Išmanieji dujų skaitikliai: kaip projektuojami ir veikia išmanieji srauto matuokliai + naujų skaitiklių įrengimo ypatybės

Skaitmeninės technologijos atveria naujas galimybes gauti tikslią informaciją apie gyventojų suvartojamos elektros, vandens, dujų ir kitų energijos išteklių suvartojimą. O dabar rinka vartotojams siūlo išmaniuosius dujų skaitiklius, galinčius itin tiksliai išmatuoti suvartojimą.

Be to, be tikslių matavimų, naujos klasės prietaisai užtikrina pilną matavimo informacijos perdavimą, neįtraukiant žmonių – dujų vartotojų. Tačiau kaip veikia toks skaitiklis ir ar įmanoma jį sumontuoti patiems?

Šiuos klausimus kelsime savo straipsnyje – apžvelgsime naujų skaitiklių konstrukciją ir veikimo principą, kalbėsime apie įrengimo taisykles ir paruošimą eksploatacijai. Pateiktą medžiagą papildysime teminėmis nuotraukomis ir vaizdo įrašais.

Kas yra išmanusis srauto matuoklis?

Pabandykime kartu išsiaiškinti, kas yra naujas išmanusis dujų skaitiklis ir kaip jis veikia. Taigi terminas „išmanusis“, taikomas naujam matavimo prietaisui, turėtų būti traktuojamas tiesiog kaip šiuolaikinės elektronikos, pagrįstos mikroprocesoriumi, funkcionalumas.

Mikroprocesorinis (iš esmės kompiuterinis) įvairių tipų įrangos valdymas – jau įprastas reiškinys. Dabar eilė atėjo tiesiai į dujų skaitiklius, kurie iki šiol didžiąja dalimi vis dar liko mechaniniai.Bet jei sujungsite išmanųjį valdymą su matavimo funkcija, gausite išmanųjį skaitiklį.

Mechaniniu veikimo principu pagrįsto dujų matavimo prietaiso pavyzdys. Tokio tipo įrenginiai nevisiškai atitinka šiuolaikinės šalies ekonomikos poreikius.

Jei įgyvendinsime idėją įrengti visiškai išmaniuosius dujų skaitiklius, sulauksime rimto proveržio gyventojų dujų suvartojimo apskaitos srityje. Taip pat rekomenduojame perskaityti dujų suvartojimo standartai.

Įrengus išmaniuosius apskaitos prietaisus, užtikrinama:

• didelis matavimo tikslumas;
• didelis prietaiso patikimumas;
• patikima apsauga nuo neteisėtos prieigos;
• montavimo universalumas;
• automatinis informacijos perdavimas.

Naujasis išmanusis įrenginys tikrai gali būti laikomas „išmaniuoju“, nes jis gali atlikti nuo slėgio nepriklausomus dujų tūrio matavimus, atlikti savidiagnostiką, nuotoliniu būdu aptikti ir fiksuoti išorinius poveikius.

Išmanusis dujų skaitiklis savarankiškai nustato charakteristikas buitinės dujos, atvykęs į mūsų butus, tvarko informacijos apie matavimus ir techninius įvykius archyvą.

Prietaiso konstrukcija ir veikimo principas

Yra nemažai išmaniųjų dujų skaitiklių, kuriuos pagamino užsienio šalių, taip pat vietiniai specialistai.

Tačiau, sprendžiant iš 2019 metų pirmojo ketvirčio informacijos, šalies kūrėjai dar nėra pasiruošę komercinei rinkai pateikti įrenginių, kurie visiškai atitinka visus išmaniojo įrenginio reikalavimus.

Yra keletas vietinių įmonių prietaisų, kurie maždaug primena išmaniųjų dujų apskaitos prietaisų dizainą:

• „Grand“ – SPI G4 – G10;
• „Vektorius“ – T G4;
• SGBET “Sigma” G1.6 –G10;
• „Omega“ ETC GSM G1.6 – G4;
• SGBU G1.6 - G6;
• BK-G ETe G4,G6;

Tiesą sakant, visi šie įrenginiai yra senų mechaninių sistemų prototipai, tiesiog papildyti elektroniniu moduliu. Atitinkamai jie neužtikrina viso išmaniojo įrenginio funkcionalumo.

Tačiau yra 2019 m. įvykių, kuriuos išsamiai aptarsime toliau.

„Grand“ dujų skaitiklis – tai bandymas įdiegti išmanųjį įrenginį. Dėl to įrenginys pasirodė veikiantis, tačiau nepakankamai atitinkantis visus tikrai išmaniosios elektronikos reikalavimus

Importuoti matavimo moduliai, pavyzdžiui, Metrix (Apator) gaminiai, iš esmės atitinka išmaniajai programinei įrangai keliamus reikalavimus.

Tačiau, šalies ekspertų teigimu, „Apator“ ir kitų užsienio kompanijų dujų skaitikliai neatitinka dujų tūrio matavimų standartinėmis sąlygomis (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

1 variantas – metriniai srauto matuokliai

Galbūt importuoto išmaniojo dujų skaitiklio pavyzdys jau gali būti kai kurie nauji „Apator“ produktai iš „Metrix“ produktų serijos.

Visų pirma, dėmesio nusipelno du patobulinimai: išmanusis modulis „UniSmart“ ir hibridinė sistema „HybridSmart“.

„UniSmart“ klasės pagalbinio modulio, skirto įprastiniam mechaniniam membraninio tipo dujų apskaitos prietaisui įrengti, išvaizda

Pirmoji „UniSmart“ plėtra pristatoma kaip pagalbinis modulis, papildantis esamą matavimo įrenginį, pavyzdžiui, „UG“ seriją. Modulis palaiko EN13757-4 standarto protokolą (WMB), kuris garantuoja galimybę prisijungti prie kitų gamintojų įrangos.

Modulis yra tiesiogiai prijungtas prie dujų skaitiklio ir funkciškai veikia kaip nendrinis jungiklis (impulso jutiklis).Vienas mechaninio skaitiklio būgno apsisukimas atitinka vieną jutiklio impulsą – taip „UniSmart“ modulis nuskaito duomenis.

Nuskaitytiems duomenims perduoti į serverį organizuojamas radijo kanalo veikimas – modulyje įmontuota elektronika. Visi reikalingi modulio veikimo parametrai yra iš anksto užprogramuoti ir saugomi įrenginio „firmware“ (atminties luste). Prireikus programinės aparatinės įrangos duomenis galima keisti, taip pat ir nuotoliniu būdu.

Pažangesnis prietaisas iš „Smart“ matavimo prietaisų serijos, atspindintis beveik visą komplektą, įskaitant matavimo prietaisą su skaitmeninėmis intelektualiomis funkcijomis

Antroji plėtra yra „HybridSmart“. Įrenginys iš tikrųjų yra pirmojo „UniSmart“ įrenginio analogas, vienintelis skirtumas yra tas, kad šioje versijoje naudojamas vientisas „du viename“ dizainas. Tai reiškia, kad dujų skaitiklis ir funkcinis išmanusis modulis sudaro vieną mazgą.

2 variantas – mikroterminis išmanusis skaitiklis

Nauja Rusijos įmonės „Technomer“ („Arzamas“) plėtra – mikroterminis prietaisas, skirtas atlikti tiesioginius tekančio gamtinių dujų tūrio matavimus.

Išmaniojo srauto matuoklio įrenginio savybės

Prietaisas visiškai atitinka standartines tūrio vienetų matavimo sąlygas (T= + 20 °C, P= 101,3 kPa). Parametrai į nuotolinį serverį perduodami korinio ryšio sistema (GRPS).

Išmaniojo dujų skaitiklio konstrukcija - Technomer kompanijos gaminamas gaminys: 1 – elektronikos plokštė; 2 – mikroterminių savybių jutiklis dujų tūriui matuoti; 3 – įrenginio korpusas (aliuminis); 4 – plastikinis dangtelis

Viršuje esančiame paveikslėlyje parodyta išmaniųjų įrenginių serijos mikroterminio matuoklio struktūra.

Kaip matyti paveikslėlyje, pagrindiniai įrenginio komponentai yra šie:

• patvarus, patikimas korpusas;
• įmontuotas mikroterminis jutiklis;
• elektronikos modulis;
• LCD valdymo ekranas;
• elektroninio modulio ir ekrano apsauginis korpusas (dangtelis).

Elektroninėje plokštėje yra mikrovaldiklis, atitinkami elektroniniai komponentai ir prijungtas skaitmeninis ekranas (valdymo ekranas). Plokštės elektronika užtikrina ir matavimo procedūrą, ir duomenų generavimo/perdavimo procedūrą (įmontuotas telemetrijos modulis).

Kaip veikia mikroterminis matuoklis?

Tūrinio dujų srauto konvertavimo įtaisas skaitiklio konstrukcijoje yra mikroterminis jutiklis. Konkrečiai, kuriant „Technomer“ kompaniją, naudojamas SGM6xxx serijos jutiklis (Šveicarijos gamintojų produktas).

Jis matuoja praeinančią terpę, naudodamas kalorimetrinį principą. Pagaminta naudojant MEMS technologiją, kuri užtikrina aukštas eksploatacines charakteristikas.

Mikroterminio jutiklio, skirto dujų srautui matuoti, blokinė schema: 1 – darbinis kanalas; 2 – kaitinimo elementas; 3 – silicio plokštelė (substratas); 4 – išlyginimo kanalas; 5 – temperatūros davikliai; 6 – dujų srautas

Jutiklis veikia taip: gamtinių dujų srauto kelyje (darbiniame kanale) ant silicio pagrindo sumontuotas modulinis jutimo elementas, susidedantis iš šildytuvo ir poros temperatūros jutiklių. Praeinantis dujų srautas šildomas tiesiai toje dalyje, kurioje sumontuoti temperatūros jutikliai.

Dėl to ribojamas dujų srautas turi šiek tiek skirtingą temperatūrą, todėl susidaro temperatūros skirtumas.Teoriškai tai yra gana sudėtingas fizinis procesas, tačiau svarbiausia, kad jis veiktų ir labai efektyviai, atsižvelgiant į matavimo tikslumą.

3 variantas – dujų skaitiklis lustinei kortelei

Remdamiesi Actaris gaminio pavyzdžiu, apsvarstysime dar vieną visiškai modernų įrenginį, tai yra diafragminis dujų skaitiklis, papildytas mokėjimo kontrole.

Ypatinga šios konstrukcijos ypatybė yra tai, kad įrenginio konstrukcijoje yra uždarymo vožtuvas, kuris automatiškai išjungia dujų tiekimą, pavyzdžiui, avarijos atveju.

Tačiau tas pats dizaino elementas sėkmingai naudojamas blokuojant, jei vartotojas nesumoka už dujų mėginių paėmimą.

Buitinių dujų skaitiklio versija, papildyta intelektualiųjų kortelių skaitytuvu. Integruotas skaitymo modulis veikia kaip dujų tiekimo blokatorius tiek nelaimingo atsitikimo, neteisėtos prieigos ir pavėluoto mokėjimo atveju

Tokiame srauto matuoklyje yra įtaisas duomenims iš kortelės nuskaityti. Tai reiškia abonento plastikinę intelektualiąją kortelę, kuri pateikiama kaip priedas prie vartotojo įdiegto skaitiklio.

Nepaisant to, kad iš tikrųjų yra mechaninė dujų suvartojimo stebėjimo sistema, įdiegus intelektualiųjų kortelių skaitymo modulį, įrenginys buvo paverstas pusiau automatine sistema.

Vartotojui tereikia įdėti kreditinę intelektualiąją kortelę į atitinkamą lizdą. Įrenginys automatiškai nuskaito reikiamą informaciją ir išima lėšas apmokėti už buitinių dujų suvartojimą. Jei lėšos baigiasi ir vartotojas laiku nepasirūpina sąskaitos papildymu, išmanusis skaitiklis iš karto nutraukia dujų tiekimą konkrečiam abonentui.

Išmaniojo skaitiklio energijos papildymas

Išmanieji srauto matuokliai, kaip ir paprasti elektroniniai, yra visiškai autonomiški – jiems nereikia naudoti papildomos elektros energijos. Įrenginių autonomiją užtikrina baterijų pora – baterijos.

Visų pirma, pagrindinis energijos elementas yra Li-SOC12 baterija (ličio-tionilo chlorido), o atsarginė yra Li-MnO baterija.₂ (ličio mangano oksidas).

Pagrindinis išmaniojo dujų skaitiklio energijos šaltinis yra ličio tionilchlorido (Li-SOC12) pagrindu pagamintas akumuliatoriaus elementas. Užtikrina dešimties metų išmaniojo skaitiklio veikimą

Pagrindinė baterija sukuria 3,6 volto įtampą ir yra nuimamas ir visiškai keičiamas komponentas. Antroji (atsarginė) baterija yra tvirtai įmontuota į elektroninę plokštę, todėl nenumato pakeičiamumo.

Šis 3 voltų maitinimo šaltinis yra prijungiamas prie sistemos pakeitus pagrindinę bateriją, kas užtikrina įrenginio technologinių parametrų saugumą.

Pagal gamintojo specifikacijas pagrindinio maitinimo šaltinio pakanka skaitikliui eksploatuoti iki 10 metų. Todėl akumuliatoriaus keitimas, kaip taisyklė, sutampa su prietaiso patikros procedūra, kuri paprastai atliekama kas 5-6 metus. Atsarginės baterijos funkcionalumui, jei nėra pagrindinės baterijos, suteikiama 1 metų garantija.

Naujų skaitiklių įrengimo taisyklės

Atsižvelgiant į dviprasmiškas prietaisų veikimo sąlygas, dujų skaitikliams, įskaitant „protingą“ dizainą, taikomi atitinkami apgyvendinimo standartai kitų dujų prietaisų ir įrengimo taisyklių (reikalavimų) atžvilgiu.

Sunaudotų buitinių dujų kiekių stebėjimo prietaiso įrengimo procedūra tradiciškai lydima atitinkamų normų ir taisyklių laikymasis. Išmaniesiems šiuolaikiniams skaitikliams šios taisyklės yra lengvai įgyvendinamos

Visų pirma Technomer gamintam įrenginiui keliami toliau aprašyti reikalavimai:

1. Prietaisas turi būti montuojamas uždarose buitinės technikos patalpose arba, kraštutiniais atvejais, lauke po specialiai įrengtu stogeliu. Skaitiklis turi būti patikimai apsaugotas nuo tiesioginės saulės spinduliuotės ir kritulių poveikio.
2. Įrenginį galima montuoti ant vamzdynų, nutiestų tiek vertikaliai, tiek horizontaliai, ir visai nesvarbu, kokiu kampu atliekamas montavimas.
3. Jei montavimas atliekamas horizontalaus arba vertikalaus vamzdžio atkarpoje, gali būti neatsižvelgiama į dujų srauto per skaitiklį kryptį. Tai reiškia, kad prietaisą galima pastatyti bet kuria kryptimi. Tačiau gamintojas rekomenduoja laikytis nurodymų, nurodytų ant skaitiklio korpuso.
4. Nepriimtina montuoti skaitiklį žemiausiuose dujotiekio taškuose, nes ši montavimo parinktis kelia kondensato kaupimosi pavojų.
5. Jei kontroliniai mėginiai rodo, kad buitinėse dujose yra vandens, kontrolinis skaitiklis turi būti montuojamas ant vertikaliai išdėstyto vamzdyno, pasirenkant srauto kryptį iš viršaus į apačią.

Planuojant įrengti naują dujų skaitiklį konkrečioje vietoje esančiuose butuose, skaitiklis turi būti apsaugotas nuo galimų smūgių, vibracijų, kitų mechaninių poveikių.

Taip pat tuo atveju srauto matuoklio perdavimas Reikia nepamiršti ir patvirtintų perkėlimo taisyklių.

Išmanusis dujų srauto matuoklis iš „SMT Smart G4“ serijos prietaisų ir po montavimo „registracijos“ taškai: 1 – patikrą atliekančios organizacijos antspaudo pritvirtinimo taškas; 2 – dujas vartotojui tiekiančios organizacijos kontrolinės plombos tvirtinimo vieta; 3 – įrenginio įleidimo jungties sandarinimo taškas

Montavimo reikalavimuose nenustatyta konkreti vardinio vamzdžio skersmens vertė, taip pat nenurodomos debitmačio purkštukų ir vamzdžių išlyginimo taisyklės. Taip pat nėra specialių reikalavimų dėl vamzdžių apvalumo laipsnio ar atbrailų buvimo vietose, kur skaitiklis atitinka dujų vamzdį.

Pasiruošimas eksploatacijai ir paleidimui

Pagal nustatytas taisykles, išmaniojo skaitiklio paruošimas paleidimui po montavimo apima patikrinimo, ar sumontuotas įrenginys nėra sandarus, procedūrą.

Tam naudojamos standartinės priemonės - namuose, muilo putos, profesionaliai - dujų nuotėkio jutikliai.

Po patikrinimo įrenginys pradedamas eksploatuoti. Rekomenduojamas užvedimo būdas – minkštas atidarymas dujų uždarymo vožtuvas linijoje, kurioje sumontuotas skaitiklis.

Būtina užtikrinti, kad išmaniojo skaitiklio darbo zona būtų užpildyta smarkiai nepadidėjus slėgiui, kad nebūtų pažeisti jautrūs sistemos komponentai pneumatiniu smūgiu.

Taip pat rekomenduojame susipažinti su standartais ir sandarinimo taisyklės dujų skaitikliai.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Naujovė visada šiek tiek gąsdina potencialius vartotojus ar vartotojus. Tačiau nuo technologinės pažangos nepabėgsi. Be to, technologijos žymiai skatina paslaugų komponentą.

Įsirengęs išmanųjį dujų skaitiklį savo bute, potencialus vartotojas išsivaduoja nuo nuolatinio duomenų stebėjimo ir informacijos perdavimo užklausos vietoje. Jį lengva įdiegti ir naudoti, o prižiūrėti – itin paprasta.

Ką jūs manote apie pakeisti senus skaitiklius naujiems išmaniesiems srauto matuokliams? Jei naudojatės tokiu išmaniuoju apskaitos prietaisu, pasidalinkite savo patirtimi su kitais mūsų svetainės lankytojais, papasakokite apie eksploatacijos metu atrastus privalumus ir trūkumus. Išreikškite savo nuomonę, dalyvaukite diskusijose ir debatuose – kontaktų forma rasite žemiau.