Мобильный лабораторно-диагностический комплекс

Предлагается мобильный лабораторно-диагностический комплекс, содержащий расходомер, расположенный на входе всасывающей линии устройства водоснабжения, датчики давлений, расположенные за ним и разделенные вентилем. К датчикам давлений подключены измерители технологические. Датчики давления и расходомер подключены к измерительному преобразователю, который связан с конвертером, а также с автономным электропитанием и/или электропитанием от внешних источников. Конвертер выполнен с возможностью подключения к портативному компьютеру, который оснащен программами, позволяющими производить считывание информации из энергонезависимой памяти конвертера, сохранение ее на жесткий диск портативного компьютера, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, и просмотр получаемых результатов в графической форме в функции времени на экране портативного компьютера, как в ходе осуществления измерений (в режиме реального времени), так и после их завершения.

Мобильный лабораторно-диагностический комплекс может содержать заправочную емкость, в которой создается давление рабочей жидкости для проверки устройства для подачи воды.

Технический результат: упрощение метода контроля устройств водоснабжения, при одновременном обеспечении высокой точности измерений, упрощение конструкции.

Настоящая полезная модель относится к системе водоснабжения и позволяет оперативно и качественно обследовать гидравлическое устройство, определяя в нем давление на соответствующем его участке, уровень и температуру воды, ее расход и др.

Известна «Система контроля подачи воды с помощью измерительного комплекса» (см. А.Копытин, О.Царинник, «Современные подходы в определении эффективности работы насосных агрегатов», «Сантехника, отопление, кондиционирование» 8, 2007, стр.14-16.). Она содержит расходомер-счетчик ультразвуковой портативный, снабженный накладными ВЧ-датчиками (высокочастотными датчиками) и имеющий в своем составе архиватор, выполненный с возможностью записи данных, датчики давлений для всасывающей и напорной линий насоса, подключенные к комбинированному цифровому дифференциальному манометру, имеющему свой архиватор, выполненный с возможностью записи полученных данных, и универсальные клещи токовые, выполненные с возможностью измерения тока индуктивным способом и/или напряжения (и последующего расчетного определения потребляемой мощности). Причем ввод данных, полученных с помощью этих клещей токовых, осуществляется в ручном режиме. В состав системы входит и инфракрасный термометр (пирометр) для визуального контроля температуры.

Однако она имеет существенные недостатки. С ее помощью сложно обеспечить оперативный и достоверный контроль системы водоснабжения. Это обусловлено тем, что измерительные приборы в известной системе контроля подачи воды не взаимосвязаны в единый измерительный комплекс. Все измерения, производимые с их помощью, не синхронны. Измерения и запись (сохранение) электрических параметров осуществляются в ручном режиме. С помощью расходомера и дифференциального манометра осуществляют запись параметров водопотребления - показателей расхода и давления (напора) - в независимом друг от друга режиме. В результате не удается точно сопоставить полученные результаты во времени и качественно произвести их анализ. Параметры энергопотребления вообще не имеют показаний, связанных по времени с параметрами водопотребления. Кроме того, измерения энергопотребления фактически производятся по однофазной схеме (ток - по одной фазе, напряжение - по какой-либо из двух других) в предположении симметричности электропитания и нагрузки, что зачастую приводит к недостоверности результатов измерений. Кроме того, данное устройство сложное в эксплуатации и в применении для проверки работоспособности малых гидравлических устройств, как, например, водоразборные колонки или противопожарные гидранты или эжекторов.

Известна полезная модель «Система контроля подачи воды» (Патент РФ 81817, МПК G05B 15/07, опубл. 27.10.2008). Эта система представляет собой комплекс, который содержит расходомер-счетчик ультразвуковой портативный, снабженный накладными ВЧ-датчиками, датчики давлений для всасывающей и напорной линий насоса и клещи токовые, контроллер-архиватор данных, с которым связаны измерительные приборы остальных элементов, многофункциональный анализатор параметров электрических сетей, толщиномер ультразвуковой, а клещи токовые выполнены токоизмерительными с выполнением функции датчика тока и с многофункциональным анализатором параметров электрических сетей, при этом все перечисленные элементы и их измерительные приборы размещены в ударопрочном влагозащищенном портативном чемодане, имеющем схему, как автономного электропитания, так и электропитания от внешних источников.

Есть вариант, по которому контроллер-архиватор данных выполнен с возможностью подключения к портативному компьютеру, который расположен вне упомянутого чемодана и оснащен программами, позволяющими производить считывание информации из энергонезависимой памяти контроллера-архиватора данных, сохранение ее на жестком диске портативного компьютера, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, и просмотр получаемых результатов в графической форме в функции времени на экране портативного компьютера, при этом подключение контроллера-архиватора данных к портативному компьютеру выполнено с возможностью как в ходе осуществления измерений (в режиме реального времени), так и после их завершения.

Данное техническое решение выбирается в качестве прототипа, так как оно имеет наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемой полезной модели. Кроме того, прототип направлен на решение аналогичной задачи. Более того, прототип является последней моделью среди мобильных устройств контроля подачи воды, которая нашла широкое практическое применение, в частности, в системе водоснабжения мегаполиса типа Санкт-Петербурга.

Однако прототип имеет следующие существенные недостатки:

- высокая конструктивная сложность из-за применения многофункционального анализатора параметров электрических сетей, толщиномера ультразвукового, а также клещей токовых, выполненных токоизмерительными с выполнением функции датчика тока и снабженными многофункциональным анализатором параметров электрических сетей;

- сложность метода контроля из-за применения упомянутого многофункционального анализатора параметров электрических сетей и других приборов, которые рассчитаны на применение конструктивно большого по габаритам и по расположению водораздающего устройства системы водоснабжения города, а так же невозможность его применять при экспериментальной отработке упомянутых устройств, как на их производстве, так и в полевых условиях, когда режимы их функционирования бывают различными и по климатическим условиям и по загрузке.

Задачей заявляемой полезной модели является создание нового мобильного лабораторно-диагностического комплекса, который бы позволял оперативно выполнять процедуры измерения параметров и сбор данных при различных режимах функционирования водораздающих и водоподающих устройств, при достижении следующих технических результатов:

а) упрощение метода контроля устройств водоснабжения, при одновременном обеспечении высокой точности (достоверности) измерений их параметров и сопоставимость полученных результатов (с учетом фактора времени) с возможностью их одновременного (одномоментного) сохранения и последующего выбора на основании полученных данных эффективного функционирования системы и способов ее совершенствования (реконструкции),

б) упрощение конструкции, в которой все измерительные приборы производят одномоментные измерения параметров сети водоснабжения с высокой точностью и достоверностью получаемых результатов.

Поставленная задача решена следующим образом. В известном мобильном измерительном комплексе, содержащем расходомер, датчики давлений для всасывающей линии устройства водоснабжения, архиватор данных, с которым связан измерительный прибор, а так же автономное электропитание и/или электропитание от внешних источников, при этом архиватор данных выполнен с возможностью подключения к портативному компьютеру, который оснащен программами, позволяющими производить считывание информации из энергонезависимой памяти архиватора данных, сохранение ее на жесткий диск портативного компьютера, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, и просмотр получаемых результатов в графической форме в функции времени на экране портативного компьютера, при этом архиватор данных выполнен с возможностью подключения к портативному компьютеру как в ходе осуществления измерений (в режиме реального времени), так и после их завершения, СОГЛАСНО настоящей полезной модели введены измерители технологические, подключенные к датчикам давлений, расположенным на всасывающей линии устройства водоснабжения, и разделенным вентилем, в качестве измерительного прибора применен измерительный преобразователь, архиватор данных выполнен в виде конвертера, на входе всасывающей линии упомянутого устройства установлен расходомер, который подключен к измерительному преобразователю, имеющему связи с датчиками давлений и с конвертером, и подключенному к автономному электропитанию и/или электропитанию от внешних источников.

Есть вариант, по которому введена емкость под рабочую жидкость, в которую может быть помещено проверяемой устройство водоснабжения.

Такое новое техническое решение позволяет получить портативную систему контроля или проверки функциональных узлов устройства подачи воды, так как такая система представляет собой Мобильный лабораторно-диагностический комплекс, образованный из портативных измерительных приборов и средств их подключения к сети водоснабжения и упомянутому устройству. Такой МЛДК можно оперативно и просто доставить на место расположения устройства подачи воды, подключенного к сети водоснабжения и или собираемого в различных производственных или полевых условиях и оперативно подключить и производить одномоментные измерения параметров устройства с высокой точностью и достоверностью получаемых результатов. При этом объем информации, которая может быть сохранена в памяти конвертера, является достаточным для проведения длительных измерений указанных параметров сети водоснабжения (например, (не менее 5 дней с дискретностью записи осредненных величин 1 раз в минуту). В случае подключения к портативному компьютеру в ходе измерений объем информации, который может быть сохранен, практически неограничен, что позволяет осуществлять посекундную запись в течение многодневного периода.

По сравнению с прототипом заявляемая полезная модель обладает существенными отличиями. Эти отличия заключаются в том, что:

1. Взамен контроллера - архиватора данных применен конвертер;

2. Предложена иная схема соединения датчиков и измерительных приборов, а именно, конвертер связан с портативным компьютером и к конвертеру подключен измерительный преобразователь, снимаемый показатели с датчиков давления или иных датчиков, установленных на обследуемом устройстве подачи воды. Это позволяет фиксировать одновременно все существенные контролируемые его параметры и, соответственно, обеспечивает возможность дальнейшего адекватного анализа полученных результатов.

При этом сохраняется возможность применять программное обеспечение портативного компьютера, позволяющее производить считывание информации из энергонезависимой памяти контроллера-архиватора данных, сохранение ее на жестком диске портативного компьютера, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, а также в реальном масштабе времени выводить на экран (монитор) в графическом виде измеряемые параметры с различной степенью дискретизации по времени.

Заявитель провел патентно-информационные исследования по данной теме и не обнаружил известность предлагаемой совокупности существенных признаков. Поэтому заявляемую полезную модель можно признать новой.

Практическая применимость предлагаемой системы контроля подачи воды поясняется ее принципиальной схемой, нижеследующим описанием и приложением.

Фиг.1. Схема стенда

Приложение 1.

Фото 1. Макет эжекторного узла

Фото 2. Мобильный лабораторно-диагностический комплекс

Фото 3. Интерфейс программы для испытаний эжекторного узла

Фото 4. Общий вид испытательной установки

Предлагаемый Мобильный лабораторно-диагностический комплекс (далее МЛДК) (фиг.1) содержит расходомер 6, например типа DPL-1P20G4L303 "Kobold", расположенный на входе всасывающей линии устройства водоснабжения 7, датчики давлений 3, например типа АИР-10L ИК1М 01,0 МПа, расположенные за ним и разделенные вентилем 5. К датчикам давлений 3 подключены измерители технологические 4, например типа ИТЦ 420/М4. Датчики давления 3 и расходомер 6 подключены к измерительному преобразователю 9, например типа ADAM 4019, который связан с конвертером 10, а также с автономным электропитанием и/или электропитанием от внешних источников 8. Конвертер 10 выполнен с возможностью подключения к портативному компьютеру 11, который оснащен программами, позволяющими производить считывание информации из энергонезависимой памяти конвертера, сохранение ее на жесткий диск портативного компьютера, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, и просмотр получаемых результатов в графической форме в функции времени на экране портативного компьютера. Подключение к портативному компьютеру может быть осуществлено как в ходе осуществления измерений (в режиме реального времени), так и после их завершения.

МЛДК может содержать заправочную емкость 1, в которой создается давление рабочей жидкости для проверки устройства для подачи воды (например, эжектора 2).

МЛДК применяется при проведении исследований водоразборных колонок и эжекторов в лабораторных и полевых условиях для измерения и регистрации экспериментальных данных, таких как расход, уровень и давление воды.

К МЛДК может подключаться пять различных датчиков (расхода, давления, температуры и т.п.) При необходимости, количество датчиков может быть расширено до восьми. Питание МЛДК осуществляется от сети переменного тока 220 В или от 12-вольтового аккумулятора. МЛДК подключается при помощи USB кабеля к любому персональному компьютеру (ПК) или ноутбуку, с предварительно установленной программой для сбора данных. Программа позволяет наблюдать на экране ПК показания всех подключенных датчиков в цифровом виде и в виде графиков от времени, а также записывать эту информацию в файл на жесткий диск ПК. Это обеспечивает точность и оперативность одновременного наблюдения изменений параметров проверяемого объекта.

Кроме того, указанный МЛДК может быть собран в едином переносном корпусе, например ударопрочном герметичном чемодане, который не является необходимым элементом для функционирования заявляемой полезной модели.

Опытный образец МЛДК представлен на фото 2 Приложения 1, макет проверяемого им эжекторного узла представлен на фото 1 Приложения 1, интерфейс программы для испытаний эжекторного узла представлен на фото 3 Приложения 1, общий вид испытательной установки представлен на фото 4 Приложения 1.

Принцип работы предлагаемого устройства МЛДК и его составных частей не требует пояснений, так как это общеизвестно и в достаточной мере раскрыто в вышеизложенном описании.

Таким образом, достигается технический результат заявляемого мобильного измерительного комплекса, который заключается в упрощении метода контроля устройств водоснабжения, при одновременном обеспечении высокой точности измерений их параметров и сопоставимость полученных результатов (с учетом фактора времени) с возможностью их одновременного (одномоментного) сохранения и последующего выбора на основании полученных данных эффективного функционирования системы и способов ее совершенствования (реконструкции) и упрощении конструкции.

1. Мобильный лабораторно-диагностический комплекс, содержащий расходомер, датчики давлений для всасывающей линии устройства водоснабжения, архиватор данных, с которым связан измерительный прибор, а также автономное электропитание и/или электропитание от внешних источников, при этом архиватор данных выполнен с возможностью подключения к портативному компьютеру, который оснащен программами, позволяющими производить считывание информации из энергонезависимой памяти архиватора данных, сохранение ее на жесткий диск портативного компьютера, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, и просмотр получаемых результатов в графической форме в функции времени на экране портативного компьютера, при этом архиватор данных выполнен с возможностью подключения к портативному компьютеру как в ходе осуществления измерений (в режиме реального времени), так и после их завершения, отличающийся тем, что введены измерители технологические, подключенные к датчикам давлений, расположенным на всасывающей линии устройства водоснабжения и разделенным вентилем, в качестве измерительного прибора применен измерительный преобразователь, архиватор данных выполнен в виде конвертера, на входе всасывающей линии упомянутого устройства установлен расходомер, который подключен к измерительному преобразователю, имеющему связи с датчиками давлений и с конвертером и подключенному к автономному электропитанию и/или электропитанию от внешних источников.

2. Мобильный лабораторно-диагностический комплекс по п.1, отличающийся тем, что введена емкость под рабочую жидкость, в которую может быть помещено проверяемое устройство водоснабжения.