Inteligentne gazomierze: jak projektuje się i działa inteligentne przepływomierze + możliwości instalacji nowych liczników

Technologie cyfrowe otwierają nowe możliwości uzyskania dokładnych informacji na temat zużycia energii elektrycznej, wody, gazu i innych zasobów energii zużywanych przez ludność. A teraz rynek oferuje konsumentom inteligentne gazomierze, które są w stanie mierzyć zużycie z dużą dokładnością.

Ponadto, oprócz dokładnych pomiarów, nowa klasa urządzeń zapewnia pełną transmisję informacji pomiarowych bez udziału ludzi – odbiorców gazu. Ale jak działa taki licznik i czy można go zainstalować samodzielnie?

Te pytania postawimy w naszym artykule - przyjrzymy się budowie i zasadzie działania nowych liczników, porozmawiamy o zasadach montażu i przygotowaniu do pracy. Prezentowany materiał uzupełnimy o tematyczne zdjęcia i filmy.

Co to jest inteligentny przepływomierz?

Spróbujmy wspólnie dowiedzieć się, czym jest nowy inteligentny gazomierz i jak działa. Zatem określenie „inteligentny” w odniesieniu do nowego urządzenia pomiarowego należy rozumieć po prostu jako funkcjonalność nowoczesnej elektroniki opartej na mikroprocesorze.

Mikroprocesorowe (głównie komputerowe) sterowanie różnego rodzaju urządzeniami to zjawisko, które stało się już powszechne. Teraz kolej przyszła bezpośrednio na gazomierze, które do niedawna w większości nadal pozostawały mechaniczne.Ale jeśli połączysz inteligentne sterowanie z funkcją pomiaru, otrzymasz inteligentny licznik.

Przykład urządzenia do pomiaru gazu opartego na mechanicznej zasadzie działania. Urządzenia tego typu nie w pełni odpowiadają potrzebom współczesnej gospodarki narodowej.

Jeśli wdrożymy ideę instalacji w pełni inteligentnych gazomierzy, uzyskamy poważny przełom w zakresie pomiaru zużycia gazu przez ludność. Polecamy również przeczytać normy zużycia gazu.

W przypadku instalacji inteligentnych urządzeń pomiarowych zapewnione jest:

• wysoka dokładność pomiaru;
• wysoki stopień niezawodności urządzenia;
• niezawodna ochrona przed nieuprawnionym dostępem;
• wszechstronność instalacji;
• automatyczne przekazywanie informacji.

Nowe inteligentne urządzenie można naprawdę uznać za „inteligentne”, biorąc pod uwagę jego zdolność do wykonywania niezależnych od ciśnienia pomiarów objętości gazu, przeprowadzania autodiagnostyki oraz zdalnego wykrywania i rejestrowania wpływów zewnętrznych.

Inteligentny gazomierz samodzielnie określa charakterystykę gaz domowyprzybywając do naszych apartamentów, prowadzi archiwum informacji o pomiarach i zdarzeniach technicznych.

Konstrukcja urządzenia i zasada działania

Istnieje wiele opracowań inteligentnych gazomierzy wykonanych przez specjalistów z zagranicy, a także specjalistów krajowych.

Jednak sądząc po informacjach za pierwszy kwartał 2019 roku, krajowi deweloperzy nie są jeszcze gotowi na wprowadzenie na rynek komercyjny urządzeń, które w pełni spełnią wszystkie wymagania stawiane urządzeniu inteligentnemu.

Istnieje kilka urządzeń krajowych firm, które z grubsza przypominają konstrukcje inteligentnych liczników gazu:

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

Tak naprawdę wszystkie te urządzenia to prototypy starych układów mechanicznych, po prostu uzupełnione modułem elektronicznym. W związku z tym nie zapewniają pełnej funkcjonalności urządzenia inteligentnego.

Istnieją jednak zmiany na rok 2019, które omówimy szczegółowo poniżej.

Gazomierz Grand jest próbą wdrożenia inteligentnego urządzenia. W rezultacie urządzenie okazało się sprawne, ale nie spełniające w wystarczającym stopniu wszystkich wymagań prawdziwie inteligentnej elektroniki

Importowane moduły pomiarowe, np. produkty firmy Metrix (Apator), w zasadzie spełniają stawiane wymagania inteligentnemu oprogramowaniu.

Jednak zdaniem krajowych ekspertów gazomierze firmy Apator i innych firm zagranicznych nie odpowiadają pomiarom objętości gazu w warunkach normalnych (T = +20°C, P = 101,3 kPa).

Opcja nr 1 – przepływomierze Metrix

Przykładem importowanego inteligentnego gazomierza mogą być już jakieś nowości firmy Apator z serii produktów Metrix.

Na uwagę szczególnie zasługują dwa rozwiązania: inteligentny moduł UniSmart i system hybrydowy HybridSmart.

Wygląd modułu pomocniczego klasy „UniSmart”, przeznaczonego do wyposażenia konwencjonalnego mechanicznego membranowego urządzenia do pomiaru gazu

Pierwsza wersja „UniSmart” jest prezentowana jako moduł pomocniczy, który uzupełnia istniejące urządzenie pomiarowe, na przykład serię „UG”. Moduł obsługuje protokół (WMB) normy EN13757-4, co gwarantuje możliwość podłączenia do sprzętu innych producentów.

Moduł podłączany jest bezpośrednio do gazomierza i funkcjonalnie pełni funkcję kontaktronu (czujnika impulsów).Jeden obrót mechanicznego bębna licznika odpowiada jednemu impulsowi czujnika – w ten sposób moduł „UniSmart” odczytuje dane.

Aby przesłać odczytane dane na serwer, organizuje się pracę kanału radiowego - elektronika wbudowana w moduł. Wszystkie niezbędne parametry pracy modułu są zaprogramowane i zapisane w „firmware” urządzenia (chip pamięci). Dane oprogramowania sprzętowego można zmienić w razie potrzeby, w tym zdalnie.

Bardziej zaawansowane urządzenie z serii urządzeń pomiarowych „Smart”, reprezentujące niemal kompletny zestaw, zawierający urządzenie pomiarowe wyposażone w cyfrowe inteligentne funkcje

Drugim rozwiązaniem jest „HybridSmart”. Urządzenie jest w rzeczywistości odpowiednikiem pierwszego urządzenia „UniSmart”, z tą tylko różnicą, że w tej wersji zastosowano jednoczęściową konstrukcję „dwa w jednym”. Oznacza to, że gazomierz i funkcjonalny inteligentny moduł tworzą jeden zespół.

Opcja nr 2 – inteligentny licznik mikrotermiczny

Nowością rosyjskiej firmy Technomer (Arzamas) jest urządzenie mikrotermiczne przeznaczone do wykonywania bezpośrednich pomiarów objętości przepływającego gazu ziemnego.

Cechy inteligentnego urządzenia przepływomierza

Urządzenie w pełni spełnia standardowe warunki pomiaru jednostek objętości (T= + 20°C, P= 101,3 kPa). Parametry przesyłane są do zdalnego serwera za pośrednictwem systemu komunikacji komórkowej (GRPS).

Budowa inteligentnego gazomierza – produkt firmy Technomer: 1 – płytka elektroniki; 2 – czujnik o właściwościach mikrotermicznych do pomiaru objętości gazu; 3 – korpus urządzenia (aluminium); 4 – plastikowa osłona

Powyższy rysunek przedstawia budowę licznika mikrotermicznego z serii inteligentnych urządzeń.

Jak widać na obrazku, głównymi elementami urządzenia są:

• trwały, niezawodny korpus;
• wbudowany czujnik mikrotermiczny;
• moduł elektroniki;
• wyświetlacz kontrolny LCD;
• obudowa ochronna (osłona) modułu elektronicznego i wyświetlacza.

Płytka elektroniczna zawiera mikrokontroler, odpowiednie elementy elektroniczne i podłączony wyświetlacz cyfrowy (wyświetlacz kontrolny). Elektronika płytki zapewnia zarówno procedurę pomiarową, jak i procedurę generowania/przesyłania danych (wbudowany moduł telemetryczny).

Jak działa licznik mikrotermiczny?

Urządzeniem przetwarzającym objętościowy przepływ gazu w konstrukcji licznika jest czujnik mikrotermiczny. Konkretnie w rozwoju firmy Technomer wykorzystano czujnik z serii SGM6xxx (produkt szwajcarskich producentów).

Mierzy przepływające medium na zasadzie kalorymetrii. Wykonane w technologii MEMS, która zapewnia wysokie parametry użytkowe.

Schemat blokowy czujnika mikrotermicznego do pomiaru przepływu gazu: 1 – kanał roboczy; 2 – element grzejny; 3 – wafel krzemowy (podłoże); 4 – kanał wyrównawczy; 5 – czujniki temperatury; 6 – przepływ gazu

Działanie czujnika jest następujące: na drodze przepływu gazu ziemnego (kanał roboczy) na podłożu krzemowym montowany jest modułowy element czujnikowy składający się z grzejnika i pary czujników temperatury. Przepływający strumień gazu jest podgrzewany bezpośrednio w części, w której zamontowane są czujniki temperatury.

W rezultacie ograniczony przepływ gazu ma nieco inną temperaturę, co powoduje różnicę temperatur.Teoretycznie jest to dość złożony proces fizyczny, ale najważniejsze, że działa i to bardzo wydajnie, jeśli chodzi o dokładność pomiaru.

Opcja nr 3 - licznik gazu na kartę inteligentną

Na przykładzie produktu Actaris rozważymy kolejne całkowicie nowoczesne urządzenie, jakim jest gazomierz membranowy, uzupełniony o kontrolę płatności.

Szczególną cechą tej konstrukcji jest obecność zaworu odcinającego w konstrukcji urządzenia, który automatycznie odcina dopływ gazu, na przykład w sytuacji awaryjnej.

Jednak ten sam element konstrukcyjny z powodzeniem wykorzystuje się do blokowania w przypadku braku zapłaty przez odbiorcę za pobranie próbki gazu.

Wersja gazomierza domowego, uzupełniona o czytnik kart inteligentnych. Wbudowany moduł odczytowy pełni funkcję blokady dopływu gazu zarówno w przypadku wypadku, nieuprawnionego dostępu, jak i w przypadku opóźnienia w płatności

Taki przepływomierz zawiera urządzenie do odczytu danych z karty. Dotyczy to plastikowej karty abonenckiej, która stanowi dodatek do licznika instalowanego przez użytkownika.

Pomimo tego, że faktycznie istnieje mechaniczny system monitorowania zużycia gazu, dzięki zainstalowaniu modułu odczytu kart inteligentnych, urządzenie zamieniono w system półautomatyczny.

Użytkownik musi jedynie włożyć inteligentną kartę kredytową do odpowiedniego gniazda. Urządzenie automatycznie odczytuje wymagane informacje i pobiera środki na pokrycie zużycia gazu w gospodarstwie domowym. Jeżeli środki się skończą, a użytkownik nie zadba o terminowe uzupełnienie konta, inteligentny licznik natychmiast odcina dopływ gazu konkretnemu abonentowi.

Uzupełnianie energii inteligentnego licznika

Inteligentne przepływomierze, podobnie jak proste elektroniczne, są całkowicie autonomiczne – nie wymagają stosowania dodatkowego zasilania sieciowego. Autonomię urządzeń zapewnia para akumulatorów - akumulatorów.

W szczególności głównym elementem energetycznym jest akumulator Li-SOC12 (chlorek litu-tionylu), natomiast rezerwowym jest akumulator Li-MnO₂ (tlenek litu i manganu).

Głównym źródłem energii inteligentnego gazomierza jest ogniwo akumulatorowe na bazie chlorku tionylu litu (Li-SOC12). Zapewnia dziesięć lat działania inteligentnego licznika

Główny akumulator wytwarza napięcie 3,6 V i jest elementem wyjmowanym i całkowicie wymiennym. Drugi akumulator (zapasowy) jest sztywno zamontowany w płytce elektronicznej i dlatego nie zapewnia wymienności.

To 3-woltowe źródło zasilania podłączane jest do układu w momencie wymiany akumulatora głównego, co zapewnia bezpieczeństwo parametrów technologicznych urządzenia.

Według specyfikacji producenta główne źródło zasilania wystarcza na pracę miernika przez okres do 10 lat. Dlatego wymiana baterii z reguły pokrywa się z procedurą weryfikacji przyrządu, która zwykle przeprowadzana jest co 5-6 lat. Funkcjonalność akumulatora zapasowego w przypadku braku akumulatora głównego gwarantowana jest przez 1 rok.

Zasady instalowania nowych liczników

Biorąc pod uwagę niejednoznaczne warunki pracy urządzeń, gazomierze, w tym także konstrukcje „inteligentne”, podlegają odpowiednim standardy zakwaterowania w odniesieniu do innych urządzeń gazowych i zasad instalacji (wymagania).

Procedurze instalacji urządzenia do monitorowania zużytych ilości gazu domowego tradycyjnie towarzyszy przestrzeganie odpowiednich norm i przepisów. W przypadku inteligentnych, nowoczesnych liczników zasady te można łatwo wyegzekwować

W szczególności dla urządzenia produkowanego przez Technomer wymagania są następujące:

1. Urządzenie należy montować w zamkniętych pomieszczeniach gospodarczych lub w skrajnych przypadkach na zewnątrz pod specjalnie wyposażonym daszkiem. Licznik musi być niezawodnie chroniony przed bezpośrednim promieniowaniem słonecznym i opadami atmosferycznymi.
2. Istnieje możliwość montażu urządzenia na rurociągach ułożonych zarówno w pionie, jak i w poziomie, bez względu na to, pod jakim kątem zostanie wykonany montaż.
3. W przypadku montażu na odcinku rury poziomej lub pionowej można nie uwzględnić kierunku przepływu gazu przez licznik. Oznacza to, że urządzenie można ustawić w dowolnej pozycji w kierunku. Producent zaleca jednak przestrzeganie kierunku wskazanego na korpusie miernika.
4. Niedopuszczalne jest instalowanie licznika w najniższych punktach rury gazowej, ponieważ taka opcja instalacji stwarza ryzyko gromadzenia się kondensatu.
5. Jeżeli próbki kontrolne wykażą obecność wody w gazie domowym, licznik kontrolny należy zamontować na rurociągu położonym pionowo, wybierając kierunek przepływu od góry do dołu.

Planując instalację nowego gazomierza w mieszkaniach w określonej lokalizacji, należy chronić licznik przed możliwymi wstrząsami, wibracjami i innymi wpływami mechanicznymi.

Także na wszelki wypadek transfer przepływomierza Nie możemy zapominać o zatwierdzonych zasadach transferu.

Inteligentny przepływomierz gazu z serii urządzeń „SMT Smart G4” oraz punkty „rejestracyjne” poinstalacyjne: 1 – miejsce przyklejenia pieczątki organizacji przeprowadzającej legalizację; 2 – miejsce przyklejenia pieczęci kontrolnej organizacji dostarczającej gaz do odbiorcy; 3 – miejsce uszczelnienia króćca wlotowego urządzenia

Wymagania instalacyjne nie określają konkretnej wartości średnicy nominalnej rury, ani nie określają zasad zachowania współosiowości króćców i rur przepływomierzy. Nie ma również szczególnych wymagań dotyczących stopnia okrągłości rur ani obecności występów w miejscach styku licznika z rurą gazową.

Przygotowanie do pracy i uruchomienie

Zgodnie z ustalonymi zasadami, pomontażowe przygotowanie inteligentnego licznika do uruchomienia polega na przeprowadzeniu procedury sprawdzenia szczelności zamontowanego urządzenia.

W tym celu stosuje się standardowe środki - w domu, piankę mydlaną, profesjonalnie - czujniki wycieku gazu.

Po sprawdzeniu urządzenie zostaje uruchomione. Zalecana metoda rozruchu - miękkie otwieranie zawór odcinający gaz na linii, na której zainstalowany jest licznik.

Należy upewnić się, że obszar roboczy inteligentnego licznika jest wypełniony bez gwałtownego wzrostu ciśnienia, aby nie uszkodzić wrażliwych elementów systemu szokiem pneumatycznym.

Zalecamy również zapoznanie się ze standardami i zasady uszczelniania gazomierze.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Nowość zawsze budzi pewien strach u potencjalnych użytkowników lub konsumentów. Przed postępem technologicznym nie ma jednak ucieczki. Ponadto technologia znacząco promuje komponent usługowy.

Instalując inteligentny licznik gazu we własnym mieszkaniu, potencjalny konsument uwalnia się od konieczności ciągłego monitorowania danych i przekazywania informacji w miejscu, w którym o to poprosi. Jest łatwy w instalacji i obsłudze, a także niezwykle łatwy w utrzymaniu.

Co myślisz o wymianę starych liczników na nowe inteligentne przepływomierze? Jeśli korzystasz z takiego inteligentnego urządzenia pomiarowego, podziel się swoimi doświadczeniami z innymi odwiedzającymi naszą witrynę, opowiedz nam o zaletach i wadach odkrytych podczas pracy. Wyraź swoją opinię, weź udział w dyskusjach i debatach – formularz kontaktowy znajduje się poniżej.