Išmanieji dujų skaitikliai: kaip įrengti ir veikia išmanieji srauto matuokliai + naujų skaitiklių montavimo ypatumai

Skaitmeninės technologijos atveria naujas galimybes gauti tikslią informaciją apie gyventojų suvartojamos elektros, vandens, dujų ir kitų energetinių išteklių sąnaudas. Ir dabar rinka siūlo vartotojams išmanius dujų skaitiklius, kurie gali labai tiksliai išmatuoti suvartojimą.

Be to, be tikslių matavimų, naujų prietaisų klasė užtikrina visapusišką apskaitos duomenų perdavimą neįtraukiant žmonių – dujų vartotojų. Bet kaip veikia toks skaitiklis ir ar galima jį įsirengti patiems?

Būtent šiuos klausimus mes kelsime savo straipsnyje – aptarsime naujų skaitiklių įrenginį ir veikimo principą, pakalbėsime apie įrengimo ir parengimo eksploatuoti taisykles. Pateiktą medžiagą papildysime teminėmis nuotraukomis ir vaizdo įrašais.

Ką reiškia „išmanusis“ srauto matuoklis?

Pabandykime kartu išsiaiškinti, kas yra naujas išmanusis dujų skaitiklis ir kaip jis veikia. Taigi, terminas „išmanusis“, kalbant apie naują matavimo prietaisą, turėtų būti suprantamas tiesiog kaip šiuolaikinės elektronikos funkcionalumas, pagrįstas mikroprocesoriumi.

Mikroprocesorinis (iš esmės kompiuterinis) įvairių tipų technikos valdymas – reiškinys, tapęs kasdieniu dalyku. Dabar eilė atėjo ir tiesiogiai iki dujų apskaitos prietaisų, kurie iki šiol dauguma vis dar yra mechaniniai. Bet jei sujungsime išmanųjį valdymą su apskaitos funkcija, gausime išmanųjį skaitiklį.

Mechaninio veikimo principo dujų matavimo prietaiso pavyzdys. Tokio tipo prietaisai nevisiškai atitinka šiuolaikinės nacionalinės ekonomikos poreikius.

Jei įgyvendinsime visiškai išmaniųjų dujų skaitiklių įrengimo idėją, sulauksime reikšmingo proveržio gyventojų dujų suvartojimo apskaitos srityje. Taip pat rekomenduojame susipažinti su dujų suvartojimo normomis.

Įrengiant išmaniuosius apskaitos prietaisus užtikrinama:

• aukštas matavimų tikslumas;
• aukštas prietaisų patikimumo laipsnis;
• patikima apsauga nuo nesankcionuotos prieigos;
• montavimo universalumas;
• automatinis duomenų perdavimas.

Naująjį intelektualųjį prietaisą tikrai galima laikyti „išmaniuoju“, atsižvelgiant į jo gebėjimus atlikti nuo slėgio nepriklausomus dujų tūrio matavimus, atlikti savidiagnostiką, nuotoliniu būdu nustatyti ir fiksuoti išorinius poveikius.

Intelektualusis dujų skaitiklis savarankiškai nustato buitinių dujų, patenkančių į mūsų butus, charakteristikas, tvarko matavimų ir techninių įvykių duomenų archyvą.

Prietaiso konstrukcija ir veikimo principas

Yra keletas išmaniųjų dujų skaitiklių, sukurtų užsienio šalių specialistų bei vietinių specialistų, variantų.

Tačiau, remiantis 2019 m. pirmojo ketvirčio informacija, vietiniai kūrėjai kol kas nėra pasirengę išleisti į komercinę rinką įrenginių, kurie visiškai atitiktų visus išmaniojo prietaiso reikalavimus.

Yra keletas vietinių įmonių įrenginių, apytikriai primenančių išmaniąsias dujų apskaitos konstrukcijas:

• "Grand" – SPI G4 – G10;
• "Vektor" – T G4;
• "SGBET Sigma" G1,6 – G10;
• "Omega" ETK GSM G1,6 – G4;
• SGBU G1,6 – G6;
• BK-G ETe G4,G6;

Iš tikrųjų visi šie prietaisai yra senų mechaninių sistemų prototipai, tiesiog papildyti elektroniniu moduliu. Atitinkamai jie neužtikrina visaverčio išmaniojo prietaiso funkcionalumo.

Vis dėlto 2019 m. pokyčių yra, apie tai mes išsamiai pakalbėsime toliau.

Dujų skaitiklis "Grand" – išmaniojo prietaiso įgyvendinimo bandymas. Rezultate įrenginys tapo veikiantis, tačiau nepakankamai atitinkantis visus tikrai intelektualios elektronikos reikalavimus.

Importiniai matavimo moduliai, pavyzdžiui, firmos "Metrix" ("Apator") produktai, iš esmės atitinka deklaruotus intelektualinio aprūpinimo reikalavimus.

Tačiau, kaip teigia vietiniai specialistai, dujų skaitikliai "Apator" ir kitos užsienio firmos neatitinka dujų tūrio matavimų standartinėmis sąlygomis (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

Variantas #1 – „Metrix“ srauto matuokliai

Išmaniojo importinės gamybos dujų skaitiklio pavyzdžiu jau gali būti kai kurie nauji bendrovės "Apator" gaminiai iš "Metrix" gaminių serijos.

Visų pirma dėmesio verti du pokyčiai: intelektualusis modulis "UniSmart" ir hibridinė sistema "GybridSmart".

Pagalbinio "UniSmart" klasės modulio, skirto įrengti įprastą membraninio tipo mechaninį dujų apskaitos įrenginį, išvaizda

Pirmasis "UniSmart" pokytis pristatomas kaip pagalbinis modulis, kuriuo papildomas esamas apskaitos prietaisas, pavyzdžiui, "UG" serijos. Modulis palaiko EN13757-4 standarto protokolą (WMB), tuo užtikrinama galimybė prijungti prie kitų gamintojų įrangos.

Modulis jungiamas tiesiogiai prie dujų skaitiklio ir funkciškai veikia panašiai kaip herkonas (impulsų daviklis). Vienam mechaninio skaitiklio būgno apsisukimui atitinka vienas daviklio impulsas – taip atliekama duomenų nuskaitymo funkcija moduliu «UniSmart».

Perduodant nuskaitytus duomenis į serverį, organizuojamas radijo kanalo – modulyje įmontuotos elektronikos – darbas. Visi būtini modulio darbo parametrai yra iš anksto užprogramuoti ir išsaugoti įrenginio „firmware“ (atminties mikroschemoje). Programinės įrangos duomenis galima keisti pagal poreikį, taip pat nuotoliniu būdu.

Pažangesnis prietaisas iš išmaniųjų apskaitos prietaisų serijos „Smart“, reprezentuojantis praktiškai pilną komplektą, apimantį matavimo įrenginį su skaitmeninėmis intelektinėmis funkcijomis.

Antrasis kūrinys – „GybridSmart“. Prietaisas iš esmės yra pirmojo prietaiso „UniSmart“ analogas, tik skiriasi tuo, kad šiame variante naudojama vientisa „du viename“ konstrukcija. Tai yra, dujų skaitiklis ir funkcinis intelektinis modulis sudaro vieną mazgą.

Variantas #2 – mikroterminis išmanusis skaitiklis

Naujas Rusijos įmonės „Technomer“ (Arzamasas) kūrinys – tai mikroterminis įrenginys, skirtas tiesioginiams praeinančio gamtinių dujų tūrio matavimams atlikti.

Išmaniojo srauto matuoklio įrenginio ypatybės

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

Išmaniojo dujų skaitiklio – įmonės „Technomer“ gaminio – struktūra: 1 – elektronikos plokštė; 2 – mikroterminių savybių jutiklis dujų tūriui matuoti; 3 – prietaiso korpusas (aliuminis); 4 – plastikinis dangtelis.

Aukščiau esančiame paveikslėlyje pavaizduota mikroterminio matuoklio iš išmaniųjų prietaisų serijos konstrukcija.

Kaip matyti paveikslėlyje, pagrindiniai prietaiso komponentai yra:

• tvirtas patikimas korpusas;
• įmontuotas mikroterminis jutiklis;
• elektronikos modulis;
• kontrolinis LCD ekranas;
• elektronikos modulio ir ekrano apsauginis gaubtas (dangtis).

Elektroninėje plokštėje yra mikrovaldiklis, atitinkama elektroninių komponentų grandinė ir prijungtas skaitmeninis ekranas (kontrolinis displėjus). Plokštės elektronika užtikrina tiek matavimo procedūrą, tiek duomenų formavimo/perdavimo procedūrą (įmontuotas telemetrijos modulis).

Kaip veikia mikroterminis skaitiklis?

Skaitiklio konstrukcijoje dujų tūrinio srauto keitimo įtaisu yra mikroterminis jutiklis. Konkrečiai įmonės „Technomer“ kūrinyje naudojamas SGM6xxx serijos jutiklis (Šveicarijos gamintojų produktas).

Jis matuoja praeinančią terpę kalorimetriniu principu. Pagamintas pagal MEMS technologiją, dėl ko užtikrinamos aukštos eksploatacinės savybės.

Struktūrinė mikroterminio dujų srauto matavimo jutiklio schema: 1 – darbinis kanalas; 2 – šildymo elementas; 3 – silicio plokštelė (pagrindas); 4 – išlyginamasis kanalas; 5 – temperatūros davikliai; 6 – dujų srautas

Jutiklis veikia taip: gamtinių dujų srauto kelyje (darbiniame kanale) ant silicio pagrindo sumontuotas modulinis jautrusis elementas, sudarytas iš šildytuvo ir poros temperatūros daviklių. Praeinantis dujų srautas įkaista tiesiai toje dalyje, kur sumontuoti temperatūros davikliai.

Dėl to ribotas dujų srautas turi šiek tiek kitokią temperatūrą, dėl ko susidaro temperatūrų skirtumas. Teoriškai tai gana sudėtingas fizinis procesas, bet svarbiausia – veikia ir labai kokybiškai, matavimo tikslumo požiūriu.

Variantas #3 – dujų skaitiklis su išmaniąja kortele

Pagal bendrovės „Actaris“ gaminį panagrinėsime dar vieną gana modernų įrenginį, kuris yra diafragminis dujų skaitiklis, papildytas mokėjimų vykdymo kontrole.

Šios konstrukcijos ypatybė – prietaiso konstrukcijoje esantis uždarymo vožtuvas, kuriuo automatiškai užblokuojamas dujų tiekimas, pavyzdžiui, avarinės situacijos metu.

Tačiau tas pats konstrukcijos elementas sėkmingai naudojamas blokavimui, kai vartotojas nesumoka už dujų suvartojimą.

Buitinių dujų apskaitos prietaiso versija, papildyta išmaniosios kortelės skaitymo įrenginiu. Įmontuotas skaitymo modulis veikia kaip dujų tiekimo blokatorius tiek avarijų, nesankcionuoto patekimo atvejais, tiek ir pavėluoto mokėjimo atveju.

Toks dujų skaitiklis savo konstrukcijoje turi duomenų iš kortelės skaitymo įrenginį. Turima omenyje plastikinė abonento išmanioji kortelė, kuri yra papildymas prie vartotojo sumontuoto skaitiklio.

Nepaisant to, kad iš tikrųjų tai mechaninė dujų suvartojimo kontrolės sistema, dėl išmaniųjų kortelių skaitymo modulio įdiegimo prietaisas tapo pusiau automatine sistema.

Vartotojui pakanka įkišti kreditinę išmaniąją kortelę į atitinkamą lizdą. Prietaisas automatiškai nuskaito reikiamą informaciją ir nuskaito lėšas, skirtas apmokėti už suvartotas buitines dujas. Jei lėšos baigėsi ir vartotojas laiku nepasirūpino sąskaitos papildymu, išmanusis skaitiklis nedelsiant užblokuoja dujų tiekimą konkrečiam abonentui.

Išmaniojo matuoklio energijos tiekimas

Išmanieji dujų skaitikliai, kaip ir paprasti elektroniniai, yra visiškai savarankiški – nereikalauja papildomo tinklinio maitinimo. Prietaisų savarankiškumą užtikrina pora maitinimo elementų – baterijų.

Konkrečiau, pagrindinis energijos elementas yra Li-SOC12 akumuliatorius (ličio-tionilchloridas), o atsarginis – Li-MnO₂ baterija (ličio-oksido-manganas).

Pagrindinis išmaniojo dujų skaitiklio energijos šaltinis – ličio-tionilchlorido (Li-SOC12) akumuliatorinis elementas. Jis užtikrina dešimties metų intelektualaus matavimo įrenginio veikimą.

Pagrindinė baterija suteikia 3,6 voltų įtampą, yra išimamas ir visiškai keičiamas komponentas. Antroji (atsarginė) baterija yra standžiai įmontuota į elektroninę plokštę, todėl nėra keičiama.

Šis 3 voltų maitinimo šaltinis prijungiamas prie sistemos keičiant pagrindinę bateriją, taip užtikrinant prietaiso technologinių parametrų išsaugojimą.

Pagal gamintojo specifikaciją, pagrindinio maitinimo šaltinio užtenka skaitiklio veikimui iki 10 metų. Todėl akumuliatoriaus keitimas paprastai sutampa su prietaisų patikros procedūra, kuri paprastai atliekama kas 5-6 metus. Atsarginės baterijos veikimas, nesant pagrindinio akumuliatoriaus, garantuojamas 1 metus.

Naujų skaitiklių įrengimo taisyklės

Atsižvelgiant į nevienareikšmiškas prietaisų eksploatavimo sąlygas, dujų skaitikliams, įskaitant „išmaniąsias“ konstrukcijas, taikomos atitinkamos išdėstymo normos kitų dujų prietaisų atžvilgiu ir montavimo taisyklės (reikalavimai).

Buitinių dujų suvartojimo kiekio kontrolės prietaiso montavimo procedūra tradiciškai atliekama laikantis atitinkamų normų ir taisyklių. Išmaniesiems šiuolaikiniams skaitikliams šios taisyklės įgyvendinamos be vargo.

Visų pirma, „Technomer“ gamybos prietaiso reikalavimai yra tokie, kaip aprašyta toliau:

1. Prietaisą reikia montuoti uždarose ūkinėse patalpose, kraštutiniu atveju – lauke po specialiai įrengta pastoge. Apskaitos prietaisą reikia patikimai apsaugoti nuo tiesioginių saulės spindulių ir kritulių poveikio.
2. Leidžiama montuoti prietaisą ant vamzdynų, nutiestų tiek vertikaliai, tiek horizontaliai, o montavimo kampas neturi reikšmės.
3. Jei montuojama ant horizontalios ar vertikalios vamzdžio atkarpos, dujų srauto per skaitiklį kryptį galima nevertinti. Taigi prietaisą galima pastatyti bet kuria kryptimi. Tačiau gamintojas rekomenduoja laikytis krypties pagal rodyklę ant skaitiklio korpuso.
4. Neleistina montuoti skaitiklį pačiose žemiausiose dujų vamzdžio vietose, nes tokiu būdu gali susidaryti kondensato sankaupos.
5. Jei kontroliniai mėginiai rodo vandens buvimą buitinėse dujose, apskaitos kontrolės prietaisą reikia montuoti ant vertikaliai išdėstyto vamzdyno, pasirenkant srauto kryptį iš viršaus į apačią.

Planuojant konkretų naujo dujų skaitiklio montavimą butuose, reikia užtikrinti apskaitos prietaiso apsaugą nuo galimų smūgių, vibracijų, kitų mechaninių poveikių.

Taip pat, jei perkeliamas srauto matuoklis, negalima pamiršti patvirtintų perkėlimo taisyklių.

Išmanusis dujų srauto skaitiklis iš prietaisų serijos „SMT Smart G4“ ir po montavimo „registracijos“ taškai: 1 – patikrą atliekančios organizacijos plombos tvirtinimo taškas; 2 – vartotojui dujas tiekiančios organizacijos kontrolinės plombos tvirtinimo taškas; 3 – įrenginio įvadinio antgalio plombavimo taškas.

Montavimo reikalavimai nenurodo konkretaus vardinio vamzdžio skersmens dydžio, taip pat nereglamentuojamos srauto matuoklio ir vamzdžių jungiamųjų vamzdelių bendraašiškumo laikymosi taisyklės. Taip pat nėra konkrečių reikalavimų dėl vamzdžių apvalumo laipsnio, atbrailų buvimo skaitiklio sujungimo su dujų vamzdžiu taškuose.

Parengimas eksploatuoti ir paleidimas

Pagal nustatytas taisykles, po montavimo išmaniojo skaitiklio paruošimas paleidimui apima sumontuoto mazgo sandarumo patikrinimo procedūrą.

Tam naudojamos standartinės priemonės – namų sąlygomis muilo puta, profesionaliai – dujų nuotėkio davikliai.

Po patikrinimo prietaisas paleidžiamas eksploatuoti. Rekomenduojamas paleidimo būdas – lėtas dujų uždarymo čiaupo atidarymas ant linijos, kurioje sumontuotas skaitiklis.

Būtina užtikrinti, kad išmaniojo matuoklio darbinė sritis būtų užpildyta be staigaus slėgio padidėjimo, kad pneumatinis smūgis nepažeistų jautrių sistemos komponentų.

Taip pat rekomenduojame susipažinti su normomis ir plombavimo taisyklėmis, taikomomis dujų skaitikliams.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Naujovės visada šiek tiek gąsdina potencialius vartotojus arba naudotojus. Vis dėlto, nuo technologinės pažangos niekur nedingsi. Be to, technologijos žymiai pagerina paslaugų komponentą.

Įsirengęs išmanųjį dujų skaitiklį savo bute, potencialus vartotojas atsikrato nuolatinės duomenų kontrolės ir informacijos perdavimo pagal poreikį užduoties. Jis yra paprastas montuoti ir naudoti, itin nereiklus priežiūrai.

O ką Jūs manote apie senų skaitiklių keitimą naujais išmaniaisiais srauto matuokliais? Jei Jūs naudojatės tokiais išmaniaisiais apskaitos prietaisais, pasidalinkite su kitais mūsų svetainės lankytojais savo patirtimi, papasakokite apie privalumus ir trūkumus, pastebėtus eksploatacijos metu. Išsakykite savo nuomonę, dalyvaukite diskusijose ir aptarimuose – ryšių forma yra žemiau.