Smarte gasmålere: hvordan smarte flowmålere er konstrueret og fungerer + særlige forhold ved montering af nye målere

Digitale teknologier åbner nye muligheder for at få præcise oplysninger om forbruget af elektricitet, vand, gas og andre energiressourcer, der forbruges af befolkningen. Og nu tilbyder markedet forbrugerne smarte gasmålere, der kan måle forbruget med høj præcision.

Desuden, ud over præcise målinger, sikrer den nye klasse af enheder fuldstændig overførsel af måledata uden inddragelse af mennesker – gasforbrugere. Men hvordan fungerer sådan en måler, og kan man installere den selv?

Det er netop disse spørgsmål, vi tager op i vores artikel – vi ser på konstruktion og funktionsprincip for nye målere, taler om installationsregler og klargøring til drift. Vi supplerer materialet med tematiske billeder og videoer.

Hvad repræsenterer en «smart» flowmåler?

Lad os sammen prøve at forstå, hvad en ny smart gasmåler er, og hvordan den fungerer. Så termen «smart», i forhold til den nye måleenhed, bør betragtes simpelthen som funktionaliteten af moderne elektronik baseret på en mikroprocessor.

Mikroprocessor (i bund og grund computer) styring af forskellige typer udstyr – et fænomen, der allerede er blevet almindeligt. Nu er turen kommet til selve gasmålerne, som indtil for nylig for det meste stadig var mekaniske. Men hvis man kombinerer smart styring med målefunktionen, får man en smart måler.

Eksempel på en måleenhed til gas med mekanisk virkemåde. Denne type apparater opfylder ikke fuldt ud behovene i den moderne nationale økonomi.

Hvis man realiserer ideen om at installere fuldt smarte gasmålere, får vi et seriøst gennembrud inden for måling af gasforbrug i befolkningen. Vi anbefaler også at gøre sig bekendt med gasforbrugsstandarderne.

Ved installation af smarte måleenheder sikres:

• høj målenøjagtighed;
• høj grad af pålidelighed af enhederne;
• pålidelig beskyttelse mod uautoriseret adgang;
• alsidighed ved montering;
• automatisk overførsel af oplysninger.

En ny intelligent enhed kan virkelig betragtes som 'smart' i betragtning af dens evne til at udføre trykuafhængige gasvolumenmålinger, selvdiagnosticering, samt fjernbestemme og registrere eksterne påvirkninger.

Den intelligente gasmåler bestemmer selv egenskaberne for husholdningsgas, der kommer ind i vores lejligheder, og fører et arkiv med oplysninger om målinger og tekniske hændelser.

Apparatets konstruktion og funktionsprincip

Der findes en række udviklinger af smarte gasmålere udført af specialister fra udlandet såvel som indenlandske specialister.

Ifølge oplysninger for første kvartal af 2019 er indenlandske udviklere dog endnu ikke klar til at bringe enheder på det kommercielle marked, der fuldt ud opfylder alle kravene til en smart enhed.

Der er flere enheder fra indenlandske virksomheder, der omtrent minder om smarte gasmålingskonstruktioner:

• «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 virkeligheden er alle disse enheder en prototype af gamle mekaniske systemer, blot suppleret med en elektronisk modul. De giver derfor ikke en fuldgyldig funktionalitet af en smart enhed.

Ikke desto mindre findes der udviklinger fra 2019, som vi vil tale detaljeret om nedenfor.

Gasmåleren «Grand» – et forsøg på at realisere en smart enhed. Resultatet blev en fungerende enhed, men den opfylder ikke tilstrækkeligt alle kravene til virkelig intelligent elektronik.

Importerede målemoduler, for eksempel produkter fra firmaet «Metrix» («Apator»), opfylder i princippet de angivne krav til intelligente funktioner.

Men ifølge indenlandske specialister overholder gasmålere fra «Apator» og andre udenlandske firmaer ikke målingerne af gasvolumen under standardbetingelser (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

Mulighed #1 — flowmålere «Metrix»

Som eksempel på en smart gasmåler af udenlandsk produktion kan måske allerede nye produkter fra firmaet «Apator» i serien «Metrix» nævnes.

Især fortjener to udviklinger opmærksomhed: det intelligente modul «UniSmart» og hybridsystemet «GybridSmart».

Udseende af hjælpemodulet af klassen «UniSmart», designet til at udstyre en almindelig mekanisk gasmåler af membrantype

Den første udvikling «UniSmart» præsenteres som et hjælpemodul, der supplerer en eksisterende måler, f.eks. fra serien «UG». Modulet understøtter protokollen (WMB) i standarden EN13757-4, hvilket garanterer muligheden for tilslutning til udstyr fra andre producenter.

Modulet tilsluttes direkte til gasmåleren og fungerer som en reedkontakt (impulsgiver). Ét omdrejning af den mekaniske målers tromle svarer til én impuls fra sensoren – således udføres dataaflæsningen af "UniSmart"-modulet.

Til overførsel af de aflæste data til serveren etableres der en radiokanal via elektronikken indbygget i modulet. Alle nødvendige driftsparametre for modulet er forprogrammeret og gemt i enhedens "firmware" (hukommelseschip). Firmwaredata kan ændres efter behov, også eksternt.

En mere avanceret enhed i "Smart"-serien af måleapparater, der repræsenterer en næsten komplet samling, som omfatter en måleenhed udstyret med digitale intelligente funktioner.

Den anden udvikling – "GybridSmart". Apparatet er i det væsentlige en analog til den første enhed "UniSmart", med den forskel, at denne version bruger en integreret "to i en"-konstruktion. Det vil sige, at gasmåleren og den funktionelle intelligente modul udgør en samlet enhed.

Mulighed #2 — mikrotermisk smartmåler

En ny udvikling fra det russiske firma "Technomer" (byen Arzamas) – en mikrottermal enhed beregnet til direkte måling af den gennemstrømmende mængde naturgas.

Funktioner ved den intelligente flowmåler

Apparatet opfylder fuldstændigt standardbetingelserne for volumenenhedsmåling (T= +20 °C, P= 101,3 kPa). Parametrene sendes til en fjernserver via mobilkommunikationssystem (GRPS).

Strukturen af den intelligente gasmåler – et produkt fra firmaet "Technomer": 1 – elektronikkort; 2 – sensor med mikrottermale egenskaber til måling af gasvolumen; 3 – apparatets hus (aluminium); 4 – plastiklåg

Billedet ovenfor viser konstruktionen af den mikrottermale måler fra smartserien.

Som det ses på billedet, er de vigtigste komponenter i apparatet:

• robust og pålideligt hus;
• indbygget mikrottermal sensor;
• elektronikmodul;
• kontrol-LCD-skærm;
• beskyttelseskappe (låg) til elektronikmodul og display.

Elektronikkortet indeholder en mikrocontroller, den tilsvarende samling af elektroniske komponenter og et tilsluttet digitalt display (kontroldisplay). Kortets elektronik sikrer både måleprocessen og processen til generering/overførsel af data (indbygget telemetrimodul).

Hvordan fungerer en mikrottermal måler?

Den omformerenhed for gasflowmængde i målerens konstruktion er en mikrottermal sensor. Specifikt i udviklingen fra firmaet "Technomer" anvendes en sensor fra serien SGM6xxx (produkt fra schweiziske producenter).

Den måler det passerende medie efter det kalorimetriske princip. Den er fremstillet efter MEMS-teknologi, hvilket sikrer høje driftsegenskaber.

Strukturelt diagram over mikrotermisk sensor til måling af gasflow: 1 – Arbejdskanal; 2 – Varmeelement; 3 – Siliciumplade (substrat); 4 – Udjævningskanal; 5 – Temperaturfølere; 6 – Gasflow

Sensoren fungerer på følgende måde: På vejen af naturgasstrømmen (arbejdskanalen) er der på siliciumsubstratet monteret et modulært følelement, bestående af en varmelegeme og et par temperaturfølere. Den passerende gasstrøm opvarmes direkte i den del, hvor temperaturfølerne er placeret.

Som resultat har den begrænsede gasstrøm en lidt anderledes temperatur, hvilket skaber en temperaturforskel. Teoretisk set er dette en ret kompleks fysisk proces, men vigtigst af alt – det virker, og det gør det meget præcist med hensyn til målenøjagtighed.

Mulighed #3 — gasmåler med smartcard

Med et eksempel på produktet fra virksomheden «Actaris» ser vi på endnu en ganske moderne enhed, der repræsenterer en membranmåler, suppleret med betalingskontrol.

Det særlige ved denne konstruktion er tilstedeværelsen af en afspærringsventil i enheden, som automatisk afbryder gasforsyningen, for eksempel i tilfælde af en nødsituation.

Men det samme konstruktionselement bruges med succes til at spærre for gasforsyningen i tilfælde af, at forbrugeren ikke betaler for gasforbruget.

Version af en måler for husholdningsgas, suppleret med en smartcard-læser. Det indbyggede læsemodul fungerer som en gasafspærring, både i tilfælde af ulykker, uautoriseret adgang og ved forsinket betaling.

En sådan måler har en enhed til at læse data fra kortet. Der henvises til abonnentens plastik-smartcard, som følger med som et supplement til den af brugeren installerede måler.

Selvom der faktisk er tale om et mekanisk system til overvågning af gasforbrug, er enheden blevet omdannet til et semi-automatisk system takket være installationen af smartcard-læsermodulet.

Brugeren skal blot indsætte et kredit-smartcard i den tilsvarende slot. Enheden læser automatisk de nødvendige oplysninger og trækker penge til betaling for husholdningsgasforbruget. Hvis pengene er brugt op, og brugeren ikke rettidigt har sørget for at fylde op, afbryder den smarte måler straks gasforsyningen til den pågældende abonnent.

Strømforsyning til smartmåleren

Smarte målere, ligesom almindelige elektroniske, er helt autonome – de kræver ikke ekstra netstrøm. Enhedernes autonomi sikres af et par batterier – almindelige batterier.

Især er det primære energielelement et Li-SOC12 batteri (lithium-thionylchlorid), mens reserve – er et Li-MnO₂ batteri (lithium-manganoxid).

Den primære energikilde i den smarte gasmåler er en lithium-thionylchlorid (Li-SOC12) battericelle. Den sikrer en tiårig driftskapacitet for den intelligente måler.

Hovedbatteriet giver 3,6 volt, er aftageligt og fuldt udskifteligt. Det andet (reserve-) batteri er fast monteret på printkortet og kan derfor ikke udskiftes.

Denne strømkilde på 3 volt tilsluttes systemet ved udskiftning af hovedbatteriet, hvilket bevarer apparatets tekniske parametre.

Ifølge producentens specifikation er hovedstrømkilden tilstrækkelig til målerens drift i op til 10 år. Derfor falder batteriskift normalt sammen med apparatets kalibreringsprocedure, som typisk udføres hvert 5-6 år. Reservebatteriets funktionalitet er garanteret i 1 år, hvis hovedbatteriet ikke er til stede.

Installationsregler for nye målere

I betragtning af de varierende driftsforhold for apparaterne gælder der specifikke placeringsnormer for gasmålere, herunder smarte modeller, i forhold til andre gasapparater og installationsregler (krav).

Installationsproceduren for en enhed, der overvåger forbruget af husholdningsgas, følger traditionelt de relevante normer og regler. For moderne smarte målere kan disse regler let overholdes.

Specifikt for apparatet fra producenten 'Teknomer' ser kravene ud som følger:

1. Enheden skal installeres indendørs i lukkede bryggers, eller som sidste udvej udendørs under et specialbygget afdækning. Måleren skal beskyttes mod direkte sollys og nedbør.
2. Det er tilladt at montere enheden på både lodrette og vandrette rørledninger, og det spiller ingen rolle i hvilken vinkel installationen udføres.
3. Hvis installationen sker på et vandret eller lodret rørstykke, er det ikke nødvendigt at tage hensyn til gasstrømmens retning gennem måleren. Det vil sige, at enheden kan placeres i enhver retning. Producenten anbefaler dog at følge retningen ifølge indikatoren på målerens hus.
4. Installation af måleren i de laveste punkter af gasrøret er ikke tilladt, da denne placering skaber risiko for kondensophobning.
5. Hvis stikprøver viser tilstedeværelse af vand i husholdningsgassen, skal måleren monteres på en lodret rørledning med strømningsretningen fra top til bund.

Ved installation af en ny gasmåler på en bestemt placering i lejligheder, skal måleren beskyttes mod mulige stød, vibrationer og andre mekaniske påvirkninger.

Også, i tilfælde af flytning af flowmåleren må man ikke glemme de godkendte regler for flytning.

Smart gasflowmåler fra serie «SMT Smart G4» og eftermonteringspunkter for «registrering»: 1 – fastgørelsespunkt for plombe fra organisation, der udfører verifikation; 2 – fastgørelsespunkt for kontrolplombe fra organisation, der leverer gas til forbrugeren; 3 – plomberingspunkt for indgangsstudsen på apparatet

Monteringskravene specificerer ikke en bestemt størrelse på rørets nominelle diameter, og der specificeres heller ikke regler for at sikre justering af flowmålerens og rørenes studse. Der er heller ingen specifikke krav til rørenes rundhed eller tilstedeværelsen af trin i forbindelsespunkterne mellem måleren og gasrøret.

Klargøring til drift og igangsætning

I henhold til de fastsatte regler indebærer eftermonteringsforberedelse af den smarte måler til igangsættelse udførelse af en procedure til kontrol af tætheden af den monterede enhed.

Til dette bruges standardmidler – derhjemme sæbeskum, professionelt – gaslækagesensorer.

Efter kontrol startes enheden i drift. Den anbefalede startmetode er gradvis åbning af gasafspærringsventilen på linjen, hvor måleren er installeret.

Det er nødvendigt at sikre, at den smarte målers arbejdsområde fyldes uden et pludseligt trykstigningen, for ikke at beskadige systemets følsomme komponenter med et pneumatisk slag.

Vi anbefaler også at sætte sig ind i normer og regler for plombering af gasmålere.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Nyhed skræmmer altid lidt potentielle brugere eller forbrugere. Ikke desto mindre kan man ikke undgå teknologisk fremskridt. Desuden fremmer teknologier servicedelen betydeligt.

Ved at installere en smart gasmåler i sin egen lejlighed fjerner den potentielle forbruger opgaven med konstant at overvåge data og overføre information til forespørgselsstedet. Den er enkel at installere og bruge, ekstremt ukompliceret i vedligeholdelse.

Hvad synes du om udskiftning af gamle målere med nye smarte flowmålere? Hvis du bruger en sådan smart måler, del din erfaring med andre besøgende på vores hjemmeside, fortæl om fordele og ulemper, du har opdaget under drift. Udtryk din mening, deltag i diskussioner og debatter – kontaktformularen findes nedenfor.