专利名称：异常压力即时监控与高速记录装置的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种异常压力即时监控与高速记录装置，特别是指一种应用于电 池供电式的异常压力即时监控与高速记录装置的压力侦测装置，主要可即时监控管线及桶 槽等封闭空间内的液压或气压或油压或其他压力，可即时于0. 0001秒内侦测压力是否异 常，作为微处理机高速(于0. 001秒内)启动、警报、记录及控制机制。
背景技术：
习用供水、油或气的管路经常会有高速水压、油压或气压情况发生，使管路或桶槽 内部压力经常会于极短时间(小于0. 001秒)内产生高达3 10倍正压突波或是负压突 波的情况发生，造成管线或桶槽破裂的重要因素，而一般的压力感测指示器或记录器或控 制器并无法感测记录至0.001秒的信号，因此，无法探知管线或桶槽破裂是否为压力异常 造成，故对于供水、供油或供气的事业单位及维护与施工之厂商而言，一旦有损坏供水、油 或气的管路情况发生时，往往没有办法找出真实原因，问题便一而再的重复发生。因此针对压力感测指示器、记录器及控制器的限制，有业者采用可感测至0.001 秒之压力感测元件、微处理机及软体的搭配形成一感测记录装置，以达到连续监控的目的， 如此解决方案虽然可以处理以往所碰到无法监控的问题，但连续监控的前提下会衍生以下 缺失1.习用压力感测指示器、记录器或控制器及微处理机必须不断地持续侦测及记 录，因此受限于需提供充足电源的场所方可使用，无法普及。2.为解决微处理机供电问题，故采用在定时方式驱使微处理机侦测及记录压力 值，但定时侦测方式虽可解决用电问题，若压力异常是发生在非定时的时间外，即无法侦测 压力异常的资讯，造成侦测功能丧失。因此，上述习用物品仍有改良的空间。
发明内容本实用新型的目的在于，提供一种异常压力即时监控与高速记录装置，其能即时 监控与处理管路或桶槽等封闭空间内的液压、气压或油压或其他压力，并可判断压力是否 异常，以作为是否唤醒微处理机的标准，以大幅改善传统微处理机高速扫描记录所耗费大 量电力及记忆容量的缺失，而且还能大幅节电，以能长时间运转，还可节省成本。为实现上述目的，本实用新型公开了一种异常压力即时监控与高速记录装置，其 特征在于包含一将压力转换成电压信号的压力传感器；一与该压力突波侦测模块连接以将压力传感器所转换的电压信号放大从而转换 成可读取的信号水准的压力信号放大模块；一与该压力信号放大模块及微处理机相连接以滤除压力位准、压力振幅及侦测 正、负压力斜率的发生与消除并能够调整设定压力位准、振幅、斜率及斜率变化的压力突波侦测模块；一与该压力信号放大模块及压力突波侦测模块相连接且当该压力突波侦测模块 侦测到异常压力信号时会被即时唤醒启动而进行高速连续压力数值读取并储存于内存中 的微处理机。其中；更包含一与微处理机相连接且设定压力记录侦测周期时间以便该微处理机 对压力信号放大模块所输入的信号且定时进行压力数值读取并判读是否发生压力警报从 而当压力超过警报设定值即刻将压力数值储存于内存中的计时模块。其中；更包含与微处理机相连接以将警报讯息藉由无线网路或是有线网路发送至 远程监控装置的网路模块。其中，该压力突波侦测模块包含了压力位准侦测模块、压力振幅侦测模块及正负 压力斜率侦测模块。其中；该压力位准侦测模块为滤除低压力量测范围的压力位准侦测模块，而该压 力振幅侦测模块为滤除数值小幅波动及杂讯的压力振幅侦测模块，另外该正负压力斜率侦 测模块为侦测正、负压力斜率与斜率变化率以产生触发的信号并滤除斜率变化低的信号的 正负压力斜率侦测模块。其中；该压力突波侦测模块为一侦测速率小于0. 0001秒/1次且记录速率低于 0. 001秒/1次的高速扫瞄压力讯号的侦测模块。还公开了一种异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于包含一将压力转换成电压信号的压力传感器；一与该压力突波侦测模块连接以将压力传感器所转换的电压信号放大从而转换 成可读取的信号水准的压力信号放大模块；一与该压力信号放大模块及微处理机相连接以侦测正、负压力斜率的发生与消除 并能够调整滤除的压力位准、振幅及侦测的斜率及斜率变化的幅度的压力突波侦测模块；一设置于压力信号放大模块与微处理机之间以设定负压标准值并能够侦测压力 是否超过标准值进而唤醒微处理机启动的负压侦测模块；一与该压力信号放大模块及压力突波侦测模块及负压侦测模块相连接且当压力 突波侦测模块及负压侦测模块侦测到异常压力信号时即会被唤醒启动从而以进行高速连 续压力数值读取并储存于内存中的微处理机。其中，该压力突波侦测模块包含了压力位准侦测模块、压力振幅侦测模块及正负 压力斜率侦测模块。还公开了一种异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于，包含一将压力转换成电压信号的压力传感器；—与该压力突波侦测模块连接以将压力传感器所转换的电压信号放大从而转换 成可读取的信号水准的压力信号放大模块；一与该压力信号放大模块及微处理机相连接以侦测正、负压力斜率的发生与消除 并能够调整压力高低位准及斜率变化的幅度的压力突波侦测模块；一设置于放大模块与微处理机之间以设定压力警报上下限标准值并能够侦测压 力是否超过标准值进而触发微处理机启动的压力警报上下限侦测模块；一与该压力信号放大模块及压力突波侦测模块及压力警报上下限侦测模块相连
5接且当该压力突波侦测模块及压力警报上下限模块侦测到压力异常信号时即会被唤醒启 动从而进行高速连续压力数值读取并储存于内存中的微处理机。其中；该压力突波侦测模块包含了压力位准侦测模块、压力振幅侦测模块及正负 压力斜率侦测模块。通过上述结构，本实用新型的异常压力即时监控与高速记录装置能实现以下技术 效果1.本实用新型可即时监控与处理管线或桶槽等封闭空间内的压力，并可判断侦测 的压力是否超出标准值，以作为唤醒微处理机高速启动警报、记录及控制机制。2.本实用新型的微处理机平时处于待机休眠状态，当侦测到发生高速突波压力、 负压压力、压力超过上下限警报时，于0. 0001秒内唤醒微处理机发出警报，并以高速0. 001 秒记录压力波型，大幅改善传统微处理机高速扫描记录所耗费大量电力及内存容量。3.本实用新型可用5AH锂电池，长时间连续运转使用至少3 5年以上，压力监控 记录的地点，将不需要供应电力，可节省重要管线及桶槽等压力监控的建置成本，并取得对 管线安全极为重要高速突波记录。4.本实用新型可应用于例如瓦斯管路、输油管、供水管路、桶槽等具有封闭空间的 设备上，以0. 0001秒即时监控及0. 001秒高速记录压力的变化。

图1为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的安装示意图；图2为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的第一架构图；图3为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的第二架构图；图4A为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的压力突波侦测流程图；图4B为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的压力警报上下限侦测流 程图；图4C为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的压力负压侦测流程图；图4D为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的定时压力侦测流程图；图5A为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的压力侦测滤除示意图；图5B为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置之压力侦测滤除示意图；图5C为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的压力侦测滤除示意图； 以及图5D为本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的压力突波触发示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的安装示意图，该异常 压力即时监控与高速记录装置1可与管线或桶槽等封闭空间相连接，藉由一接头2与两管 线31，32之间形成三通管结构，而该异常压力即时监控与高速记录装置1安装于人孔井5 内部，该人孔井5系延伸到地面4。请参阅图2，本实用新 异常压力即时监控与高速记录装置的第一架构图，主要包 括[0050]一压力传感器11，与该压力信号放大模块12相连接，用以将管线31，32 (参请图 1所示)压力于0. 0001秒转换成微弱的电压信号，而该压力传感器11为一可感测液压、气 压、油压或其他压力等的压力感测元件；一压力信号放大模块12，与该压力突波侦测模块13及微处理机14相连接，用以将 压力传感器11所转换的电压信号，经由该压力信号放大模块12放大，转换成可以读取的信 号水准；一压力突波侦测模块13，其包含一压力振幅侦测模块132、一压力位准侦测模块 131及一正、负压力斜率侦测模块133，该压力振幅侦测模块132及压力为位准侦测模块131 系在0. 0001秒内接收来自压力信号放大模块12放大后的信号，该压力位准侦测模块131 会滤除压力量测范围信号，该压力振幅侦测模块132会滤除压力小幅波动及杂讯信号，以 因应量测各种不同的压力环境变化，然后，将压力信号传送至正、负压力斜率侦测模块133 中，透过正、负压力斜率侦测模块133侦测压力斜率与斜率变化率，并滤除斜率变化低的信 号，若正、负压力斜率侦测模块133侦测的压力信号超出预设标准值，即刻于0. 0001秒内启 动微处理机14 ；一微处理机14，与该压力信号放大模块12、压力突波侦测模块13、计时模块15、网 路模块16及内存17相连接，而当正负压力斜率侦测模块133侦测的信号超出标准值，即刻 于0. 0001秒内启动微处理机14，进行0. 001秒连续压力数值读取，并储存至内存17后，再 经由网路模块16将警报讯息发送至远程监控装置6，或直接控制现场设备，以进行紧急处 理；一计时模块15，与该微处理机14相连接，用以设定压力记录周期时间，以便该微 处理机14于一定时间内，会自动对压力信号放大模块12所输入的可读取信号水准，进行 0. 001秒连续压力数值读取，若超出预设标准值，则将压力数值储存至内存17 ；一网路模块16，与该微处理机14及远程监控装置6相连接，而该网路模块16包括 了有线网路模块及无线网路模块，用以将警报讯息藉由无线网路或是有线网路发送至远程 监控装置6。请参阅图3，本实用新型异常压力即时监控与高速记录装置的第二架构图，其与图 2的差异处在于，该压力信号放大模块12与微处理机14之间，可增设一负压侦测模块18及 一压力警报上下限侦测模块19，可藉由原设定的负压及压力警报上下限标准值，在0. 0001 秒内侦测负压或压力超过上下限警报触发的信号，因此当侦测的信号超出标准值(压力负 压标准值及压力警报上下限标准值)，即刻于0. 0001秒内启动微处理机14，而其他架构皆 与图二相同，于此不在赘述。请参阅图4A所示，系为本实用新型的压力斜率侦测流程图，其步骤为步骤1 开始进行压力斜率侦测监控401，藉由该压力传感器侦测压力后，再转换 成微弱的电压信号402;步骤2 该压力信号放大模块再将电压信号放大，以转换成可以读取的信号水准 403 ；步骤3 接着由该压力位准侦测模块及压力振幅侦测模块滤除侦测的压力量测范 围及小幅波动及杂讯404 ；步骤4:接着，透过正、负压力斜率侦测模块侦测压力斜率与斜率变化率，并滤除斜率变化低的信号406 ；步骤5 当该正、负压力斜率侦测模块所侦测的信号超出标准值时，即刻在0. 0001 秒内唤醒微处理机，而该微处理机可于0.001秒内完成资料转换、压力斜率记录、警报发送 及控制407 ；若该正、负压力斜率侦测模块侦测信号未超出标准值时，则回到步骤3 ；步骤6 然后，持续该正负压力斜率消除侦测408，若压力斜率变低，则表示状况解 除，该微处理机则进入休眠状态，而该异常压力即时监控与高速记录装置则继续进行侦测 409。请参阅图4B，为本压力警报上下限侦测流程图，其步骤为步骤1 开始进行压力警报上下限侦测监控411，先藉由该压力传感器侦测压力 后，再转换成微弱的电压信号412 ；步骤2 该压力信号放大模块再将电压信号放大，以转换成可以读取的信号水准 413 ；步骤3 接着由压力警报上下限侦测模块进行侦测，可由原设定的压力警报上下 限标准值，来侦测压力是否超出压力警报上下限标准值，当压力超过标准值，即刻于0.0001 秒内唤醒微处理机414;另外若该压力警报上下限侦测模块所侦测的信号未超出标准值 时，则回到步骤3开始状态；步骤4 而该微处理机可完成资料转换、压力记录、警报发送及控制415 ；步骤5 接着，该微处理机则进入休眠状态，该压力警报上下限侦测模块持续进行 侦测416。请参阅图4C，为本实用新型压力负压侦测流程图，其步骤为步骤1 开始进行压力监控421，先藉由该压力传感器侦测压力后，再转换成微弱 的电压信号422;步骤2 该压力信号放大模块再将电压信号放大，以转换成可以读取的信号水准 423 ；步骤3 接着由负压侦测模块进行侦测，可由原设定的负压标准值，来侦测压力是 否超出负压标准值，而当压力超出负压标准值时，即刻于0. 0001秒内启动微处理机424 ’另 外若该负压侦测模块所侦测的信号未超出标准值时，则回到步骤3开始状态；步骤4 而该微处理机系可完成资料转换、压力记录、警报发送及控制425 ；步骤5 接着，该微处理机则进入休眠状态，而该负压侦测模块则继续进行侦测 426。请参阅图4D，为本实用新型定时压力侦测流程图，由图中可知，其步骤为步骤1 开始进行压力监控431，先藉由该压力传感器侦测压力后，再转换成微弱 的电压信号432;步骤2 该压力信号放大模块再将电压信号放大，以转换成可以读取的信号水准 433 ；步骤3 接着藉由计时模块所设定的压力记录周期时间434，定期启动微处理机， 使该微处理机可完成资料转换记录435 ；步骤4 接着，并判读是否发生压力警报436 ；当压力超过警报设定值，即刻于 0. 001秒内进行压力记录，警报发送及控制437。[0081]步骤5 接着，该微处理机则进入休眠状态，而该计时模块继续计时438。请同时参阅图3及图5A D所示，本实用新型的实施示意图，先进行压力位准及 振幅侦测及负压侦测范围及压力警报上下限的设定值设定1.该压力位准及振幅滤除范围511设定在0 2Kgf/cm2 ；2.该负压侦测范围512系设定在OKgf/cm2以下；3.该压力警报上限值513设定为3. 3 3. 7Kgf/cm2,而压力警报下限值514设定 为0. 3 0. 6Kgf/cm2,且该压力位准及振幅侦测511、负压侦测512、警报上限513及压力警 报下限514均可为随时间变化的曲线或为直线，可透过软硬体方式进行调整及设定，或取 消侦测的功能。如图5A D所示，当压力突波侦测模块13取得压力量测范围信号501 (图5A所 示)或压力小幅波动信号502 (图5B所示)在O 2Kgf/cm2以内，或侦测到压力振幅信号 503(图5A D所示)时，即会将该信号501、502、503滤除，接着侦测压力斜率与压力斜率变 化率，当侦测到正压力斜率异常信号点505及负压力斜率异常信号点507时，即刻于0. 0001 秒唤醒微处理机14，进行0. 001秒连续信号压力读取，并储存至内存17后，再经由网路模块 16将警报讯息发送至远程监控装置6，或直接控制现场设备，以进行紧急处理，直至侦测到 正压力斜率消失信号点506或负压力斜率信号消失点508，即会控制微处理机14进入休眠 状态。另外，如图5C所示，若压力突波侦测模块13判断斜率信号为正常斜率信号504 时，即会将该斜率信号504号滤除，判断为正常压力。另外，该负压侦测模块18或侦测到负压侦信号低于OKgf/cm2以下，同样会在 0. 0001秒内唤醒微处理机14。另外，若压力警报上下限侦测模块19侦测到压力信号低于0. 3 0. 6Kgf/cm2或 高于3. 3 3. 7gf/cm2时，同样会在0. 0001秒内唤醒微处理机14。另外，该突波压力侦测模块13的正负压力斜率及斜率变化侦测均为可随时间变 化的曲线或直线，可透过软硬体方式进行调整及设定，或取消侦测的功能。另外，上述的设定值仅代表本案之较佳实施例，并非用以局限本案的权利要求范 围。本创作所提供的异常压力即时监控与高速记录装置，与其他习用技术相互比较 时，更具备下列优点1.本实用新型可即时监控与处理管线或桶槽等封闭空间内的压力，并可判断侦测 的压力是否超出标准值，以作为唤醒微处理机高速启动警报、记录及控制机制。2.本实用新型的微处理机平时处于待机休眠状态，当侦测到发生高速突波压力、 负压压力、压力超过上下限警报时，于0. 0001秒内唤醒微处理机发出警报，并以高速0. 001 秒记录压力波型，大幅改善传统微处理机高速扫描记录所耗费大量电力及内存容量。3.本实用新型可用5AH锂电池，长时间连续运转使用至少3 5年以上，压力监控 记录的地点，将不需要供应电力，可节省重要管线及桶槽等压力监控的建置成本，并取得对 管线安全极为重要高速突波记录。4.本实用新型可应用于例如瓦斯管路、输油管、供水管路、桶槽等具有封闭空间的 设备上，以0. 0001秒即时监控及0. 001秒高速记录压力的变化。
9[0097] 藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精 神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。相反地，其目 的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本实用新型所欲申请的专利范围的范畴内。
权利要求一种异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于包含一将压力转换成电压信号的压力传感器；一与该压力突波侦测模块连接以将压力传感器所转换的电压信号放大从而转换成可读取的信号水准的压力信号放大模块；一与该压力信号放大模块及微处理机相连接以滤除压力位准、压力振幅及侦测正、负压力斜率的发生与消除并能够调整设定压力位准、振幅、斜率及斜率变化的压力突波侦测模块；一与该压力信号放大模块及压力突波侦测模块相连接且当该压力突波侦测模块侦测到异常压力信号时会被即时唤醒启动而进行高速连续压力数值读取并储存于内存中的微处理机。
2.如权利要求1所述的异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于；更包含一与 微处理机相连接且设定压力记录侦测周期时间以便该微处理机对压力信号放大模块所输 入的信号且定时进行压力数值读取并判读是否发生压力警报从而当压力超过警报设定值 即刻将压力数值储存于内存中的计时模块。
3.如权利要求1所述的异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于；更包含与微 处理机相连接以将警报讯息藉由无线网路或是有线网路发送至远程监控装置的网路模块。
4.如权利要求1所述的异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于，该压力突波 侦测模块包含了压力位准侦测模块、压力振幅侦测模块及正负压力斜率侦测模块。
5.如权利要求1所述的异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于；该压力突波 侦测模块为一侦测速率小于0. 0001秒/1次且记录速率低于0. 001秒/1次的高速扫瞄压 力讯号的侦测模块。
6.一种异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于包含 一将压力转换成电压信号的压力传感器；一与该压力突波侦测模块连接以将压力传感器所转换的电压信号放大从而转换成可 读取的信号水准的压力信号放大模块；一与该压力信号放大模块及微处理机相连接以侦测正、负压力斜率的发生与消除并能 够调整滤除的压力位准、振幅及侦测的斜率及斜率变化的幅度的压力突波侦测模块；一设置于压力信号放大模块与微处理机之间以设定负压标准值并能够侦测压力是否 超过标准值进而唤醒微处理机启动的负压侦测模块；一与该压力信号放大模块及压力突波侦测模块及负压侦测模块相连接且当压力突波 侦测模块及负压侦测模块侦测到异常压力信号时即会被唤醒启动从而以进行高速连续压 力数值读取并储存于内存中的微处理机。
7.如权利要求6所述的异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于，该压力突波 侦测模块包含了压力位准侦测模块、压力振幅侦测模块及正负压力斜率侦测模块。
8.一种异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于，包含 一将压力转换成电压信号的压力传感器；一与该压力突波侦测模块连接以将压力传感器所转换的电压信号放大从而转换成可 读取的信号水准的压力信号放大模块；一与该压力信号放大模块及微处理机相连接以侦测正、负压力斜率的发生与消除并能够调整压力高低位准及斜率变化的幅度的压力突波侦测模块；一设置于放大模块与微处理机之间以设定压力警报上下限标准值并能够侦测压力是 否超过标准值进而触发微处理机启动的压力警报上下限侦测模块；一与该压力信号放大模块及压力突波侦测模块及压力警报上下限侦测模块相连接且 当该压力突波侦测模块及压力警报上下限模块侦测到压力异常信号时即会被唤醒启动从 而进行高速连续压力数值读取并储存于内存中的微处理机。
9.如权利要求8所述的异常压力即时监控与高速记录装置，其特征在于；该压力突波 侦测模块包含了压力位准侦测模块、压力振幅侦测模块及正负压力斜率侦测模块。
专利摘要一种异常压力即时监控与高速记录装置，主要由一压力传感器将各种压力(如液压、气压或油压)于0.0001秒内转换成微弱的电压信号，再经由压力信号放大模块将可读取的信号，分别输入压力突波侦测模块、负压侦测模块及压力警报上下限模块，用以侦测是否发生高速突波压力、负压压力或压力超过上下限警报等异常信号，当侦测的信号超出标准值，即刻于0.0001秒内唤醒微处理机，进行0.001秒连续信号压力读取，并储存至内存后，再经由网路模块将警报讯息发送至远程监控装置，或直接控制现场设备，以进行紧急处理。当压力突波侦测模块、负压侦测模块及压力警报上下限侦测模块，侦测到异常压力信号消失后，即结束压力数值读取信号储存的动作，并控制微处理机进入休眠状态，以达到省电的目的。
文档编号G01L19/08GK201731969SQ20102021550
公开日2011年2月2日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者杨明恭 申请人:杨明恭