本發(fā)明涉及測量在流體供給系統(tǒng)的管道中，尤其是在配送網絡中流動的流體(尤其是水或氣體)的至少一個物理、化學或生物參數的在線測量設備的領域。

本發(fā)明更具體但不排他地涉及安裝在流體的輸送點處的這種設備，所述輸送點表示流體被輸送給用戶的網絡的地點。

背景技術：

根據現有技術已知意在測量在配送網絡中、尤其在飲用水配送的領域中流動的流體的一個或多個參數的不同裝置項。

第一種類型的已知裝置是設有一組傳感器的探測器，所述一組傳感器能夠檢測流體的諸如氯、電導率、壓力或者甚至溫度之類的參數。

專利US 8,479,598 B2描述了一種探測器，所述探測器包含設有測量頭、尤其是圓柱形測量頭的主體，和安裝在該測量頭的端部之一的數個傳感器。所述測量頭包含布置成以便能夠把傳感器軸向或徑向插入其中的塞孔(housing)。

這種多傳感器探測器通常是通過相對于管道沿徑向方向插入測量頭而安裝在管道中的。

把多傳感器探測器插入管道中需要在管道的外周上產生開口，例如帶螺紋的圓柱孔，所述帶螺紋的圓柱孔使得能夠接納在探測器的主體上形成的螺紋。

多傳感器探測器通常包含用于從由傳感器進行的測量收集數據的裝置和用于傳送這些數據的裝置。

例如，來自“Intellitect Water”公司的Intellisonde^TM產品使得能夠定期(例如每小時或每分鐘)測量并記錄由一個或多個傳感器測量的值。測量的值例如通過無線網絡型的計算機標準(例如，GPRS)或者通過以太網協(xié)議傳送。就自主性而言，該產品配備有確保通常達6個月時間的工作的嵌入式電池。

多傳感器探測器具有數個缺陷。其總擁有成本較高，因為除了購買成本之外，值得注意的是，其正確工作需要重新校準或者部件替換操作。此外，考慮到期望的測量數據記錄和通信頻率，其能量自主性受限，并且其尺寸使得它不可能安裝在輸送點處的大多數管道上。

這些缺陷使多傳感器探測器不適合于這種類型的裝置在流體輸送點處的部署。

第二種類型的已知裝置涉及如在專利FR 2929752B1中描述的用于遠程讀取流量計、尤其是水表的系統(tǒng)。該文檔描述了一種用于讀取并傳送由至少一個測量傳感器測量的值的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含用于測量值的傳輸的發(fā)射器，和通常安裝在遠處能夠收集由所述發(fā)射器發(fā)送的值的接收器。

這種遠程讀取系統(tǒng)通常由電池供電。

遠程讀取系統(tǒng)的供電裝置(電池)允許較低的測量數據記錄和通信頻率，通常每天傳輸一次的次序，以實現令人滿意的能量自主性，例如數年的次序的能量自主性。然而，這種供電裝置不足以例如利用多參數探測器進行一批另外的測量。

此外，剛剛已經描述的裝置項通常配備有非常簡單的信號處理程序，使測量的參數化和測量數據處理操作亞最佳，從而增大總的運行成本。

本發(fā)明的一個目的是提出一種用于測量流體的至少一個參數的能量自主的設備，以便能夠把它安裝在現有配送網絡的任意地點，包括當無外部能源可用之時。

本發(fā)明的另一個目的是提出一種用于測量流體的至少一個參數的設備，所述設備可被安裝在流體的輸送點處。

本發(fā)明的另一個目的是提出一種用于測量流體的至少一個參數的設備，所述設備能夠測量流體的不同物理、生物或化學參數。

本發(fā)明的另一個目的是提出一種用于測量流體的至少一個參數的設備，所述設備能夠向遠程計算機終端傳送信息，尤其以便用信號通知配送異?；蛘呱踔亮黧w性質的變更。

本發(fā)明的另一個目的是提出一種用于測量流體的至少一個參數的設備，所述設備設有嵌入式智能，尤其以便檢測配送中的異?；蛘吡黧w的性質的其他變更，并且一旦發(fā)生任意異常，就傳送與所述異常關聯的報警。

本發(fā)明的另一個目的是提出一種用于測量流體的至少一個參數的設備，所述設備可以被遠程參數化。

本發(fā)明的另一個目的是提出一種用于測量流體的至少一個參數的設備，所述設備具有優(yōu)化的能量自主性，尤其使得能夠高頻率地進行測量并傳送測量數據。

本發(fā)明的另一個目的是提出一種用于測量流體的至少一個參數的設備，所述設備能夠實時地傳送測量數據。

更一般地，本發(fā)明的一個目的是提出一種用于測量流體的至少一個參數的設備，所述設備簡化安裝和維護操作，并減少運行約束。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的由一種用于測量在屬于流體配送網絡的管道中流動的流體(尤其是水或氣體)的至少一個物理、化學或生物參數的設備實現，該設備意在作為截斷(cutoff)在流體的輸送點處安裝在所述管道上，所述管道從而包括第一部分和第二部分，該設備包含設有測量端的至少一個傳感器，

其特征在于所述設備還包括：

-主體，所述主體包含構成流動管道的開口，和能夠接納所述至少一個傳感器的所述測量端的至少一個插入塞孔，所述插入塞孔通到流動管道中，

-固定裝置，所述固定裝置被布置成：

○把流動管道的第一端連接到所述管道的第一部分的一端，

○把流動管道的第二端連接到所述管道的第二部分的一端，

以便允許流體流過所述流動管道。

有利的是，流動管道的平均內部截面實質上與管道的平均內部截面相同。

這種設備的一個優(yōu)點在于它可按照其中平均內部截面對應于例如直徑20mm的現有流體配送網絡的管道的典型平均內部截面的許多有限系列而制造。

該“直列”構造，即，通過流動管道在管道的延伸部分中的連接大大簡化其安裝(后面參見與該設備相關聯的安裝方法)。

按照本發(fā)明的非常有利的獨特特征，所述設備還包括智能模塊，所述智能模塊能夠：

-按確定的時間間隔觸發(fā)通過所述至少一個傳感器的至少一個測量，

-診斷作為至少一個測量的值的函數的流體的至少一個物理、化學或生物參數的異常。

按照本發(fā)明的另一個有利的獨特特征，智能模塊還包括能夠在智能模塊和遠程計算機終端之間執(zhí)行計算機化通信的通信裝置，所述智能模塊被布置成向計算機終端傳送與診斷的異常相關的信息。

按照本發(fā)明的另一個有利的獨特特征，與診斷的異常相關的信息的傳輸時刻由診斷出所述異常的時刻決定。換句話說，一旦診斷出異常就傳送該信息，或者在很短的時間段之后傳送該信息。

或者，智能模塊被布置成如果診斷出異常，那么按規(guī)律的時間間隔向計算機終端傳送與診斷的異常相關的信息，即，當且僅當診斷出異常時才傳送所述信息。

能夠本地地處理測量數據的嵌入式智能模塊的存在使得能夠避免在遠程計算機終端中執(zhí)行這樣的處理。

從而，值得注意的是，通過例如在智能模塊診斷出異常的時候使得能夠選擇性地傳輸測量數據或者報警信息，按照本發(fā)明的設備使得能夠優(yōu)化能源的使用。

此外，這種設備使得一旦由所述設備診斷出異常，就能夠在可以很短的時延內甚至準瞬時地傳送異常信息，而不是按規(guī)律的時間間隔傳送異常信息。

有利的是，通信裝置包含與在配送網絡的地理邊緣內可用的接收系統(tǒng)相容的至少一個發(fā)射器，從而允許智能模塊和遠程計算機終端之間的雙向通信。

特別地，本發(fā)明提供能夠從遠程計算機終端被參數化的智能模塊。

通過避免需要例如想重新參數化或更新在智能模塊中實現的軟件的操作者去往設備的安裝地點，遠程參數化使得能夠降低運行成本。

按照本發(fā)明的另一個有利的獨特特征，所述設備還包括模塊化支持元件，所述模塊化支持元件被布置成使得能夠按照至少一個傳感器的測量端被接納在至少一個插入塞孔中的方式放置所述至少一個傳感器，該模塊化支持元件包含用于所述至少一個傳感器的固定裝置，所述固定裝置能夠把所述至少一個傳感器保持在所述至少一個傳感器能夠測量流過所述流動管道的流體的至少一個物理、化學或生物參數的測量位置中。

支持元件的模塊化使得能夠容易地改變傳感器并且使傳感器固定裝置標準化。

按照其它有利的獨特特征，所述至少一個傳感器是流率型傳感器，并且該流率傳感器可能用作遠程讀取儀表。

在這種設備中包含遠程讀取功能使得能夠節(jié)省常規(guī)的遠程讀取儀表安裝。那還使得能夠利用可能更靈敏的流體的物理參數的測量，替換通過常規(guī)儀表進行的計量功能。

按照另一個有利的獨特特征，所述至少一個傳感器的測量頻率是可參數化的，并且當所述設備包含數個傳感器時，可對于各個傳感器分別參數化該測量頻率。

以這種方式，可以優(yōu)化進行測量所需的能量消耗與相關測量頻率之間的比率。

按照另一個有利的獨特特征，所述設備還包括能夠收集存在于其中安裝所述設備的環(huán)境中的能量的附加能量供給系統(tǒng)、用于把該收集的能量轉換成電能的系統(tǒng)和能夠利用該電能向所述設備供電的供電系統(tǒng)。

該獨特特征使得能夠增大所述設備的自主期。

本發(fā)明還涉及一種用于安裝這種設備的方法，其特征在于所述方法包括：

-切割管道，以便在其中產生開口，并形成第一部分和第二部分的步驟，

-通過使流動管道的第一端對準第一部分的一端，并且使流動管道的第二端對準第二部分的一端，放置所述設備的步驟，

-利用固定裝置把所述設備固定在前一步驟中描述的對準位置中的步驟。

附圖說明

當閱讀非限制性實施方式和實施例的詳細說明以及附加的圖1時，本發(fā)明的其它優(yōu)點和獨特特征將變得明顯，圖1表示按照本發(fā)明的設備的典型實施例。

由于下文中說明的實施例是非限制性的，因此將值得注意的是可考慮本發(fā)明的只包含描述的特征的與其它描述的特征分離的選擇的變型(即使該選擇在包含其它特征的句子中被分離出來)，如果特征的該選擇足以帶來技術優(yōu)點或者足以把本發(fā)明和現有技術區(qū)別開來的話。該選擇包含至少一個特征，優(yōu)選無結構細節(jié)或者只具有一些結構細節(jié)的功能性特征，如果該部分單獨足以帶來技術優(yōu)點或者足以把本發(fā)明和現有技術區(qū)別開來的話。

圖1表示按照本發(fā)明的當前優(yōu)選的實施例的設備。

具體實施方式

在該例子中，值得注意的是，所述設備包含封閉傳感器11、12、供電系統(tǒng)61、62、通信裝置5和智能模塊4的主體21。

流動管道

主體21由流體9(在圖1中，從左向右)流過的流動管道22構成。流動管道22是利用局部剖面圖表示的，所述局部剖面圖展現傳感器11、12所位于的區(qū)域中的流動管道22的內部(參見下文)。

這里，流動管道22由例如用聚氯乙烯制成的內徑為S的管狀元件構成。

所述設備與管道的裝配

流動管道22包含延伸出主體21的兩個相對端部223、224。在流動管道22的端部223、224處，在流動管道22的外表面上形成螺紋221、222。這些螺桿形成的螺紋221、222構成使得例如經由包含螺母形成的內螺紋部件的耦接元件，能夠把所述設備和相應的管道部分裝配在一起的固定裝置。

這些固定裝置221、222用于把流動管道22裝配在管道中的直列位置中。例如，在實質上對應于流動管道22的長度內，切掉管道的一部分，使流動管道22與管道對準，以使流動管道22位于切掉部分的地方，隨后經由固定裝置221、222和適當的耦接器固定所述設備。

當這樣安裝所述設備時，流動管道22構成管道的一部分，以使得當流體9在管道中從位于所述設備上游的點A流動到位于所述設備下游的點B時，該流體9流過流動管道22。

傳感器

流動管道22被表示成固定到模塊化支持元件3(圖1)。模塊化支持元件3包括與在流動管道22中產生的實質上尺寸相同的孔口對準的孔口。這些孔口是布置成接納傳感器11、12的插入塞孔31、32、33。圖1中無傳感器地表示了插入塞孔33。

通過取決于例如傳感器11、12的制造的任何合適的固定裝置，傳感器11、12被固定到模塊化支持元件3。例如，傳感器11、12具有局部帶螺紋的主體，使得能夠放置傳感器11、12并將其擰緊到在插入塞孔31、32中形成的螺母上，并且使用鎖緊螺母來保持傳感器11、12。

參見圖1，傳感器11、12被固定在其測量端(即，包含對流體9的參數敏感的裝置的端部)位于流動管道22內的位置中。

值得注意的是，優(yōu)選例如通過使用O形環(huán)密封把傳感器11、12緊緊地安裝在插入塞孔31、32中，以避免任何流體9滲入智能模塊4所位于的主體1的空間中。

模塊化支持元件3被布置成使得能夠以模塊化的方式安裝一個或多個傳感器?？梢蕴峁┤右宰枞慈菁{任何傳感器的插入塞孔。

傳感器11、12例如是用于測量水的一個或多個物理性質(例如，體積、流速、流率、壓力、噪聲級等)的傳感器，或者甚至是用于通過量化化學或生物參數(例如，溫度、氯、電導率、溶解氧、pH、氧化還原電位、有機物質、微污染物、金屬、消毒副產品等)測量水質的傳感器。

通過與輸入/輸出管理器41的連接，傳感器11、12被連接到智能模塊4。

供電

供電系統(tǒng)61、62向傳感器11、12、向通信裝置5、向智能模塊4以及向電子模塊(例如調節(jié)、計算和存儲電子模塊(未示出))供給電能。

供電系統(tǒng)61、62確保由這些模塊、裝置和傳感器中的每一個所需的穩(wěn)流電壓的供給。

供電系統(tǒng)優(yōu)選包含鏈接到能夠把電能傳遞給智能模塊4的能量管理模塊61的電池62。

在備選實施例中，能量管理模塊61鏈接到蓄電池62，并且鏈接到附加能量供給系統(tǒng)。以非限制性的方式，該系統(tǒng)是例如利用渦輪機收集由流動管道22中的流體9的流動產生的動能，或者利用借助管道與路面井蓋之間的溫差收集的能量的能量收集器。

通信

通信裝置5被布置成在智能模塊和遠程計算機終端或接入點(專用無線電接收器或公共網絡)之間交換數據。

遠程計算機終端例如位于流體9的供應商的房屋中。

通信裝置5是一種能夠格式化待從智能模塊傳送給計算機終端或接入點的數據，并且能夠解碼按照用于與接入點交換幀的協(xié)議接收的數據的通信裝置。

通信裝置5可包含用于通過加密或認證型技術保護交換的模塊。

智能模塊

形成處理單元的智能模塊4優(yōu)選包含能夠處理由傳感器11、12產生的測量數據，并且能夠調度待由鏈接到智能模塊4的各個組件進行的任務的處理器和存儲器。

優(yōu)選地，智能模塊4包含能夠進行復雜的處理操作的實時操作系統(tǒng)和軟件代碼，例如：

-調節(jié)由傳感器11、12測量的信號，

-存儲每個測量的參數的標記時間戳的樣本(可配置深度)，

-檢測傳感器測量的各個時間序列上的事件，

-特定處理，比如：

○當檢測到事件或異常時，觸發(fā)時間序列的發(fā)送，

○對信號應用例如統(tǒng)計函數或譜方法，用于整合由設備的操作者使用的模型。

智能模塊還包括能夠參數化或配置設備的組件。

例如，參數化可由經由物理連接本地地連接到所述設備的計算機終端進行，并且參數化可由利用如上所述的通信裝置5與智能模塊通信的遠程計算機終端進行。

遠程動作的例子是：

-加載特定處理代碼，

-傳感器11、12的采樣頻率，

-向遠程計算機終端傳送測量數據的頻率，

-當檢測到事件或異常時的處理或動作的類型，

-嵌入式軟件的更新，

-等等。

顯然，本發(fā)明不限于剛剛已經說明的例子，并且可在不脫離本發(fā)明的范圍下對這些例子作出許多改進。此外，本發(fā)明的不同特征、形式、變型和實施例可按照各種組合相互關聯，只要它們不會彼此不相容或者相互排斥。