Smarta gasmätare: hur intelligenta flödesmätare är uppbyggda och fungerar + monteringsanvisningar för nya mätare

Digital teknik öppnar nya möjligheter att få exakt information om el-, vatten- och gasförbrukning samt andra energiresurser som förbrukas av befolkningen. Och nu erbjuder marknaden konsumenterna smarta gasmätare som kan mäta förbrukningen med hög precision.

Dessutom, förutom exakta mätningar, möjliggör den nya klassen av enheter fullständig överföring av mätdata utan inblandning av människor – gasanvändarna. Men hur fungerar en sådan mätare och kan man installera den själv?

Det är just dessa frågor vi tar upp i vår artikel – vi går igenom konstruktion och funktionsprincip för de nya mätarna, diskuterar installationsregler och förberedelser för drift. Materialet kompletteras med temafoton och videor.

Vad är en 'smart' flödesmätare?

Låt oss tillsammans försöka förstå vad en ny smart gasmätare är och hur den fungerar. Termen 'smart' i samband med den nya mätaren bör helt enkelt ses som funktionaliteten hos modern elektronik baserad på en mikroprocessor.

Mikroprocessorstyrd (i princip datorstyrd) teknik av olika slag – ett fenomen som redan blivit vardag. Nu har turen kommit till själva gasmätarna, som fram till nyligen till stor del fortfarande är mekaniska. Men om man kombinerar smart styrning med en mätfunktion får man en smart mätare.

Exempel på en mekanisk gasmätare. Denna typ av enheter uppfyller inte helt kraven i den moderna ekonomin.

Om man genomför idén om att installera helt smarta gasmätare får vi ett stort genombrott inom mätning av gasförbrukning hos befolkningen. Vi rekommenderar också att du läser om normerna för gasförbrukning.

Vid installation av smarta mätare säkerställs:

• hög mätnoggrannhet;
• hög tillförlitlighet hos enheterna;
• säkert skydd mot obehörig åtkomst;
• universell montering;
• automatisk överföring av data.

En ny intelligent apparat kan verkligen anses vara 'smart', med tanke på dess förmåga att utföra oberoende av tryck gasvolymsmätningar, genomföra självdiagnos, och på distans identifiera och registrera externa påverkningar.

Den intelligenta gasmätaren själv bestämmer egenskaperna hos hushållsgas som levereras till våra lägenheter, för ett arkiv av information om mätningar och tekniska händelser.

Enhetens konstruktion och funktionsprincip

Det finns en rad utvecklingar av smarta gasmätare utförda av specialister från utländska länder, såväl som inhemska specialister.

Enligt informationen från första kvartalet 2019 är inhemska utvecklare dock ännu inte redo att lansera på kommersiell marknad enheter som fullt ut uppfyller alla krav för en smart apparat.

Det finns flera enheter från inhemska företag som ungefär liknar smarta konstruktioner för gasmätning:

• "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;

I själva verket är alla dessa apparater förebilder av gamla mekaniska system, helt enkelt kompletterade med en elektronisk modul. Följaktligen tillhandahåller de inte full funktionalitet för en smart apparat.

Icke desto mindre finns det utvecklingar från 2019, vilket vi kommer att diskutera i detalj nedan.

Gasmätaren "Grand" – ett försök att implementera en smart apparat. Resultatet blev en fungerande enhet, men som inte tillräckligt uppfyller alla krav på verkligt intelligent elektronik.

Importerade mätmoduler, till exempel produkter från företaget "Metrix" ("Apator"), överensstämmer i princip med de angivna kraven på intelligent funktionalitet.

Enligt inhemska specialister uppfyller dock gasmätare från "Apator" och andra utländska företag inte mätningen av gasvolym för standardförhållanden (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

Alternativ #1 — flödesmätare 'Metrix'

Exempel på smarta gasmätare av utländsk tillverkning kan redan vara några nya produkter från företaget "Apator" i produktserien "Metrix".

Särskilt förtjänar två utvecklingar uppmärksamhet: den intelligenta modulen "UniSmart" och hybridsystemet "GybridSmart".

Utseende av hjälpmodulen av klass "UniSmart", avsedd att utrusta en vanlig mekanisk gasmätare av membrantyp.

Den första utvecklingen "UniSmart" presenteras som en hjälpmodul som kompletterar en befintlig mätanordning, till exempel serie "UG". Modulen stöder protokollet (WMB) enligt standard EN13757-4, vilket garanterar möjlighet att ansluta till utrustning från andra tillverkare.

Modulen ansluts direkt till gasmätaren och fungerar som ett reed-relä (pulsgivare). Ett varv på den mekaniska mätarens trumma motsvarar en puls från givaren – så utförs dataavläsningsfunktionen av modulen «UniSmart».

För överföring av avlästa data till servern organiseras radiokanalen – elektroniken som är inbyggd i modulen. Alla nödvändiga driftsparametrar för modulen är förprogrammerade och lagrade i enhetens firmware (minneskrets). Firmwaren kan ändras vid behov, även på distans.

En mer avancerad enhet från serien «Smart» mätinstrument, som i praktiken utgör en fullständig sammansättning som inkluderar en mätenhet utrustad med digitala intelligenta funktioner

Den andra utvecklingen – «GybridSmart». Enheten är i princip en analog till den första enheten «UniSmart», med den enda skillnaden att denna version har en integrerad «två-i-ett»-konstruktion. Det vill säga gasmätaren och den funktionella intelligenta modulen utgör en enda enhet.

Alternativ #2 — mikrotermisk smartmätare

En ny utveckling från det ryska företaget «Technomer» (Arzamas) – en mikrotermal enhet avsedd för direkt mätning av den passerande volymen naturgas.

Funktioner hos den smarta flödesmätaren

Apparaten uppfyller helt standardvillkoren för mätning av volymenheter (T= +20 °C, P= 101,3 kPa). Parametrarna överförs till en fjärrserver via mobilnät (GPRS).

Struktur för den smarta gasmätaren – en produkt från företaget «Technomer»: 1 – elektronikkort; 2 – sensor med mikrotermala egenskaper för att mäta gasvolym; 3 – apparathus (aluminium); 4 – plastlock

På bilden ovan visas konstruktionen av den mikrotermala mätaren från smartserien.

Som framgår av bilden består enhetens huvudkomponenter av:

• ett robust och pålitligt hus;
• en inbyggd mikrotermal sensor;
• en elektronikmodul;
• en kontroll-LCD-display;
• ett skyddande hölje (lock) för elektronikmodulen och displayen.

Elektronikkortet innehåller en mikrokontroller, lämplig kringelektronik och en ansluten digital display (kontrollskärm). Kortets elektronik hanterar både mätförfarandet och förfarandet för att generera/överföra data (inbyggd telemotormodul).

Hur fungerar en mikrotermal mätare?

Den omvandlande enheten för volymflöde i mätarkonstruktionen är en mikrotermal givare. Specifikt i företaget «Technomer» utveckling används en givare av serien SGM6xxx (produkt från schweiziska tillverkare).

Den mäter den passerande mediet enligt kalorimetrisk princip. Den är tillverkad med MEMS-teknik, vilket ger höga prestandaegenskaper.

Strukturschema för mikrotermisk gasflödessensor: 1 – arbetskanal; 2 – värmeelement; 3 – kiselplatta (substrat); 4 – utjämningskanal; 5 – temperatursensorer; 6 – gasflöde

Sensorn fungerar på följande sätt: på vägen för naturgasflödet (arbetskanal) är ett modulärt känselement installerat på kiselsubstratet, bestående av en värmare och ett par temperatursensorer. Det passerande gasflödet värms upp direkt i den del där temperatursensorerna är placerade.

Som ett resultat har det begränsade gasflödet en något annorlunda temperatur, vilket skapar en temperaturskillnad. Teoretiskt sett är detta en ganska komplex fysikalisk process, men huvudsaken är att den fungerar, och mycket väl, när det gäller mätnoggrannhet.

Alternativ #3 — gasmätare med smartkort

Med exemplet från företaget «Actaris» tittar vi på ytterligare en modern enhet, en diafragmagasmätare med betalningskontroll.

Det speciella med denna konstruktion är närvaron av en avstängningsventil i enheten, som automatiskt stänger av gastillförseln, till exempel vid en nödsituation.

Men samma konstruktionselement används framgångsrikt för att blockera i händelse av att konsumenten inte betalar för gasuttaget.

Version av hushållsgasmätare utrustad med smartkortsläsare. Den inbyggda läsenheten fungerar som en blockerare av gastillförseln, både vid olyckor, obehörig åtkomst och vid försenad betalning.

En sådan mätare har en inbyggd enhet för att läsa data från kortet. Det avser abonnentens plast-smartkort, som medföljer som ett tillägg till den av användaren installerade mätaren.

Trots att det faktiskt är ett mekaniskt system för gasförbrukningskontroll, har enheten genom installationen av smartkortsläsarmodulen förvandlats till ett halvautomatiskt system.

Det räcker att du sätter in ditt kredit-smartkort i motsvarande uttag. Enheten läser automatiskt den nödvändiga informationen och drar pengar för din hushållsgaskonsumtion. Om pengarna tar slut och du inte har fyllt på saldot i tid, stänger den smarta mätaren omedelbart av gastillförseln till dig.

Energiförsörjning till den smarta mätaren

Smarta mätare, precis som enkla elektroniska, är helt autonoma – de kräver ingen extra nätanslutning. Enhetens autonomitet säkerställs av ett par batterier – celler.

Specifikt är huvudelementet ett Li-SOC12-batteri (litiumtionylklorid), medan reserven är ett Li-MnO₂-batteri (litium-manganoxid).

Smartmätarens primära energikälla är ett litiumtionylkloridbatteri (Li-SOC12). Det garanterar tio års driftsförmåga för den intelligenta mätaren.

Huvudbatteriet ger 3,6 volt, är en löstagbar och helt utbytbar komponent. Det andra (reserv)batteriet är fast monterat på kretskortet och kan därför inte bytas ut.

Denna strömkälla på 3 volt ansluts till systemet när huvudbatteriet byts, vilket säkerställer att enhetens tekniska parametrar bevaras.

Enligt tillverkarens specifikation räcker huvudströmkällan för mätarens drift i upp till 10 år. Därför sammanfaller batteribytet vanligtvis med kalibreringsproceduren, som oftast utförs vart 5–6 år. Reservbatteriets funktionsduglighet, utan huvudbatteri, garanteras i 1 år.

Regler för installation av nya mätare

Med tanke på de varierande driftsförhållandena för apparaterna, ställs det på gasmätare, inklusive smarta konstruktioner, motsvarande placeringsnormer i förhållande till andra gasapparater och regler (krav) för installation.

Installationsproceduren för en anordning som övervakar förbrukad hushållsgas åtföljs traditionellt av att motsvarande normer och regler följs. För moderna smarta mätare kan dessa regler enkelt uppfyllas.

Specifikt för enheten från tillverkaren Technomer ser kraven ut som beskrivs nedan:

1. Enheten bör monteras inomhus i slutna utrymmen, i värsta fall utomhus under ett särskilt utrustat tak. Mätaren måste skyddas mot direkt solstrålning och nederbörd.
2. Det är tillåtet att montera enheten på rörledningar som är lagda både vertikalt och horisontellt, och det spelar ingen roll i vilken vinkel installationen utförs.
3. Om monteringen görs på en horisontell eller vertikal rörledning, behöver gasflödets riktning genom mätaren inte beaktas. Det innebär att enheten kan installeras i valfri position med avseende på riktning. Tillverkaren rekommenderar dock att följa riktningen enligt indikatorn på mätarkåpan.
4. Det är inte tillåtet att montera mätaren i de lägsta punkterna av gasrörledningen, eftersom det i denna installationsvariant skapar risk för kondensansamling.
5. Om kontrollprover visar på förekomst av vatten i hushållsgasen, måste kontrollmätaren monteras på en vertikalt placerad rörledning, med flödesriktningen uppifrån och ner.

Vid installation av en ny gasmätare på en specifik plats i lägenheter, bör mätaren skyddas mot eventuella stötar, vibrationer och andra mekaniska påfrestningar.

Även vid flytt av flödesmätare får man inte glömma de fastställda reglerna för flytt.

Smart gasflödesmätare från serien «SMT Smart G4» och punkter för eftermonterings «registrering»: 1 – fästpunkt för plomb från organisationen som utför kalibrering; 2 – fästpunkt för kontrollplomb från organisationen som levererar gas till konsumenten; 3 – plomberingspunkt för instrumentets inloppsanslutning.

Monteringskraven specificerar inte något specifikt nominellt rördiameter, inte heller anges regler för inriktning av flödesmätarens och rörens anslutningar. Det finns inte heller några specifika krav på rörens rundhet eller förekomst av steg i anslutningspunkterna mellan mätaren och gasröret.

Förberedelser för drift och idrifttagning

Enligt fastställda regler innebär förberedelse efter montering av den smarta mätaren för igångsättning att utföra en täthetskontroll av den monterade enheten.

För detta används standardmetoder – hemma används såplödder, professionellt – gasläckagedetektorer.

Efter kontrollen startas enheten i drift. Rekommenderad metod för igångsättning är att långsamt öppna gaskranen på ledningen där mätaren är installerad.

Det är nödvändigt att se till att den smarta mätarens arbetsområde fylls utan plötsligt tryckökning för att inte skada systemets känsliga komponenter med en tryckstöt.

Vi rekommenderar också att du bekantar dig med normerna och reglerna för plombering av gasmätare.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Nyhet skrämmer alltid potentiella användare eller konsumenter lite. Ändå går det inte att komma ifrån teknisk utveckling. Dessutom främjar tekniken serviceaspekten avsevärt.

Genom att installera en smart gasmätare i sin egen lägenhet befriar den potentiella konsumenten sig från uppgiften att ständigt övervaka data och överföra information till begärd plats. Den är enkel att installera och använda, och mycket okrävande i underhåll.

Vad tycker du om att byta ut gamla mätare mot nya smarta flödesmätare? Om du använder en sådan smart mätare, dela med dig av dina erfarenheter till andra besökare på vår webbplats, berätta om fördelar och nackdelar som upptäckts under drift. Uttryck din åsikt, delta i diskussioner och debatter – kontaktformuläret finns nedan.