值，其中該平滑的壓力在該閥門事件的開始時與結束時之間的一個減少表示一個閥門打開事件，而該平滑的壓力在該閥門事件的開始時與結束時之間的一個增加表示一個閥門關閉事件；或者，(b)基于該平滑的壓力的導數在該閥門事件的開始時與該導數的一個第一極值之間的一個平均值，其中該導數的一個正的平均值表示一個閥門打開事件，而該導數的一個負的平均值表示一個閥門關閉事件。這種方法可以包括以下步驟，即使用一個基于模版的分離器來使得多個閥門打開或閥門關閉事件與多個特定裝配件相關聯(lián)。在這種情況中，選擇了與該輸出信號的這些特征據有最大相關性的一個模版，并且識別已經檢測到一個事件的該裝配件。這種選擇是在根據多個互補的距離量度標準對能夠用于該分類器的多個可能的模版進行篩選之后做出的。這些量度標準可以包括一個匹配濾波器距離量度標準、一個匹配導數濾波器距離量度標準、一個匹配實倒頻譜濾波器距離量度標準、以及一個均方誤差濾波器距離量度標準。 這種方法可以進一步包括一下步驟，即基于在訓練數據中提供的這些互補的距離量度標準來確定多個閾值用于執(zhí)行這些可能的模版的篩選步驟。若對應于多個不同裝配件的多個模版通過了所有這些濾波器，則基于一個單一距離量度標準(該單一距離量度標準在用于這些裝配件的訓練數據中表現最佳)而可以由這些濾波器中選擇一個濾波器。這個選擇的濾波器然后可以被實用在對已經檢測到一個事件的該裝配件進行的識別中。這種方法可以任選地包括以下步驟，即監(jiān)測該分配系統(tǒng)中一個第二點處的壓力， 從而產生另一個輸出信號。這個第二點與第一點是間隔分開的。然后，部分地基于該第一點處的輸出信號與該第二點處的輸出信號之間的一個時間差，可以檢測該分配系統(tǒng)中發(fā)生的這些液體相關事件。而且，部分地基于該時間差，從這些事件的不同類型中識別已經檢測到的該液體相關事件的特定類型。另一個任選項是對分配系統(tǒng)中的液體施加一個瞬時壓力脈沖(例如，通過反轉偏置這個壓力傳感器)，并檢測對應于該瞬時壓力脈沖在該分配系統(tǒng)中的反射的一個壓力脈沖波形。檢測一個壓力脈沖波形，它對應于分配系統(tǒng)中的瞬時壓力脈沖的一個反射?；谠搲毫γ}沖波形的多個特征，可以確定以下各項中的一個或多個項，即瞬時壓力脈沖以及壓力脈沖波形通過該分配系統(tǒng)的一個路徑、分配系統(tǒng)中液體流動的一個表示、和/或這些分配系統(tǒng)中閥門的一個或多個閥門的狀態(tài)。本披露以及多個權利要求的另一個方面被指向一種包括機器可讀取并且可執(zhí)行指令的媒質，用于在這些機器可讀取并且可執(zhí)行指令被一個處理器執(zhí)行時，執(zhí)行在對一個結構內的分配系統(tǒng)中的液體進行監(jiān)測中被采用的多個功能。這些功能大致上與以上討論的示例性方法一致。又另一個方面被指向一種示例性裝置用于對一個結構中的一個分配系統(tǒng)中的液體的流動進行監(jiān)測。該裝置包括壓力傳感器，它被適配為連接至分配系統(tǒng)以便感測分配系統(tǒng)中的壓力，并適配為然后產生表示該壓力的一個模擬信號。如在此使用的，術語“壓力傳感器”旨在廣義地被理解為包括對在管線或導管中的液體壓力現象做出反應的任何傳感器，而不具任何有意圖的或隱含的限制性；傳感器例如為壓阻式傳感器、應變計(strain gauge)或檢測隔層(diaphragm)機械彎曲的其他傳感器、微型機電系統(tǒng) (microelectromechanical system, MEMS)傳感器、光纖干涉式傳感器、電容式傳感器(例如對于壓力所導致的非導電距離的改變進行響應)、聲學傳感器，以及振動式傳感器(例如對壓力波形進行響應的加速度計)。提供了一個連接器并且該連接器被確定尺寸用于將壓力傳感器連接至結構中的一個裝配件(例如水龍頭接頭)。使用了一個模數轉換器來將來自壓力傳感器的模擬信號轉換為數字信號。一個微控制器被連接至這個模數轉換器以便接收數字信號并且控制該數字信號的獲取以及處理該數字信號以便產生一個輸出信號用于基于由該輸出信號所表示的壓力中的多個改變來檢測一個分配系統(tǒng)中發(fā)生的多個事件。該輸出信號被用于從多個事件的不同類型中識別一個事件的特定類型?？梢园ㄒ粋€通信鏈接用于將輸出信號連接至計算裝置以便對輸出信號做進一步處理。本披露以及以下多個權利要求的又另一個方面被指向一個示例性系統(tǒng)用于監(jiān)測一個結構中的一個分配系統(tǒng)中液體的流動。該系統(tǒng)包括與上述裝置總體一致的多個部件，且還包括一個計算裝置。該計算裝置包括儲存了多個機器可執(zhí)行指令的一個存儲器，以及連接至該存儲器用于執(zhí)行這些機器可執(zhí)行指令的一個處理器。當壓力傳感器連接到一個分配系統(tǒng)時，執(zhí)行該些機器可執(zhí)行指令致使該處理器實現多個功能。這些功能總體上與以上討論的方法的這些步驟一致。本概述已經被提供以便以一種簡化的方式來引入以下在說明書中被詳細描述的幾個概念。然而，本概述并不旨在對所要求的主題事項的關鍵點或重要特征進行區(qū)分，它也不旨在幫助確定所要求的主題事項的范圍。
附圖一個或多個示例性實施方案及對其的修改的多個不同方面及伴隨的優(yōu)點將變得更加易于理解，這是由于在結合附圖時通過參考以下詳細說明其變得更佳地被理解，在附圖中

圖1為雙臥室雙浴室居住結構中的基本水系統(tǒng)的示例性示意圖，示出本新穎方法如何能夠被安裝在一個單點處(例如一個外部軟管接頭水龍頭)來在結構中多個裝配件處的不同的活動中監(jiān)測用水，并檢測該水系統(tǒng)中可能發(fā)生的滲漏；圖2A為一個示例性圖表，示出使用本新穎方法在閥門打開事件過程中檢測到的特性壓力(PSi)對時間(秒)的響應，這被識別為居住結構中廚房水龍頭的打開；圖2B為一示例性圖表，示出使用本新穎方法在閥門打開事件過程中檢測到的特性壓力(Psi)對時間(秒)的響應，這被識別為圖2A中被打開的這個廚房水龍頭的關閉；圖3為用于本新穎方法的一個示例性實施方案中的壓力傳感器及控制器的功能框圖，其中采用一種藍牙無線電來將表示壓力的輸出信號傳輸至計算裝置用于進一步處理和分類；圖4為與試驗了本新穎方法的九個居住結構相關的綜合數據的圖表；圖5為對于水龍頭、馬桶以及浴缸對應地展示了示例性閥門打開和關閉壓力波 (壓力對時間)的三個圖表，其中對應裝配件處的閥門被打開，維持打開狀態(tài)一段時間，然后被關閉；圖6為一個示例性表格，展示了本新穎方法在圖4的九個居住結構的試驗中，裝配件閥門打開及裝配件閥門關閉事件被正確識別出的百分率；圖7為一個示例性表格，展示了圖6結果的一種不同的看法，其中裝配件閥門打開及關閉事件被正確識別出的百分率被針對居住結構中每種類型的裝配件而展示；圖8為一個示例性表格，展示了使用本新穎方法來確定的、圖4這些試驗居住結構中的四個的打開的閥門的流速的誤差數據；圖9為一個示例性圖表，示出了圖4試驗居住結構中的四個的打開的閥門的流速對采樣編號的平均誤差；圖10為多個發(fā)生在水系統(tǒng)中的重疊事件的壓力對時間的示例性圖表，其中用于淋浴、馬桶和水龍頭的多個閥門在多個重疊時間段過程中打開，從而展示了本新穎方法能夠檢測出每個事件以及每個發(fā)生事件的裝配件；圖11為一個邏輯流程圖，展示了可用于本新穎方法來對裝配件/閥門事件進行檢測的示例性步驟；圖12為一個邏輯流程圖，展示了可用于根據本新穎方法對閥門事件進行分類的示例性步驟；圖13A展示了來自布置在一個結構的水系統(tǒng)上不同點處的兩個壓力傳感器的原始輸出信號，從而展示了對于一個共同的裝配件事件的這些輸出信號間之間的時間延遲；圖13B展示了使圖13A這兩個原始輸出信號中的每一個通過一個13Hz低通濾波器得到的波形，從而清楚地示出了由于從該裝配件到每個壓力傳感器的傳播路徑不同而產生的兩個波形之間的時間位移；圖14A表示了被用作探針信號的一個主動壓力信號，其中這個主動壓力信號是由壓力轉換器產生的并且被引入到一個結構的水系統(tǒng)中，這樣使得這個主動壓力信號在這些管線中傳播；圖14B為圖14A主動壓力信號結束一段短暫的時間后的從水系統(tǒng)管線系接收的一個反射壓力信號；以及圖15為一個總體上常規(guī)的計算裝置的示例性功能框圖(如個人計算機)，該計算裝置對于處理來自壓力傳感器的輸出信號以及本新穎系統(tǒng)的控制器是可用的。
說明書
圖示及披露的實施方案不是限制的在附圖的多個參考圖示中展示了多個示例性實施方案。在此披露的這些實施方案和圖示旨在被展示性地而非限制性地考慮。沒有任何對后文的技術范圍和權利要求范圍的限制會被附加在附圖中示出的這些實例上并且會在此被討論。
用于監(jiān)測用水的示例件系統(tǒng)
多數的現代住所都連接到公共供水或是連接到在壓力下將水提供至這個住所中的水系統(tǒng)的一個私人的水井。公共設施(public utility)依靠重力和多個泵送站以足夠滿足水在由這個設施供水的每個住宅或其他類型的結構中流動的要求的一個水壓來通過主管網(mains)分配水。住所以較小的服務管線連接至主管線，且典型地會有水表布置在這個連接處或其附近?？拷@個水表的一個回流閥門防止了水從這個結構流回到主管線中。使用私人水井的住宅使用一個泵來將水抽出地面并且進入這個住宅中的一個小型集獲空氣壓力儲箱(captive air pressure tank)中，水被在壓力下儲存于在這個儲箱中，這樣使得這個泵無需在水系統(tǒng)的閥門打開時持續(xù)運轉。
圖1描繪了用于具有雙浴室的結構的一個典型的住所水系統(tǒng)20。冷水通過連接至供水主管網(或是私人水井)的服務管線22進入，取決于像這個住宅的高度及其到一個蓄水池或泵送站的靠近程度這樣的因素(或在私人水井是水源的情況下的其他因素)典型地是以 50磅每平方英寸至100磅每平方英寸(psi)。許多住宅臨近水表26處具有一個壓力調節(jié)器24，這個壓力調節(jié)器用于保護住宅使其不受可能由主管線傳來的瞬時變化(transient) 或壓力尖峰(pressure spike)影響，并且還將進入水壓降至對于家用裝配件和裝置而言是安全的水平上。在這個調節(jié)器的下游處，在典型的住所管線布置中會發(fā)現有兩種基本布局，即串連豎直的(series plumbed)和分枝的。幾乎所有的多裝配件住宅都具有這兩種布局的一個組合。冷水供管線42分枝至這些單獨的裝配件(例如以便向馬桶、洗手池以及淋浴供水)并提供冷水至熱水器36的供給入口。傳統(tǒng)的熱水器在一個隔離的儲箱中用電阻元件或是燃燒氣體的燃燒器(均未示出)將水加熱。當使用熱水時，隨著冷水再次加注這個儲箱，來自冷水供應管線的壓力持續(xù)迫使熱水從熱水儲箱中通過一個熱管線44。每個熱水儲箱都有一個泄壓閥門(未示出)以便防止因過量的過度加熱以及作為其結果的蒸汽壓力而導致的可能的爆炸；并且還有一個排水閥門40，該排水閥門對于維護是重要的，這是因為熱水器每一年至少應排水一次以便將礦物沉積物沖掉并且提高運作效率。許多住宅還有一個集獲空氣熱膨脹儲箱38 (captive air thermal expansion tank)靠近熱水器的冷水供應入口而連接，如果這個系統(tǒng)在水表處包括一個回流閥門并且因此為“封閉系統(tǒng)”。熱膨脹儲箱38在熱水從熱水儲箱被汲出后，容納在熱水器中被加熱的冷水的熱膨脹。替代保留加熱的水的一個熱水儲箱直至有需要時的是，有些結構使用無儲箱熱水器來在冷水穿過一個熱交換器是通過對這些冷水進行快速加熱而按照需要提供熱水，從而使用由電阻元件或氣體燃燒器產生的熱能。這兩種類型的用于加熱水的裝置建立了冷水與熱水線路之間的一種連接，且在本方法中監(jiān)測到的壓力波動是通過這兩種熱水器來對水系統(tǒng)的冷水及熱水部分二者傳播的。在此實例中，壓力傳感器30被螺紋緊固到一個外部水龍頭接頭32上。這個水龍頭上的閥門是打開的，這樣使得壓力傳感器能夠響應于結構中水系統(tǒng)的壓力而產生對應的一個信號，這個信號作為輸出信號被處理和傳送至計算裝置，以下會更詳細的描述。在這個結構的第一浴室中連接到該水系統(tǒng)上的是第一馬桶46、具有冷水閥門48a 及熱水閥門48b的第一浴室洗手池、以及具有熱水閥門及冷水閥門二者(均未示出)的浴缸50。廚房包括具有冷水閥門52a及熱水閥門52b的一個廚房洗手池，以及一個洗碗機 54 (具有熱水及冷水的機電螺線管閥門-均未示出)。在第二浴室中的是一個淋浴56 (具有熱水及冷水閥門-未示出)、具有冷水閥門58a及熱水閥門58b的第二洗手池、以及第二馬桶60。這個結構進一步包括一個洗衣機62，該洗衣機也包括對來自該水系統(tǒng)的熱水及冷水流動的多個機電螺線管閥門。
識別水裝配件該水系統(tǒng)形成一個封閉回路壓力系統(tǒng)，其中在水系統(tǒng)中沒有水在流動時，水在整個管線系中被維持在一個穩(wěn)定的壓力上。具有壓力調節(jié)器的結構會維持基本上穩(wěn)定的壓力，除非供給壓力降至調節(jié)器的設定點以下。沒有壓力調節(jié)器的結構可能會偶爾經歷在水壓上有不大的改變，這是取決于鄰居在主供給線上的需求，這種改變被檢測為一個結構的水系統(tǒng)中的水壓的波動。
當一個閥門打開或關閉時(不論它是浴室或廚房的水龍頭、或是洗碗機或洗衣機的機電螺線管閥門)，會發(fā)生一個壓力改變，且會在水系統(tǒng)中產生一個瞬時壓力波脈沖(如對應地示出在圖2A和圖2B的圖表100和圖表102的)。瞬時壓力是一種波的現象，其起因于一個管線中水的速度的快速改變(類似于動力線上的電瞬間變化)。這種瞬時壓力波會在一個閥門被快速打開或關閉時發(fā)生，其常被稱為“浪涌”或“7jC錘”，并且在壓力振波行進通過管線時，有時可以產生一種錘擊聲或是可以聽到的噪音。瞬時壓力浪涌的幅值既不取決于工作壓力且遠大于工作壓力。這種瞬時壓力脈沖可以是正的亦或負的，這取決于壓力改變率的正或負(即閥門在水系統(tǒng)中是否是正被打開還是正被關閉)。如洗碗機或洗衣機的應用控制它們的機電螺線管閥門，所以它們會快速地改變狀態(tài)并且因此經常產生顯著的水錘。相比之下，相當緩慢地被打開或關閉的水龍頭閥門只產生較小的水錘脈沖。
流動的突然改變可以危險地產生超出住所管線的安全工作壓力限制的高瞬時變化。熱膨脹儲箱38 (圖1)提供一些(但非全部)對這些瞬時變化的抑制(dampening)。在一些水系統(tǒng)中，充滿空氣的立管被鄰近地安裝到洗碗機或洗衣機的輸入線路上以便提供對這些瞬時變化的抑制。大多數閥門的狀態(tài)改變都表現為無害的水錘脈沖，但這可以被安裝在水系統(tǒng)上的一個壓力傳感器檢測到。水錘波形會典型地持續(xù)幾秒鐘，這是由于這種瞬時壓力波會通過這些管線來回振蕩。使用本方法，就能夠在水系統(tǒng)內的任何地方(即便安裝了抑制器)檢測到這種水錘效應，因此使得能夠實現對于整個水系統(tǒng)中的效應的單點感測。
本方法依靠以下事實是，對于一個具體的裝配件而言，被感測到的獨特的壓力瞬時變化或水錘特征取決于閥門類型及其在這個結構的水系統(tǒng)中的位置。本方法檢測一個事件的位置的能力提供了很強的識別力，從而使其有可能在同型號的兩個裝配件之間(例如，在房屋中在這些相同馬桶中的兩個處發(fā)生的事件之間)并且甚至在同一個裝配件的兩個閥門之間(例如在一個洗手池的熱水閥門及冷水閥門之間)進行區(qū)分，這是因為它們的壓力波脈沖在到達壓力傳感器之前行經不同的路徑通過水系統(tǒng)的底管線基礎結構。壓力下降和導致的壓力震波的幅值取決于壓力傳感器到事件源頭的相對位置，但特征的形狀并不會改變。如下討論的，還考慮到的是在該水系統(tǒng)中的多個不相關的點處安裝多個壓力傳感器，這樣使得由這些壓力傳感器感測到的多個瞬時壓力波形之間的時間差可以提供附加的有用信息來識別一個事件以及與該事件相關聯(lián)的這個裝配件的位置。 對流動講行估算壓力的改變以及壓力瞬時變化的速率著手使得閥門打開及閥門關閉事件能夠精確地檢測到。壓力還可以被用來測量水系統(tǒng)的流速，這與電路類似，在電路中知道阻抗 (即導致水流阻力的管線的限制、彎曲等)以及電壓的改變(即壓力)就能夠確定電流 (即流速)。流速通過泊肅葉定律((Poiseuille’ s Law)，也稱哈根-泊肅葉等式 (Hagen-Poiseuille equation))與壓力改變相關聯(lián)，泊肅葉定律說明了一個管線中液體的體積流速Q是取決于該管線的半徑r、該管線的長度L、液體的粘度μ以及壓力降ΔΡ:
權利要求
1.一種用于監(jiān)測在結構中分配系統(tǒng)內的液體流動的方法，該方法包括以下步驟(a)監(jiān)測該分配系統(tǒng)中的一個第一點處的液體壓力，從而產生一個輸出信號，這個輸出信號表示該分配系統(tǒng)中的壓力；(b)基于由該輸出信號所表示的壓力中的多個改變，檢測在該分配系統(tǒng)中發(fā)生的多個液體相關事件；并且(c)從多個事件的不同類型中，通過對該輸出信號的多個特征與和這些事件的不同類型相關聯(lián)的多個決定性指標進行比較，識別出一個已經被檢測到的液體相關事件的一個特定類型。
2.如權利要求1所述的方法，其中多個不同閥門被連接至該分配系統(tǒng)，并且其中該檢測多個液體相關事件的步驟包括以下步驟，即采用該輸出信號用于對包括在這些不同的閥門中的一個閥門的一個狀態(tài)的改變進行檢測，該閥門的狀態(tài)的這種改變在該閥門打開得更多或關閉得更多時發(fā)生。
3.如權利要求2所述的方法，其中這些不同閥門中的一個或多個閥門是與被連接至該分配系統(tǒng)的多個不同裝配件中的一個特定裝配件相關聯(lián)的，該方法進一步包括以下步驟， 即識別已經改變狀態(tài)的該閥門與之相關聯(lián)的一個特定裝配件。
4.如權利要求3所述的方法，進一步包括以下步驟，即確定與該特定裝配件相關聯(lián)的該閥門是否通過關閉得更多或通過打開得更多而已改變狀態(tài)。
5.如權利要求3所述的方法，其中該分配系統(tǒng)包括帶有一個閥門的一個儲液器，如果該儲液器中的液體水平降到一個預定水平之下該閥門就會自動打開；該方法進一步包括以下步驟，即通過識別一個壓力瞬時波形的多個特征來檢測該儲液器的滲漏，而該壓力瞬時波形表示了一個周期，在該周期中，對液體進入該儲液器的流動進行控制的該閥門按照要求來打開和關閉以便再加注該儲液器從而替代從該儲液器中滲漏的液體。
6.如權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟，即自動地確定作為該輸出信號與用于該分配系統(tǒng)的一個預定的流阻的一個函數的該分配系統(tǒng)中的一個體積流速。
7.如權利要求6所述的方法，其中該分配系統(tǒng)包括布置在多個不同點處的多個閥門， 該方法進一步包括以下步驟(a)實驗性地測量該分配系統(tǒng)中的多個不同點中的每個點處的體積流速，而這些不同點距該分配系統(tǒng)供應的一個入口的距離是不同的；并且(b)基于在該體積流速被測量時由該輸出信號表示的在壓力中的一個改變，確定在這些不同點中的每個點處的對于該分配系統(tǒng)的預定流阻。
8.如權利要求7所述的方法，進一步包括以下步驟，即基于在這些不同點處測量的預定流阻，估算該分配系統(tǒng)中可發(fā)生液體使用的每個其他點處的流阻。
9.如權利要求6所述的方法，其中該液體分配系統(tǒng)包括一個在線液體體積流量檢測器，該方法進一步包括以下步驟(a)使用該在線液體體積流量檢測器來依次確定在該分配系統(tǒng)中的多個不同點的每個點處的、當在該點處的一個閥門被打開一段時間并且然后被關閉時的一個體積流速；并且(b)基于在該點處的閥門被打開時所確定的用于該點的這個體積流速，確定這些不同點中的每個點處的對于該分配系統(tǒng)的該預定流阻。
10.如權利要求9所述的方法，進一步包括以下步驟，S卩檢測該分配系統(tǒng)中的一個相對低流量的滲漏，這是通過使用該液體體積流量檢測器來檢測該分配系統(tǒng)中液體在一個延長的時間段中的一個流動來進行的，而在該延長的時間段中，這些分配系統(tǒng)中的這些閥門中沒有一個閥門已經被檢測到已被打開。
11.如權利要求1所述的方法，其中該識別已經被檢測出的這些事件的一個特定類型的步驟包括以下步驟(a)為連接至該分配系統(tǒng)的每一個裝配件確定一個預定的瞬時壓力波特征；(b)儲存這些預定的瞬時壓力波特征；(c)將由該輸出信號表示的一個瞬時壓力波特征與這些預定的瞬時壓力波特征進行比較；并且(d)識別液體流動在其上已經改變的一個特定裝配件，而這是通過對該裝配件具有與該輸出信號所表示的該瞬時壓力波特征最接近地相匹配的該預定的瞬時壓力波特征進行識別、并且基于該分配系統(tǒng)中該特定裝配件的位置來進行的。
12.如權利要求1所述的方法，其中該識別已經被檢測到的一個液體相關事件的特定類型的步驟包括以下步驟(a)基于該分配系統(tǒng)中多個壓力改變將該輸出信號分段以便分離多個離散事件；(b)將檢測到的每一個液體相關事件分類為一個閥門打開事件亦或一個閥門關閉事件，其中該閥門打開事件對應于一個閥門打開得更多，而一個閥門關閉事件對應于一個閥門關閉得更多；并且(c)將每一個閥門打開或關閉事件根據產生該閥門事件的一個特定裝配件來分類。
13.如權利要求12所述的方法，其中該分段步驟包括以下步驟(a)對該輸出信號進行濾波以便產生一個平滑的輸出信號；(b)確定該平滑的輸出信號的一個導數；(c)在一個滑動窗中分析該平滑的輸出信號及其導數以便基于從包括多個條件的組中選定的至少一個條件來檢測一個閥門事件的開始，該組由以下各項組成(i)該平滑的輸出信號的導數超出相對于該分配系統(tǒng)中的靜壓力的一個預定的第一閾值；以及( )在該滑動窗中的最大壓力值與最小壓力值之間的一個差異超出相對于該分配系統(tǒng)中的靜壓力的一個預定的第二閾值；以及(d)基于該平滑的輸出信號的導數的一個符號的改變以及該導數中的一個改變的幅值，分析該導數以便檢測一個閥門事件的結束。
14.如權利要求13所述的方法，其中將每一個檢測到的液體相關事件分類為一個閥門打開事件亦或一個閥門關閉事件的步驟包括基于從多個條件的組中選定的至少一個條件來將該離散事件分類為一個閥門打開事件或一個閥門關閉事件，該組由以下各項組成(a)該平滑的輸出信號在一個閥門事件的開始時與結束時的一個差異幅值超出一個第三預定閾值，其中該平滑的輸出信號在該閥門事件的開始時與結束時之間的一個減少表示一個閥門打開事件，而該平滑的輸出信號在該閥門事件的開始時與結束時之間的一個增加表示一個閥門關閉事件；以及(b)該平滑的輸出信號的導數在該閥門事件的開始與該導數的一個第一極值之間的一個平均值，其中該導數的一個正的平均值表示一個閥門打開事件，而該導數的一個負的平均值表示一個閥門關閉事件。
15.如權利要求12所述的方法，進一步包括使用一個基于模版的分類器來使多個閥門打開和閥門關閉事件與多個特定裝配件相關聯(lián)。
16.如權利要求15所述的方法，其中使用該基于模版的分類器的步驟包括在根據多個互補的距離量度標準對能夠用于該分類器的多個可能的模版進行篩選之后，選擇一個具有最大相關性的模版，以便識別已經檢測到一個事件的該裝配件的步驟，這些互補的距離量度標準包括從多個距離量度標準的組中選定的至少一個距離量度標準，該組由以下各項組成(a)匹配濾波器距離量度標準；(b)匹配導數濾波器距離量度標準；(c)匹配實倒頻譜濾波器距離量度標準；以及(d)均方誤差濾波器距離量度標準。
17.如權利要求16所述的方法，進一步包括以下步驟，即基于在訓練數據中提供的這些互補的距離量度標準，確定多個閾值用于執(zhí)行篩選這些可能的模版的步驟。
18.如權利要求16所述的方法，其中若對應于多個不同裝配件的多個模版通過了所有這些濾波器，則該方法進一步包括以下步驟，即基于一個單一距離量度標準由這些濾波器中選擇一個濾波器用于對已經檢測到一個事件的裝配件進行識別，而該單一距離量度標準在用于該裝配件的訓練數據中表現最佳。
19.如權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟(a)監(jiān)測該分配系統(tǒng)中與該第一點分開的一個第二點處的液體壓力，從而產生另一個輸出信號；(b)部分地基于該第一點處的輸出信號與該第二點處的輸出信號之間的一個時間差， 檢測該分配系統(tǒng)中發(fā)生的這些液體相關事件；以及(c)部分地基于該時間差，從這些事件的不同類型中識別已經檢測到的該液體相關事件的特定類型。
20.如權利要求3所述的方法，進一步包括以下步驟(a)對該分配系統(tǒng)的液體施加一個瞬時壓力脈沖；(b)檢測一個壓力脈沖波形，該壓力脈沖波形對應于該瞬時壓力脈沖在該分配系統(tǒng)中的一個反射；以及(c)基于該壓力脈沖波形的多個特征，確定以下各項中的至少一項(i)該瞬時壓力脈沖以及該壓力脈沖波形通過該分配系統(tǒng)的一個路徑；( )在該分配系統(tǒng)中的液體流動的一個表示；以及(iii)該分配系統(tǒng)中這些閥門之中一個或多個閥門的狀態(tài)。
21.一種包括機器可讀取并且可執(zhí)行指令的媒質，這些機器可讀取并且可執(zhí)行指令在被一個處理器執(zhí)行時，用于實現在對一個結構內的分配系統(tǒng)中的液體進行監(jiān)測中所采用的多個功能，這些功能包括(a)接收并處理表示了該分配系統(tǒng)中的壓力的一個輸出信號；(b)基于由該輸出信號表示的壓力中的多個改變，檢測在該分配系統(tǒng)中發(fā)生的多個液體相關事件；以及(C)通過對該輸出信號的多個特征與和多個事件的不同類型相關聯(lián)的決定性指標進行比較，從這些事件的不同類型中識別已被檢測出的一個液體相關事件的一個特定類型。
22.用于監(jiān)測一個結構中的分配系統(tǒng)中液體的流動的裝置，該裝置包括(a)一個壓力傳感器，該壓力傳感器被適配為連接至一個分配系統(tǒng)以便感測該分配系統(tǒng)中的一個壓力、并被適配為然后產生表示該壓力的一個模擬信號；(b)一個連接器，其尺寸被確定為用于將該壓力傳感器連接至一個結構中的一個裝配件上；(c)一個模數轉換器，用于將來自該壓力傳感器的模擬信號轉換為一個數字信號；(d)一個微控制器，該微控制器被連接至該模數轉換器以便接收該數字信號，用于控制該數字信號的獲取并用于處理該數字信號以便產生一個輸出信號用于基于由該輸出信號表示的壓力中的多個改變來檢測一個分配系統(tǒng)中發(fā)生的多個事件，并且該輸出信號被用于從多個事件的不同類型中識別一個事件的特定類型；以及(e)一個通信鏈接，用于將該輸出信號連接至一個計算裝置。
23.一種用于監(jiān)測結構中的分配系統(tǒng)中液體流動的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括(a)一個第一壓力傳感器，它被適配為連接至一個分配系統(tǒng)以便感測該分配系統(tǒng)中液體的一個壓力；(b)一個控制器，它被連接至該壓力傳感器，該控制器控制該壓力傳感器的壓力感測并提供一個輸出信號，該輸出信號表示了由該壓力傳感器感測到的該壓力；以及(c)一個通信鏈接，它被連接至該控制器以便接收該輸出信號，并將該輸出信號傳輸至一個計算裝置，其中該計算裝置包括(i) 一個存儲器，其中儲存了多個機器可執(zhí)行指令；以及( ) 一個處理器，它被連接至該存儲器用于執(zhí)行這些機器可執(zhí)行指令，這致使該處理器在該壓力傳感器連接到一個分配系統(tǒng)時實現多個功能，這些功能包括(A)基于由該輸出信號表示的壓力中的多個改變，檢測該分配系統(tǒng)中發(fā)生的多個液體相關事件；以及(B)通過對該輸出信號的多個特征與和多個事件的不同類型相關聯(lián)的決定性指標進行比較，從這些事件的不同類型中識別已被檢測出的一個液體相關事件的特定類型。
24.如權利要求23所述的系統(tǒng)，進一步包括(a)一個模數轉換器，用于將由該壓力傳感器產生的一個模擬信號轉換為一個對應的數字信號，該對應的數字信號被輸入該控制器；以及(b)一個連接器，用于將該壓力傳感器連接至一個結構中的分配系統(tǒng)。
25.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其中該偶聯(lián)器包括一個母連接部，該母連接部是有螺紋的以便被可移除的附接至一個分布系統(tǒng)中的裝配件上。
26.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其中當該壓力傳感器被連接至具有多個不同閥門的一個分配系統(tǒng)時，該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步使得該處理器用該輸出信號來檢測這些閥門中所包括的一個閥門的狀態(tài)改變，其中該狀態(tài)改變是發(fā)生在該閥門打開得更多或關閉得更多時。
27.如權利要求26所述的系統(tǒng)，其中當該壓力傳感器被連接至一個分配系統(tǒng)，而在該分配系統(tǒng)中這些不同閥門中的一個或多個的閥門與來自多個不同裝配件中的一個特定裝配件相關聯(lián)時，該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器識別該已改變狀態(tài)的閥門與之相關聯(lián)的該特定裝配件。
28.如權利要求27所述的系統(tǒng)，其中當該壓力傳感器被連接到一個分配系統(tǒng)時，該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步使得該處理器確定與該特定裝配件相關聯(lián)的該閥門是否通過關閉得更多或打開得更多而已經改變了狀態(tài)。
29.如權利要求28所述的系統(tǒng)，其中當該壓力傳感器被連接到包括一個儲液器的一個分配系統(tǒng)上，該儲液器具有一個閥門，如果在該儲液器中液體的水平降到一個預定水平以下該閥門會自動打開時，該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器通過識別一個壓力瞬時波形的多個特征來檢測該儲液器的滲漏，而該壓力瞬時波形表示了一個周期，在該周期中，控制液體進入該儲液器的流動的閥門根據要求打開及關閉以便再次加注該儲液器從而替代從該儲液器滲漏的液體。
30.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其中當該壓力傳感器被連接到該分配系統(tǒng)時，該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步使得該處理器確定作為該輸出信號與用于該分配系統(tǒng)的一個預定流阻的函數的該分配系統(tǒng)中的一個體積流速。
31.如權利要求30所述的系統(tǒng)，其中當該壓力傳感器被連接到一個分配系統(tǒng)時，該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器執(zhí)行以下步驟(a)實驗性地對該分配系統(tǒng)中多個不同點中的每個點處的體積流速進行測量，而這些不同點在從一個入口至該分配系統(tǒng)供應的距離是不同的；并且(b)基于在該體積流速被測量時由該輸出信號表示的在壓力中的一個改變，確定用于該分配系統(tǒng)的在這些不同點中的每個點處的預定流阻。
32.如權利要求31所述的系統(tǒng)，其中該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器基于在這些不同點處測量到的預定流阻來估算在該分配系統(tǒng)中能夠發(fā)生液體使用的多個其他點處的流阻。
33.如權利要求30所述的系統(tǒng)，其中該液體分配系統(tǒng)包括一個在線液體體積流量檢測器，該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器執(zhí)行以下步驟(a)使用該在線液體體積流量檢測器來依次確定該分配系統(tǒng)中多個不同點中的每個點處隨著在該點處的一個閥門被打開一段時間并且然后被關閉的一個體積流速；并且(b)基于在該點處的閥門被打開時所確定的該體積流速，確定用于該分配系統(tǒng)中這些不同點中的每個點處的預定流阻。
34.如權利要求30所述的系統(tǒng)，其中該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器執(zhí)行檢測該分配系統(tǒng)中的一個相對低流量滲漏，這是通過使用該液體體積流量檢測器來檢測該分配系統(tǒng)中液體在一個延長的時間段中的一個流動來進行的，而在該延長的時間段中，該分配系統(tǒng)中的這些閥門中沒有一個閥門已經被檢測到已經被打開。
35.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其中當該壓力傳感器被連接到一個分配系統(tǒng)時，該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器執(zhí)行以下步驟(a)為被連接到該分配系統(tǒng)上的每個裝配件確定一個預定的瞬時壓力波特征；(b)儲存這些預定的瞬時壓力波特征；(c)將由該輸出信號表示的一個瞬時壓力波特征與這些預定的瞬時壓力波特征做比較；并且(d)識別液體流動已經在其上改變的一個特定裝配件，而這是通過對該裝配件具有與該輸出信號所表示的該瞬時壓力波特征最接近地相匹配的該預定的瞬時壓力波特征進行識別、并且基于該分配系統(tǒng)中該特定裝配件的位置來進行的。
36.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其中當該壓力傳感器被連接到一個分配系統(tǒng)時，該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器執(zhí)行以下步驟(a)將該輸出信號分段以便基于該分配系統(tǒng)中多個壓力改變來分離多個離散事件；(b)將檢測到的每一個液體相關事件分類為一個閥門打開事件亦或一個閥門關閉事件，其中一個閥門打開事件對應于一個閥門打開得更多，而一個閥門關閉事件對應于一個閥門關閉得更多；并且(c)將每一個閥門打開或關閉事件根據產生該閥門事件的一個特定裝配件來分類。
37.如權利要求36所述的系統(tǒng)，其中當該壓力傳感器被連接到一個分配系統(tǒng)時，該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器執(zhí)行以下步驟(a)對該輸出信號進行濾波以便產生一個平滑的輸出信號；(b)確定該平滑的輸出信號的一個導數；(c)在一個滑動窗中分析該平滑的輸出信號及其導數以便基于從包括多個條件的組中選定的至少一個條件來檢測一個閥門事件的開始，該組由以下各項組成(i)該平滑的輸出信號的導數超出相對于該分配系統(tǒng)中的靜壓力的一個預定的第一閾值；以及( )在該滑動窗中的最大壓力值與最小壓力值之間的一個差異超出相對于該分配系統(tǒng)中的靜壓力的一個預定的第二閾值；并且(d)基于該平滑的輸出信號的導數的一個符號的改變以及該導數中的一個改變的幅值，分析該導數以便檢測一個閥門事件的結束。
38.如權利要求37所述的系統(tǒng)，其中該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器基于從多個條件的組中選定的一個條件的發(fā)生來將每個離散事件分類為一個閥門打開事件或一個閥門關閉事件，該組由以下各項組成(a)該平滑的壓力在一個閥門事件的開始時與結束時的一個差異幅值超出一個第三預定閾值，其中該平滑的壓力在該閥門事件的開始時與結束時之間的一個減少表示一個閥門打開事件，而該平滑的壓力在該閥門事件的開始時與結束時之間的一個增加表示一個閥門關閉事件；以及(b)該平滑的壓力的導數在該閥門事件的開始時與該導數的一個第一極值之間的一個平均值，其中該導數的一個正的平均值表示一個閥門打開事件，而該導數的一個負的平均值表示一個閥門關閉事件。
39.如權利要求36所述的系統(tǒng)，其中該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器使用一個基于模版的分類器來使多個閥門打開和閥門關閉事件與多個特定裝配件相關聯(lián)。
40.如權利要求39所述的系統(tǒng)，其中該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器在根據多個互補的距離量度標準對能夠用于該分類器的多個可能的模版進行篩選之后，選擇一個具有最大相關性的模版，以便識別已經檢測到一個事件的裝配件，這些互補的距離量度標準包括從多個距離量度標準的組中選定的至少一個距離量度標準，該組由以下各項組成(a)匹配濾波器距離量度標準；(b)匹配導數濾波器距離量度標準；(c)匹配實倒頻譜濾波器距離量度標準；以及(d)均方誤差濾波器距離量度標準。
41.如權利要求40所述的系統(tǒng)，其中該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器基于在訓練數據中提供的這些互補的距離量度標準來確定多個閾值用于執(zhí)行這些可能的模版的篩選步驟。
42.如權利要求40所述的系統(tǒng)，其中若對應于多個不同裝配件的多個模版通過了所有的濾波器，則該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器基于一個單一距離量度標準由這些濾波器中選擇一個濾波器用于對已經檢測到一個事件的該裝配件進行的識別，而該單一距離量度標準在用于該裝配件的訓練數據中表現最佳。
43.如權利要求23所述的系統(tǒng)，進一步包括一個第二壓力傳感器，該第二壓力傳感器被適配為在一個第二點處連接至一個分配系統(tǒng)，該第二點與該第一壓力傳感器被連接的該第一點間隔分開，以便感測該分配系統(tǒng)中在該第二點處的一個壓力，其中該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器執(zhí)行以下進一步的多個功能，這些功能包括(a)部分地基于該第一點處的輸出信號與該第二點處的一個輸出信號之間的一個時間差，檢測該分配系統(tǒng)中發(fā)生的這些液體相關事件；以及(b)部分地基于該時間差，從這些事件的不同類型中識別已經檢測到的該液體相關事件的特定類型。
44.如權利要求26所述的系統(tǒng)，其中該處理器執(zhí)行這些機器指令進一步致使該處理器執(zhí)行以下各項(a)對該壓力傳感器供能以便對該分配系統(tǒng)中的液體施加一個瞬時壓力脈沖；(b)接收并處理由該壓力傳感器響應于一個壓力瞬時脈沖波形而產生的一個輸出信號，而該壓力瞬時脈沖波形對應于該瞬時壓力脈沖在該分配系統(tǒng)中的一個反射，其中該輸出信號的處理確定了該壓力脈沖波形的多個特定的特征；以及(c)基于該壓力脈沖波形的這些特征，確定以下各項中的至少一項(i)該瞬時壓力脈沖以及該壓力脈沖波形通過該分配系統(tǒng)的一個路徑；( )在該分配系統(tǒng)中的液體流動的一個表示；以及(iii)該分配系統(tǒng)中這些閥門之中一個或多個閥門的狀態(tài)。
全文摘要
通過僅使用一個單一的傳感器來對一個液體分配系統(tǒng)中液體的壓力瞬時變化進行監(jiān)測，可容易地檢測到多個事件，如在多個特定裝配件處閥門的打開或關閉?？梢员蝗菀椎剡B接至水龍頭接頭上的傳感器將一個輸出信號傳輸至一個計算裝置?；趯毫λ矔r波形的特性特征與先前在該系統(tǒng)中觀察到的多個事件的特性特征進行比較，該裝置可以識別每一個此類事件。這些特性特征(它們可以包括該壓力瞬時波形的變化的壓力、導數以及實倒頻譜)可以被用來選定一個特定裝配件，其中已經發(fā)生了閥門的打開或關閉事件。從該壓力瞬時信號中還可以來確定到每個裝配件的液流以及該系統(tǒng)中的滲漏。布置在與第一傳感器分離的一個點處的一個第二傳感器提供進一步的事件信息。
文檔編號G01M3/00GK102460104SQ200980160818
公開日2012年5月16日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權日2009年6月11日
發(fā)明者E·C·拉森, J·A·福格蒂, J·E·福赫利切, S·N·帕特爾 申請人:華盛頓大學