عدادات الغاز الذكية: كيف يتم تصميم وعمل عدادات التدفق الذكية + مميزات تركيب عدادات جديدة

تفتح التقنيات الرقمية فرصًا جديدة للحصول على معلومات دقيقة حول استهلاك الكهرباء والمياه والغاز وموارد الطاقة الأخرى التي يستهلكها السكان. والآن يقدم السوق للمستهلكين عدادات غاز ذكية قادرة على قياس الاستهلاك بدقة عالية.

علاوة على ذلك، بالإضافة إلى القياسات الدقيقة، تضمن الفئة الجديدة من الأجهزة النقل الكامل لمعلومات القياس دون مشاركة الأشخاص - مستهلكي الغاز. ولكن كيف يعمل هذا العداد وهل من الممكن تثبيته بنفسك؟

سنطرح هذه الأسئلة في مقالتنا - سننظر في تصميم ومبدأ تشغيل العدادات الجديدة، وسنتحدث عن قواعد التثبيت والتحضير للتشغيل. سنقوم بتكملة المواد المقدمة بالصور ومقاطع الفيديو المواضيعية.

ما هو مقياس التدفق الذكي؟

دعونا نحاول معرفة ما هو عداد الغاز الذكي الجديد وكيف يعمل. وبالتالي، فإن مصطلح "ذكي"، عند تطبيقه على جهاز قياس جديد، يجب أن يُنظر إليه ببساطة على أنه وظيفة الإلكترونيات الحديثة المعتمدة على المعالج الدقيق.

يعد التحكم بالمعالجات الدقيقة (الكمبيوتر بشكل أساسي) في أنواع مختلفة من المعدات ظاهرة أصبحت شائعة بالفعل. الآن جاء الدور مباشرة إلى عدادات الغاز، والتي حتى وقت قريب، في معظمها، لا تزال ميكانيكية.ولكن إذا قمت بدمج التحكم الذكي مع وظيفة القياس، فستحصل على عداد ذكي.

مثال على جهاز قياس الغاز على أساس مبدأ التشغيل الميكانيكي. الأجهزة من هذا النوع لا تلبي احتياجات الاقتصاد الوطني الحديث بشكل كامل.

إذا قمنا بتنفيذ فكرة تركيب عدادات الغاز الذكية بالكامل سنحصل على طفرة جدية في مجال قياس استهلاك الغاز من قبل السكان. ننصحك أيضًا بالقراءة معايير استهلاك الغاز.

في حالة تركيب أجهزة القياس الذكية يتم التأكد من الآتي:

• دقة قياس عالية
• درجة عالية من موثوقية الجهاز.
• حماية موثوقة ضد الوصول غير المصرح به؛
• براعة التثبيت.
• النقل التلقائي للمعلومات.

ويمكن حقا اعتبار الجهاز الذكي الجديد "ذكيا"، نظرا لقدرته على إجراء قياسات حجم الغاز بشكل مستقل عن الضغط، وإجراء التشخيص الذاتي، واكتشاف التأثيرات الخارجية وتسجيلها عن بعد.

يحدد عداد الغاز الذكي الخصائص بشكل مستقل الغاز المنزليعند الوصول إلى شققنا، يحتفظ بأرشيف من المعلومات حول القياسات والأحداث الفنية.

تصميم الجهاز ومبدأ التشغيل

هناك عدد من التطورات في عدادات الغاز الذكية التي قام بها متخصصون من دول أجنبية، بالإضافة إلى متخصصين محليين.

ومع ذلك، إذا حكمنا من خلال المعلومات الخاصة بالربع الأول من عام 2019، فإن المطورين المحليين ليسوا مستعدين بعد لطرح الأجهزة في السوق التجارية التي تلبي جميع متطلبات الجهاز الذكي بالكامل.

هناك العديد من الأجهزة من الشركات المحلية التي تشبه تقريبًا تصميمات قياس الغاز الذكية:

• "جراند" - SPI G4 - G10؛
• "المتجه" - T G4؛
• SGBET "سيجما" G1.6 -G10؛
• "أوميغا" ETC GSM G1.6 - G4؛
• سغبو G1.6 - G6؛
• بك-ز إتي G4، G6؛

في الواقع، كل هذه الأجهزة هي نماذج أولية للأنظمة الميكانيكية القديمة، مكملة ببساطة بوحدة إلكترونية. وبناءً على ذلك، فهي لا توفر الوظائف الكاملة للجهاز الذكي.

لكن هناك تطورات لعام 2019 سنناقشها بالتفصيل أدناه.

عداد الغاز الكبير هو محاولة لتنفيذ جهاز ذكي. ونتيجة لذلك، تبين أن الجهاز يعمل، ولكنه لا يلبي جميع متطلبات الإلكترونيات الذكية حقًا

وحدات القياس المستوردة، على سبيل المثال، المنتجات من Metrix (Apator)، تلبي من حيث المبدأ المتطلبات المعلنة للبرامج الذكية.

ومع ذلك، وفقًا للخبراء المحليين، فإن عدادات الغاز من شركة Apator والشركات الأجنبية الأخرى لا تتوافق مع قياسات حجم الغاز للظروف القياسية (T = +20 درجة مئوية، P = 101.3 كيلو باسكال).

الخيار رقم 1 - أجهزة قياس التدفق ميتريكس

ربما يكون أحد الأمثلة على عداد الغاز الذكي المستورد هو بالفعل بعض المنتجات الجديدة من شركة Apator من سلسلة منتجات Metrix.

على وجه الخصوص، هناك تطوران يستحقان الاهتمام: وحدة UniSmart الذكية والنظام الهجين HybridSmart.

ظهور وحدة مساعدة من فئة "UniSmart" مصممة لتجهيز جهاز قياس الغاز الميكانيكي التقليدي من النوع الغشائي

يتم تقديم التطوير الأول لـ "UniSmart" كوحدة مساعدة تكمل جهاز قياس موجود، على سبيل المثال، سلسلة "UG". تدعم الوحدة البروتوكول (WMB) الخاص بمعيار EN13757-4، والذي يضمن القدرة على الاتصال بالمعدات من الشركات المصنعة الأخرى.

يتم توصيل الوحدة مباشرة بمقياس الغاز وتعمل وظيفيًا مثل مفتاح القصب (مستشعر النبض).تتوافق دورة واحدة من أسطوانة العداد الميكانيكية مع نبضة مستشعر واحدة - وهذه هي الطريقة التي تقرأ بها وحدة "UniSmart" البيانات.

لنقل بيانات القراءة إلى الخادم، يتم تنظيم تشغيل قناة الراديو - الإلكترونيات المضمنة في الوحدة. تتم برمجة جميع معلمات تشغيل الوحدة الضرورية مسبقًا وتخزينها في "البرنامج الثابت" الخاص بالجهاز (شريحة الذاكرة). يمكن تغيير بيانات البرامج الثابتة إذا لزم الأمر، بما في ذلك عن بعد.

جهاز أكثر تقدمًا من سلسلة أجهزة القياس "الذكية"، يمثل مجموعة كاملة تقريبًا، بما في ذلك جهاز قياس مزود بوظائف ذكية رقمية

التطوير الثاني هو "HybridSmart". الجهاز، في الواقع، هو نظير لجهاز "UniSmart" الأول، مع الاختلاف الوحيد وهو أن هذا الإصدار يستخدم تصميم "اثنين في واحد" من قطعة واحدة. أي أن عداد الغاز والوحدة الذكية الوظيفية يشكلان مجموعة واحدة.

الخيار رقم 2 - جهاز قياس الحرارة الدقيقة الذكي

التطوير الجديد لشركة تكنومر (أرزاماس) الروسية هو جهاز حراري دقيق مصمم لإجراء قياسات مباشرة لحجم تدفق الغاز الطبيعي.

مميزات جهاز قياس التدفق الذكي

يتوافق الجهاز تمامًا مع الشروط القياسية لقياس وحدات الحجم (T= + 20°C, P= 101.3 kPa). يتم إرسال المعلمات إلى الخادم البعيد عن طريق نظام الاتصالات الخلوية (GRPS).

هيكل عداد الغاز الذكي – منتج من إنتاج شركة تكنومر: 1 – اللوحة الإلكترونية. 2 – جهاز استشعار ذو خصائص حرارية دقيقة لقياس حجم الغاز. 3 – جسم الجهاز ( الألومنيوم ) ; 4- غطاء بلاستيكي

الصورة أعلاه توضح هيكل مقياس الحرارة الدقيقة من سلسلة من الأجهزة الذكية.

وكما هو واضح في الصورة فإن المكونات الرئيسية للجهاز هي:

• جسم متين وموثوق.
• مستشعر حراري دقيق مدمج
• وحدة الالكترونيات.
• شاشة التحكم LCD؛
• الغلاف الواقي (الغطاء) للوحدة الإلكترونية والشاشة.

تحتوي اللوحة الإلكترونية على وحدة تحكم دقيقة ومكونات إلكترونية مقابلة وشاشة رقمية متصلة (شاشة التحكم). توفر إلكترونيات اللوحة كلاً من إجراء القياس وإجراءات توليد/نقل البيانات (وحدة القياس عن بعد المدمجة).

كيف يعمل مقياس الحرارة الدقيقة؟

جهاز التحويل لتدفق الغاز الحجمي في تصميم العداد هو مستشعر حراري دقيق. على وجه التحديد، في تطوير شركة Technomer، يتم استخدام مستشعر سلسلة SGM6xxx (منتج الشركات المصنعة السويسرية).

يقيس الوسط المار باستخدام مبدأ المسعرات الحرارية. مصنوع باستخدام تقنية MEMS، والتي تضمن خصائص الأداء العالي.

مخطط كتلة لجهاز استشعار الحرارة الدقيقة لقياس تدفق الغاز: 1 – قناة العمل؛ 2 – عنصر التسخين . 3 - رقاقة السيليكون (الركيزة)؛ 4 – قناة المعادلة. 5 – أجهزة استشعار درجة الحرارة. 6- تدفق الغاز

يعمل المستشعر على النحو التالي: في مسار تدفق الغاز الطبيعي (قناة العمل)، يتم تثبيت عنصر استشعار معياري يتكون من سخان وزوج من أجهزة استشعار درجة الحرارة على ركيزة من السيليكون. يتم تسخين تدفق الغاز المار مباشرة في الجزء الذي تم تركيب أجهزة استشعار درجة الحرارة فيه.

ونتيجة لذلك، يكون لتدفق الغاز المقيد درجة حرارة مختلفة قليلاً، مما يخلق اختلافًا في درجة الحرارة.من الناحية النظرية، هذه عملية فيزيائية معقدة إلى حد ما، ولكن الشيء الرئيسي هو أنها تعمل بكفاءة عالية من حيث دقة القياس.

الخيار رقم 3- عداد الغاز للبطاقة الذكية

باستخدام مثال منتج Actaris، سننظر في جهاز آخر حديث تمامًا، وهو عداد غاز غشائي، مكمل بالتحكم في الدفع.

ومن السمات الخاصة لهذا التصميم وجود صمام إغلاق في تصميم الجهاز، والذي يقوم تلقائيًا بإيقاف إمداد الغاز، على سبيل المثال، في حالة الطوارئ.

ومع ذلك، يتم استخدام نفس عنصر التصميم بنجاح للحجب في حالة عدم الدفع من قبل المستهلك مقابل أخذ عينات الغاز.

نسخة من عداد الغاز المنزلي، مدعم بقارئ البطاقة الذكية. تعمل وحدة القراءة المدمجة كحاجز لإمدادات الغاز، سواء في حالات الحوادث أو الوصول غير المصرح به أو في حالة التأخر في الدفع

يشتمل مقياس التدفق هذا على جهاز لقراءة البيانات من البطاقة. ويقصد بها البطاقة الذكية البلاستيكية الخاصة بالمشترك والتي تأتي كإضافة للعداد الذي يقوم المستخدم بتركيبه.

وعلى الرغم من وجود نظام ميكانيكي لمراقبة استهلاك الغاز، إلا أنه بفضل تركيب وحدة قراءة البطاقة الذكية، تم تحويل الجهاز إلى نظام شبه آلي.

يحتاج المستخدم فقط إلى إدخال بطاقة الائتمان الذكية في الفتحة المناسبة. يقوم الجهاز تلقائيًا بقراءة المعلومات المطلوبة وسحب الأموال لدفع ثمن استهلاك الغاز المنزلي. إذا نفدت الأموال ولم يعتني المستخدم بتجديد الحساب في الوقت المناسب، فسيقوم العداد الذكي على الفور بقطع إمداد الغاز لمشترك معين.

تجديد الطاقة للعداد الذكي

أجهزة قياس التدفق الذكية، مثل الأجهزة الإلكترونية البسيطة، مستقلة تمامًا - فهي لا تتطلب استخدام طاقة إضافية. يتم ضمان استقلالية الأجهزة بواسطة زوج من البطاريات - البطاريات.

على وجه الخصوص، عنصر الطاقة الرئيسي هو بطارية Li-SOC12 (كلوريد الليثيوم ثيونيل)، في حين أن النسخة الاحتياطية هي بطارية Li-MnO₂ (أكسيد المنغنيز الليثيوم).

مصدر الطاقة الرئيسي لمقياس الغاز الذكي هو خلية بطارية تعتمد على كلوريد ثيونيل الليثيوم (Li-SOC12). يضمن عشر سنوات من أداء العداد الذكي

تنتج البطارية الرئيسية 3.6 فولت وهي مكون قابل للإزالة والاستبدال بالكامل. يتم تثبيت البطارية الثانية (الاحتياطية) بشكل صارم في اللوحة الإلكترونية، وبالتالي لا توفر إمكانية التبديل.

يتم توصيل مصدر الطاقة 3 فولت بالنظام عند استبدال البطارية الرئيسية، مما يضمن سلامة المعلمات التكنولوجية للجهاز.

وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة، فإن مصدر الطاقة الرئيسي يكفي لتشغيل العداد لمدة تصل إلى 10 سنوات. لذلك، فإن استبدال البطارية، كقاعدة عامة، يتزامن مع إجراء التحقق من الأجهزة، والذي يتم إجراؤه عادة كل 5-6 سنوات. يتم ضمان وظيفة البطارية الاحتياطية، في حالة عدم وجود البطارية الرئيسية، لمدة عام واحد.

قواعد تركيب عدادات جديدة

مع الأخذ في الاعتبار ظروف التشغيل الغامضة للأجهزة، تخضع عدادات الغاز، بما في ذلك التصميمات “الذكية”، للمواصفات المناسبة معايير الإقامة فيما يتعلق بأجهزة الغاز الأخرى وقواعد التثبيت (المتطلبات).

عادةً ما يكون إجراء تركيب جهاز لمراقبة الكميات المستهلكة من الغاز المنزلي مصحوبًا بالامتثال للقواعد واللوائح ذات الصلة. بالنسبة للعدادات الحديثة الذكية، يتم تطبيق هذه القواعد بسهولة

على وجه الخصوص، بالنسبة للجهاز الذي تصنعه شركة Technomer، تكون المتطلبات كما هو موضح أدناه:

1. يجب تركيب الجهاز داخل غرف المرافق المغلقة، أو في الحالات القصوى، في الهواء الطلق تحت مظلة مجهزة خصيصًا. يجب حماية العداد بشكل موثوق من التعرض للإشعاع الشمسي المباشر وهطول الأمطار.
2. من الممكن تركيب الجهاز على خطوط الأنابيب الموضوعة رأسياً وأفقياً، ولا يهم في أي زاوية يتم التثبيت.
3. إذا تم التثبيت على جزء من أنبوب أفقي أو رأسي، فقد لا يؤخذ في الاعتبار اتجاه تدفق الغاز عبر العداد. أي أنه يمكن وضع الجهاز في أي موضع في الاتجاه. ومع ذلك، توصي الشركة المصنعة باتباع الاتجاه الموضح على جسم جهاز القياس.
4. من غير المقبول تركيب العداد في أدنى نقاط أنبوب الغاز، لأن خيار التثبيت هذا يخلق خطر تراكم المكثفات.
5. إذا أظهرت عينات التحكم وجود الماء في الغاز المنزلي، فيجب تركيب عداد التحكم على خط أنابيب ذو موقع رأسي، مع اختيار اتجاه التدفق من الأعلى إلى الأسفل.

عند التخطيط لتركيب عداد غاز جديد في الشقق في موقع محدد، يجب حماية العداد من الصدمات والاهتزازات والمؤثرات الميكانيكية الأخرى المحتملة.

أيضا، في حالة نقل مقياس التدفق يجب ألا ننسى قواعد النقل المعتمدة.

مقياس تدفق الغاز الذكي من سلسلة أجهزة "SMT Smart G4" ونقاط "التسجيل" بعد التثبيت: 1 - نقطة إرفاق ختم المنظمة التي تجري التحقق؛ 2 - نقطة ربط ختم التحكم الخاص بمنظمة توريد الغاز للمستهلك؛ 3 – نقطة الختم لتركيب مدخل الجهاز

لا تنص متطلبات التثبيت على قيمة محددة للقطر الاسمي للأنبوب، كما أنها لا تنص على قواعد الحفاظ على محاذاة فوهات وأنابيب مقياس الجريان. كما لا توجد اشتراطات محددة لدرجة استدارة الأنابيب أو وجود نتوءات في نقاط التقاء العداد بأنبوبة الغاز.

التحضير للتشغيل وبدء التشغيل

وفقًا للقواعد المعمول بها، يتضمن إعداد العداد الذكي للإطلاق بعد التثبيت تنفيذ إجراء لفحص الوحدة المركبة بحثًا عن التسريبات.

للقيام بذلك، يتم استخدام الوسائل القياسية - في المنزل، رغوة الصابون، مهنيا - أجهزة استشعار تسرب الغاز.

بعد الفحص يتم تشغيل الجهاز . طريقة البدء الموصى بها - الفتح الناعم صمام إغلاق الغاز على الخط حيث تم تركيب العداد.

من الضروري التأكد من ملء منطقة عمل العداد الذكي دون زيادة حادة في الضغط، حتى لا تتلف المكونات الحساسة للنظام بصدمة هوائية.

نوصي أيضًا بالتعرف على المعايير و قواعد الختم عدادات الغاز.

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

تعتبر الجدة دائمًا مخيفة إلى حد ما للمستخدمين أو المستهلكين المحتملين. ومع ذلك، ليس هناك مفر من التقدم التكنولوجي. بالإضافة إلى ذلك، تعمل التكنولوجيا على تعزيز مكون الخدمة بشكل كبير.

من خلال تركيب عداد غاز ذكي في شقته الخاصة، يعفي المستهلك المحتمل نفسه من مهمة مراقبة البيانات باستمرار ونقل المعلومات عند نقطة الطلب. إنه سهل التثبيت والاستخدام، كما أنه سهل الصيانة للغاية.

ماذا تعتقد عن استبدال العدادات القديمة لأجهزة قياس التدفق الذكية الجديدة؟ إذا كنت تستخدم جهاز القياس الذكي هذا، شارك تجربتك مع زوار موقعنا الآخرين، وأخبرنا عن المزايا والعيوب التي تم اكتشافها أثناء التشغيل. عبر عن رأيك وشارك في المناقشات والمناظرات - نموذج الاتصال موجود أدناه.