Тахометрические счетчики
Этот вид счетчиков являются наиболее распространенными в городских квартирах и многих загородных домах. Главные их достоинства: небольшие размеры, довольно простой и удобный монтаж, невысокая стоимость самого прибора. Может служить до 10-15 лет, но из-за невысокой цены, сопоставимой со стоимостью поверки, многие владельцы квартир предпочитают их во время плановых поверочных мероприятий заменять на новые изделия.
Иногда этот вид счетчиков называют крыльчатыми приборами из-за их конструктивной особенности, основой которой является крыльчатка или турбина. Но и данный вид имеет свои подвиды: они могут быть одноструйные или многоструйные, зависящие от используемого способа подсчета количества проходящей воды. Поэтому, какой счетчик воды выбрать – вопрос довольно непростой и ответственный, так как ошибка в точном подборе правильного прибора вместо экономии может обернуться дополнительными расходами. Кроме того, следует учесть, что крыльчатые аппараты можно устанавливать на трубы диаметром до 40 мм, а турбинные – от 50 до 200 мм. А для труб с непостоянным напором рекомендуются комбинированные устройства, состоящие и из крыльчатки, и из турбины.
Схема устройства
Ультразвуковые расходомеры для чистой и слегка загрязненной воды
Работающие по время-импульсному методу узлы учета устанавливают в различных условиях. Счетчик воды промышленный ультразвуковой применяют:
- в системах водоотведения и водоснабжения (в том числе для учета утечек) на предприятиях водоканалов;
- для контроля расходов через турбины ГЭС;
- в замкнутых циркуляционных охлаждающих контурах установок;
- на подаче технической воды промышленных предприятий и на трубопроводах отвода отработанных слабозагрязненных стоков;
- в ирригационных системах орошения почвы;
- в безнапорной ливневой канализации;
- в реках, водоемах, искусственных каналах;
- на насосных установках и др.
Принцип действия устройств основан на передаче данных с датчика скорости, контактирующего с потоком жидкости, на контрольный блок. В настоящее время в России применяются такие ультразвуковые счетчики холодной воды производства фирмы Nivus («Нивус»):
NIVUS NivuChannel light, NivuFlow 600
Модель NivuFlow 600 является новой модификацией NIVUS NivuChannel light. Применяются для учета расхода чистой или слегка загрязненной воды, предназначены для установки в полностью заполненных трубах: на ГЭС, в системах ХВС (питьевая вода), на напорных насосных станциях, в системах орошения. Их устанавливают в качестве коммерческих узлов учета на предприятиях-потребителях.
NIVUS NivuChannel, NivuFlow 650
Это достаточно универсальные водосчетчики: они применимы и для закрытых трубопроводов, и для открытых каналов и рек (работают с напорными или безнапорными датчиками). NivuFlow 650 – это более новая модель, которая идет на смену NIVUS NivuChannel.
Счетчики устанавливают на трубах диаметром до 12 м и каналах шириной до 100 м. В закрытых системах применяются трубные датчики скорости потока, устанавливаемые через кран или специально ввариваемую насадку, в открытых – используются безнапорные датчики скорости и датчики уровня. Устройства измеряют слегка загрязненные потоки, широко применябтся в промышленности в системах водяного охлаждения.
Бесконтактные ChronoFLO-2
Переносной бесконтактный время-импульсный водосчетчик ChronoFLO-2 используется в качестве поверочного (эталонного) устройства или как самостоятельный прибор. Его устанавливают на наружной поверхности трубы, без нарушения ее целостности. Импульс передается от одного датчика к другому, скорость определяется вычислением разности времени прохождения импульса против и по направлению движения потока. Применим на трубопроводах диаметром до 3200 мм.
Тахометрические расходомеры
В расходомерах тахометрического типа основным измерительным элементом служит крыльчатка или турбина (располагаются перпендикулярно или параллельно проходящему потоку соответственно). В процессе замеряются скорость вращения и количество оборотов, сделанных в потоке.
Преимущества
- Подходят для измерения расхода жидкости, пара и газа.
- Простые и дешевые модели.
- Легко монтируются на трубопроводы малых диаметров и часто используются в бытовых условиях.
- Работают без источника питания, электроподключение не требуется.
Недостатки
- Для трубопровода большого диаметра (то есть в промышленном учете) тахометрические расходомеры будут слишком дорогими из-за повышенной металлоемкости, а также чересчур громоздкими.
- Создают гидравлическое сопротивление потоку и в случае с большими диаметрами могут стать причиной «блокировки» или выйти из строя из-за механических поломок.
- Невысокая надежность для промышленных измерений, малый динамический диапазон.
- Недостаточная точность учета: на результаты влияют примеси и посторонние предметы в потоке.
- Срок эксплуатации недостаточно высокий: подходит для бытовых условий, но не для промышленности.
Установка погружных датчиков приборов учета стоков
Если с установкой бесконтактных датчиков уровнемеров и радарных расходомеров все достаточно понятно (простота установки является их основным преимуществом, в ущерб точности измерений), то монтаж погружных датчиков часто требует специальных технических решений. В самотечных трубах диаметром 200-800 мм доплеровские и кросс-корреляционные датчики устанавливаются, как правило, на распорном монтажном кольце, что обеспечивает минимальное время установки при надежной фиксации.
В трубах диаметром свыше 800 мм пластина с датчиком крепится к стенке трубопровода.
При установке в особенно грязной воде, такой, как промышленная или фекальная канализация, нужно внимательно следить за укладкой и фиксацией кабеля, особенной в нижней части трубы. Кроме того, что плохо зафиксированный кабель приводит к накоплению на нем волос, грязи и тряпок (с возможностью последующего засора или отрыва всей конструкции потоком), он может болтаться под действием потока и перетираться при трении о конструкцию крепления. При креплении металлических пластин к стенке трубы большого диаметра шурупами большое значение имеет даже форма головки фиксирующих шурупов и многие другие технологические детали.
Серьезной проблемой является установка погружных датчиков в глубоком потоке, особенно при высокой скорости течения и невозможности временной остановки потока. Для этого могут использоваться водолазные работы либо работа при минимальном уровне потока (в ночное время и т.п.). Однако, существуют и специальные технические решения, которые позволяют не только опускать датчики в глубокий поток, но и извлекать их оттуда без помощи водолазов для поверки и обслуживания. На рисунках ниже показаны варианты монтажа датчиков на металлических конструкциях, которые могут опускаться в канал и извлекаться из него.
Кроме того, датчики могут быть установлены на поплавках «вверх ногами». Это не только облегчает установку датчиков в глубоких каналах, но и дает возможность производить точные вычисления при переменных донных отложениях (в случаях, когда донные отложения зависят от количества выпавших осадков, например), так как встроенный в датчик ультразвуковой уровнемер будет измерять уровень потока от поверхности до фактической поверхности дна с отложениями.
Можно упомянуть еще о дополнительных возможностях кросс-корреляционных расходомеров по измерению широких потоков. Данный тип расходомеров позволяет подключать к вычислителю несколько датчиков скорости, расположенных на дне канала, либо на дне и на стенках канала и, за счет этого, получать эпюру скоростей не только по глубине потока, но и по ширине. Это обеспечивает высокую точность измерений в широких каналах.
Какие бывают виды, типы водомерных устройств
Потребление горячей и холодной воды контролируется разными измерительными устройствами. Конструкция водомеров холодной воды рассчитана на температуру жидкости до +40 °С, а для горячей – до + 150 оС. У них разные сроки плановых проверок. Чтобы не ошибаться при установке расходомеров, применяются универсальные счетчики холодной и горячей воды, работающие в температурном диапазоне от 5 до 90 оС.
Водомерные устройства имеют конструктивные отличия и классифицируются на виды:
- механические или тахометрические, использующие крыльчатку или турбину для привода считывателя;
- ультразвуковые ;
- электромагнитные;
- вихревые;
- резонансные.
Каждый вид приборов учета, в зависимости от параметров трубопровода и жидкости, предназначен для измерения в конкретных условиях. Краткое описание принципа действия агрегатов:
1 ) У тахометрического водомера в рабочей камере движение жидкости направлено на крыльчатку, передавая информацию о потоке вращением колеса. По количеству оборотов механизм определяет кубометры протекающего потока.
2 ) Механический водомер с турбиной при вращении многозаходного вала учитывает объем проходящего потока через обороты. Счетный измерительный механизм преобразует их в кубометры потока.
3 ) Ультразвуковой вариант контроля за количеством потребления жидкости применяет способ, учитывающий разность времени ультразвуковых колебаний, проходящих по движущемуся потоку и против него. Прибор применяет два варианта учета:
- стационарный, когда ультразвуковые термодатчики на определенном расстоянии встраиваются в водовод или на трубопровод устанавливается расходомерная вставка;
- перемещаемый расходомер воды, когда ультразвуковые датчики ставятся на трубу и закрепляются хомутами или прижимной планкой.
В радиопередатчик, преобразующий сигналы датчиков, вводятся параметры трубы (диаметр, толщина стенки) и жидкости (температура), по которым определяется объем протекающего потока.
4 ) Электромагнитный способ учета основывается на взаимодействии потока и создаваемого магнитного поля. Принцип действия прибора заключается в законе электромагнитной индукции.
Жидкость, пересекающая это поле, индуцирует электродвижущую силу, прямо пропорциональную скорости движения потока. Применяются два типа преобразователей электромагнитного расходомера:
- с внешним магнитом, когда изготовленный из немагнитного материала участок трубы с внутренней изоляцией ставится между полюсами электромагнита. В стенку трубы введены два электрода, создаются условия для появления ЭДС, прямо пропорциональные объемному расходу жидкости.
- с внутренним расположением магнита и электродов в трубчатом корпусе. Электроды связаны с питающим кабелем и подключены к счетной панели.
Изменения ЭДС в устройстве снимаются электродами и передаются через специальный усилитель к отсчетной системе. Электромагнитные расходомеры выпускаются с постоянным и переменным магнитным полем. Для контроля за расходом жидкости используются агрегаты только с переменным полем.
5 ) Принцип действия вихревого водомера основан на преобразовании вихрей, образующихся за телом обтекания, ультразвуком. В корпусе расходомера за вихреобразователем помещен пьезоэлектрический излучатель с приемником.
При прохождении жидкости образовываются вихри, через которые проходит переменное напряжение от излучателя. Попадая в вихревой поток, оно преобразуется в ультразвуковые колебания. Дойдя до приемника, волна вновь преобразуется в электрический сигнал, но с частотой скорости потока жидкости.
Агрегаты просты в эксплуатации и обеспечивают точность измерений.
6 ) Резонансный аппарат состоит из расходомерного корпуса, сенсорного вычислителя и пьезоэлектрического частотного измерителя. В рабочей камере три канала, изолированных друг от друга. На входе и выходе в основной канал установлено устройство, направляющее поток воды во вспомогательные каналы. Принцип действия основан на переменном направлении жидкости основного канала во вспомогательные.
Пьезоэлектрический измеритель считывает изменения потоков в другие каналы, а вычислитель по полученным данным определяет объем жидкости.
Принцип работы канализационных расходомеров
Принцип работы электромагнитных расходомеров
Действие электромагнитных расходомеров сточных вод основано на измерении напряжения, индуцируемого на измерительных электродах при прохождении потока жидкости через магнитное поле, созданное катушками расходомера. Индуцируемое напряжение пропорционально скорости движения потока. Данный принцип действия используется в семействе приборов ModMag. Прибор состоит из измерительного преобразователя, монтируемого в трубопровод, и усилителя, который производит расчет расхода, визуализирует данные и формирует выходной сигнал.
Принцип работы ультразвуковых расходомеров стоков
Ультразвуковые расходомеры ливневых стоков состоят из двух преобразователей, устанавливаемых на трубопровод. Преобразователи по очереди посылают и принимают сигнал, проходящий сквозь поток. Скорость прохождения сигнала в обе стороны разная и пропорциональна скорости потока и расходу. Таким принципом действия обладают приборы Dynasonics TFX Ultra и Dynasonics TFXL. При содержании в измеряемой среде взвешенных частиц или пузырьков газа, в качестве канализационного расходомера можно использовать прибор, основанный на эффекте Доплера, при котором ультразвуковая волна отражается не от стенки трубопровода, а от частиц или же пузырьков. Данный эффект применяется в приборе Dynasonics DFX.
Выбор расходомера для измерения расхода сточных вод
При выборе прибора важно четко понимать условия работы:
- Примерные свойства стоков (электропроводность, наличие примесей и т.д.);
- Материал трубопровода (медь, сталь, пластик и т.д.);
- Диаметр трубопровода;
- Скорость потока и т.д.
Для того чтобы оптимально подобрать расходомер, который долго и корректно будет служить, следует довериться опытным профессионалам.
Инженеры нашей компании ежедневно решают аналогичные задачи. Их консультация позволит сэкономить время, а также избежать лишних материальных затрат за счет подбора оптимального оборудования, подходящего для решения вашей задачи.
Расходомеры перепада давления
В основе принципа действия таких приборов – измерение перепада давления, возникающего в момент прохождения жидкостного или газового потока через сужающееся приспособления (шайбу, сопло). В этом месте меняется скорость потока, а давление возрастает. Замеры в точке прохождения препятствия производятся с использованием дифференциального датчика давления.
Недостатки
- Измерения возможны в малом динамическом диапазоне.
- Любые осадки на сужающем устройстве приводят к значительным погрешностям.
- Механические препятствия в сечении снижают надежность конструкции.
Эти шесть вариантов считаются основными типами расходомеров для измерения объемов жидкостей и газообразных сред, воздух и воды.
В компании Измеркон предлагается широкий выбор промышленных расходомеров воздуха и сжатых газов, в том числе и с цифровым интерфейсом. Вы можете подобрать подходящую модель, ориентируясь на описание или проконсультировавшись с менеджерами. Наша компания из Санкт-Петербурга обеспечивает отправку измерительных приборов по всей России.
Программное обеспечение
Особым преимуществом ультразвукового расходомера сточных вод LT-US является его изначальная готовность к работе в автоматизированных системах передачи данных. Его работу по GPRS и/или Bluetooth мы уже описывали. Теперь скажем пару слов о программном обеспечении.
Для считывания данных по беспроводной технологии Bluetooth разработчиком расходомера, компанией LACROIX Sofrel, создана локальная программа Softools. Она позволяет считывать данные и конфигурировать прибор. Язык интерфейса – русский.
Для удаленной работы по GPRS предназначено программное обеспечение «ВоСток», которое создано специалистами компании «Аква-тэк СП» – дистрибьютора и системного интегратора. Язык интерфейса русский, имеется локальная версия программы и облачный сервис «ВоСток.WEB». Это ПО позволяет удаленно, по GPRS, получать информацию с расходомера, хранить ее, выстраивать в единую таблицу данные за необходимый промежуток времени, анализировать их, строить графики за выбранные интервалы времени, а также выводить на печать журнал учета водоотведения по форме ПОД-11 за выбранный период для сдачи ее в ресурсоснабжающую организацию. ПО «ВоСток» имеет интуитивно понятный интерфейс и удобно для повседневной работы. Бонусом программа имеет встроенную подпрограмму для расчета расходной характеристики по МИ2220-13.
Все транслируемые данные защищены, они передаются по каналу GPRS в зашифрованном виде.
Принцип работы импульсных счетчиков воды
Конструктивно схема счетчика с импульсным выходом не отличается от устройства привычных фланцевых или крыльчатых квартирных водомеров. Механическая часть конструкции осталась прежней. В ее основе лежит стрелочный индикатор расхода воды, где полный оборот равен определенному объему потребления.
Расходомер приводится в действие крыльчаткой, вращающейся под напором воды.
Далее к работе подключается магнитная муфта, которая обрабатывает и передает данные на индикатор. Совершая полный оборот, магнит входит в контакт с датчиком, и результат отображается на циферблате.
Это довольно простая схема со сравнительно низкой ценой. Самая уязвимая часть механизма — герметичный контакт — который быстро ломается.
Алгоритм снятия и передачи показаний с импульсных счетчиков
Главное конструктивное отличие импульсного водомера от обычного мокроходного счетчика состоит в его оснащении маломощным магнитом и герметическим контактом (герконом), который замыкается при воздействии на него магнитным полем. В момент совершения полного оборота счетного механизма геркон подает электрический импульс, который, считывается внешним устройством и подается на сигнальный пульт.
Электронная система импульсного водосчетчика отвечает за подсчет длительности импульса, интервал подачи которого зависит от скорости потока воды. Примечательно, что импульсный водяной счетчик не требует дополнительного источника питания: геркон сам генерирует электромагнитный импульс и вызывает замыкание слаботочной электроники.
