Inteligentné plynomery: ako sú konštruované a fungujú inteligentné prietokomery + vlastnosti montáže nových plynomerov

Digitálne technológie otvárajú nové možnosti na získanie presných informácií o spotrebe elektriny, vody, plynu a ďalších energetických zdrojov spotrebúvaných obyvateľstvom. A teraz trh ponúka spotrebiteľom inteligentné plynomery, ktoré dokážu s vysokou presnosťou merať spotrebu.

Navyše, okrem presných meraní, nová trieda prístrojov zabezpečuje plnohodnotný prenos údajov o meraní bez zapojenia ľudí – spotrebiteľov plynu. Ako však taký plynomer funguje a dá sa nainštalovať svojpomocne?

Práve tieto otázky nastolíme v našom článku – pozrieme sa na konštrukciu a princíp fungovania nových plynomerov, porozprávame sa o pravidlách inštalácie a príprave na prevádzku. Uvedený materiál doplníme tematickými fotografiami a videami.

Čo predstavuje „inteligentný“ prietokomer?

Skúsme sa spoločne pozrieť, čo je nový inteligentný plynomer a ako funguje. Termín „inteligentný“ vo vzťahu k novému meraciemu prístroju treba vnímať jednoducho ako funkcionalitu modernej elektroniky na báze mikroprocesora.

Mikroprocesorové (v podstate počítačové) riadenie techniky rôzneho typu – jav, ktorý sa už stal bežnou záležitosťou. Teraz prišiel rad aj na samotné plynomery, ktoré boli donedávna vo väčšine prípadov stále mechanické. Ak však skombinujeme inteligentné riadenie s funkciou merania, získame inteligentný plynomer.

Príklad meracieho zariadenia na plyn mechanického princípu činnosti. Prístroje tohto typu úplne nezodpovedajú potrebám moderného národného hospodárstva

Ak realizujeme myšlienku inštalácie plne inteligentných plynomerov, dosiahneme výrazný prielom v oblasti merania spotreby plynu obyvateľstvom. Odporúčame tiež oboznámiť sa s normami spotreby plynu.

V prípade inštalácie inteligentných meracích zariadení sa zabezpečuje:

• vysoká presnosť meraní;
• vysoký stupeň spoľahlivosti zariadení;
• spoľahlivá ochrana pred neoprávneným prístupom;
• univerzálnosť montáže;
• automatický prenos údajov.

Nový inteligentný prístroj možno skutočne považovať za «inteligentný», vzhľadom na jeho schopnosti vykonávať merania objemu plynu nezávislé od tlaku, vykonávať samodiagnostiku, diaľkovo určovať a zaznamenávať vonkajšie vplyvy.

Inteligentný plynomer samostatne určuje charakteristiky domáceho plynu, ktorý k nám prichádza do bytov, vedie archív údajov o meraniach a technických udalostiach.

Konštrukcia prístroja a princíp fungovania

Existuje niekoľko vývojov inteligentných plynomerov, ktoré uskutočnili odborníci zo zahraničných krajín, ako aj domáci odborníci.

Avšak, súdiac podľa informácií za prvý kvartál 2019, domáci vývojári zatiaľ nie sú pripravení uviesť na komerčný trh zariadenia, ktoré by plne spĺňali všetky požiadavky inteligentného prístroja.

Existuje niekoľko zariadení domácich spoločností, ktoré sa približne podobajú inteligentným konštrukciám na meranie plynu:

• «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;

V skutočnosti sú všetky tieto prístroje prototypom starých mechanických systémov, jednoducho doplnených elektronickým modulom. V dôsledku toho neposkytujú plnohodnotnú funkcionalitu inteligentného prístroja.

Napriek tomu existujú vývoje z roku 2019, o ktorých budeme podrobne hovoriť nižšie.

Plynomer «Grand» – pokus o realizáciu inteligentného prístroja. Výsledkom je zariadenie, ktoré je funkčné, ale nedostatočne spĺňa všetky požiadavky skutočne inteligentnej elektroniky.

Importované meracie moduly, napríklad produkty firmy «Metrix» («Apator»), v zásade zodpovedajú deklarovaným požiadavkám na inteligentné vybavenie.

Avšak, ako tvrdia domáci odborníci, plynomery «Apator» a iných zahraničných firiem nezodpovedajú meraniam objemu plynu pre štandardné podmienky (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

Variant #1 — prietokomery «Metrix»

Príkladom inteligentného plynomeru zahraničnej výroby už môžu byť niektoré nové produkty spoločnosti «Apator» z radu výrobkov «Metrix».

Konkrétne si pozornosť zasluhujú dva vývoje: inteligentný modul «UniSmart» a hybridný systém «GybridSmart».

Vonkajší vzhľad pomocného modulu triedy «UniSmart», určeného na vybavenie bežného mechanického zariadenia na meranie plynu membránového typu

Prvý vývoj «UniSmart» je prezentovaný ako pomocný modul, ktorým sa dopĺňa existujúci merací prístroj, napríklad série «UG». Modul podporuje protokol (WMB) normy EN13757-4, čím sa zaručuje možnosť pripojenia k zariadeniam iných výrobcov.

Modul sa pripája priamo k plynomeru a funkčne pôsobí podobne ako jazýčkový spínač (impulzný senzor). Jednej otáčke bubna mechanického plynomeru zodpovedá jeden impulz senzora – takto sa realizuje funkcia snímania údajov modulom «UniSmart».

Pre prenos načítaných údajov na server je organizovaná prevádzka rádiového kanála – elektroniky zabudovanej v module. Všetky potrebné parametre prevádzky modulu sú vopred naprogramované a uložené vo «firmvéri» zariadenia (pamäťový čip). Údaje firmvéru je možné v prípade potreby meniť, a to aj diaľkovo.

Pokročilejšie zariadenie zo série «Smart» meracích prístrojov, predstavujúce prakticky kompletnú zostavu, ktorá zahŕňa meracie zariadenie vybavené digitálnymi inteligentnými funkciami.

Druhý vývoj – «GybridSmart». Prístroj v podstate predstavuje analógiu prvého zariadenia «UniSmart», s tým rozdielom, že v tomto variante sa používa celistvá konštrukcia «dva v jednom». To znamená, že plynomer a funkčný inteligentný modul tvoria jednu zostavu.

Variant #2 — mikrotermálny smart plynomer

Nový vývoj ruskej spoločnosti «Technomer» (mesto Arzamas) – je to mikroteermálne zariadenie určené na vykonávanie priamych meraní prechádzajúceho objemu zemného plynu.

Vlastnosti zariadenia inteligentného prietokomeru

Prístroj plne zodpovedá štandardným podmienkam merania jednotiek objemu (T = +20 °C, P = 101,3 kPa). Parametre sa prenášajú na vzdialený server systémom mobilnej komunikácie (GRPS).

Štruktúra inteligentného plynomeru – produktu spoločnosti «Technomer»: 1 – elektronická doska; 2 – senzor s mikroteermálnymi vlastnosťami na meranie objemu plynu; 3 – telo prístroja (hliník); 4 – plastový kryt

Na obrázku vyššie je štruktúra konštrukcie mikroteermálneho merača zo série smart prístrojov.

Ako je vidieť na obrázku, hlavnými súčasťami prístroja sú:

• pevné a spoľahlivé telo;
• vstavaný mikroteermálny senzor;
• elektronický modul;
• kontrolný LCD displej;
• ochranný kryt (kryt) elektronického modulu a displeja.

Elektronická doska obsahuje mikrokontrolér, príslušnú výbavu elektronickými komponentmi a pripojený digitálny panel (kontrolný displej). Elektronikou dosky je zabezpečený tak postup merania, ako aj postup tvorby/prenosu údajov (vstavaný modul telemetrie).

Ako funguje mikroteermálny plynomer?

Prevodovým zariadením objemového prietoku plynu v konštrukcii plynomeru je mikroteermálny senzor. Konkrétne vo vývoji spoločnosti «Technomer» sa používa senzor série SGM6xxx (produkt švajčiarskych výrobcov).

Meria prechádzajúce médium kalorimetrickým princípom. Je vyrobený technológiou MEMS, vďaka čomu sú zabezpečené vysoké prevádzkové charakteristiky.

Štrukturálna schéma mikrotermálneho senzora merania prietoku plynu: 1 – pracovný kanál; 2 – vykurovací prvok; 3 – kremíková platňa (podložka); 4 – vyrovnávací kanál; 5 – teplotné senzory; 6 – prietok plynu

Senzor funguje nasledovne: na ceste prietoku zemného plynu (pracovný kanál) je na kremíkovej podložke nainštalovaný modulárny citlivý prvok pozostávajúci z ohrievača a páru teplotných senzorov. Prechádzajúci prúd plynu sa ohrieva priamo v tej časti, kde sú nainštalované teplotné senzory.

V dôsledku toho má obmedzený prietok plynu trochu odlišnú teplotu, čo spôsobuje teplotný rozdiel. Teoreticky je to pomerne zložitý fyzikálny proces, ale hlavné je – funguje, a to veľmi kvalitne, z hľadiska presnosti meraní.

Variant #3 — plynomer so smart kartou

Na príklade produktu spoločnosti «Actaris» sa pozrieme na ďalšie celkom moderné zariadenie, ktoré predstavuje membránový plynomer doplnený o kontrolu plnenia platieb.

Zvláštnosťou tejto konštrukcie je prítomnosť uzatváracieho ventilu v konštrukcii zariadenia, ktorým sa automaticky uzatvára prívod plynu, napríklad v prípade havarijnej situácie.

Avšak ten istý konštrukčný prvok sa úspešne používa na blokovanie v prípade nezaplatenia spotrebiteľom za odber plynu.

Verzia merača domáceho plynu doplneného o čítacie zariadenie smart karty. Vstavaný čítací modul funguje ako blokátor prívodu plynu, a to v prípade havárie, neoprávneného prístupu, ako aj v prípade omeškania platby.

Takýto prietokomer obsahuje v rámci konštrukcie zariadenie na čítanie údajov z karty. Ide o plastovú smart kartu účastníka, ktorá je doplnkom k meraču nainštalovanému používateľom.

Napriek tomu, že v skutočnosti ide o mechanický systém kontroly spotreby plynu, vďaka inštalácii modulu na čítanie smart kariet sa zariadenie premenilo na poloautomatický systém.

Používateľovi stačí vložiť kreditnú smart kartu do príslušného slotu. Zariadenie automaticky prečíta požadované informácie a odpočíta finančné prostriedky na úhradu spotreby domáceho plynu. Ak sa prostriedky minú a používateľ sa včas nepostará o doplnenie účtu, inteligentný merač okamžite uzavrie prívod plynu konkrétnemu účastníkovi.

Energetické napájanie inteligentného meradla

Inteligentné prietokomery, rovnako ako jednoduché elektronické, sú úplne autonómne – nevyžadujú použitie dodatočného sieťového napájania. Autonómiu zariadení zabezpečuje pár napájacích článkov – batérií.

Konkrétne, hlavným energetickým prvkom je batéria Li-SOC12 (lítiom-tionylchlorid), zatiaľ čo záložnou je batéria Li-MnO₂ (lítiom-oxid mangánu).

Hlavný energetický zdroj inteligentného merača plynu – akumulátorový článok na báze lítiovo-tionylchloridu (Li-SOC12). Zabezpečuje desaťročnú prevádzkyschopnosť inteligentného meracieho zariadenia.

Hlavná batéria poskytuje napätie 3,6 V, je vyberateľným a úplne vymeniteľným komponentom. Druhá (záložná) batéria je pevne zabudovaná do elektronickej dosky, a preto neumožňuje vzájomnú vymeniteľnosť.

Tento zdroj napájania s napätím 3 V sa pripája k systému v momentoch výmeny hlavnej batérie, čím sa zabezpečuje uchovanie technologických parametrov prístroja.

Podľa špecifikácie výrobcu hlavný zdroj napájania vystačí na prevádzku merača po dobu až 10 rokov. Preto sa výmena akumulátora spravidla zhoduje s procedúrou overenia prístrojov, ktorá sa zvyčajne vykonáva raz za 5 – 6 rokov. Prevádzkyschopnosť záložnej batérie je pri absencii hlavného akumulátora garantovaná po dobu 1 roka.

Pravidlá inštalácie nových plynomerov

Vzhľadom na nejednoznačné podmienky prevádzky prístrojov, na plynové merače vrátane „inteligentných“ konštrukcií sa uplatňujú príslušné normy umiestnenia vo vzťahu k iným plynovým spotrebičom a pravidlá (požiadavky) na montáž.

Procedúra montáže zariadenia na kontrolu spotrebovaných objemov domáceho plynu sa tradične sprevádza dodržiavaním príslušných noriem a pravidiel. Pre moderné inteligentné merače sa tieto pravidlá zabezpečujú bez námahy.

Konkrétne pre zariadenie od výrobcu „Technomer“ požiadavky vyzerajú tak, ako je opísané nižšie:

1. Zariadenie by sa malo montovať v uzavretých hospodárskych priestoroch, v krajnom prípade – vonku pod špeciálne vybaveným prístreškom. Merací prístroj je potrebné spoľahlivo chrániť pred pôsobením priameho slnečného žiarenia a zrážok.
2. Pripúšťa sa montáž prístroja na potrubiach uložených vertikálne aj horizontálne, pričom nezáleží, pod akým uhlom sa inštalácia vykonáva.
3. Ak sa montáž vykonáva na úseku horizontálneho alebo vertikálneho potrubia, smer prúdenia plynu cez merač nie je potrebné brať do úvahy. To znamená, že zariadenie je možné umiestniť v akejkoľvek polohe čo do smeru. Výrobca však odporúča dodržať smer podľa ukazovateľa na tele merača.
4. Montáž merača v najnižších bodoch vedenia plynového potrubia je neprípustná, pretože v tomto variante inštalácie vzniká nebezpečenstvo hromadenia kondenzátu.
5. Ak kontrolné vzorky ukazujú prítomnosť vody v zložení domáceho plynu, kontrolný merací prístroj je potrebné montovať na vertikálne uloženom potrubí, pričom smer prúdenia volíme zhora nadol.

Pri plánovaní montáže nového merača plynu na konkrétne miesto v bytoch je potrebné zabezpečiť ochranu meracieho prístroja pred možnými nárazmi, vibráciami a inými mechanickými vplyvmi.

Taktiež, v prípade presunu prietokomera nemožno zabudnúť na schválené pravidlá presunu.

Inteligentný merač prietoku plynu zo série prístrojov «SMT Smart G4» a body poinštalačnej «registrácie»: 1 – bod upevnenia plomby organizácie vykonávajúcej overenie; 2 – bod upevnenia kontrolnej plomby organizácie dodávajúcej plyn spotrebiteľovi; 3 – bod plombovania vstupného hrdla prístroja.

Montážne požiadavky nešpecifikujú konkrétnu hodnotu menovitého priemeru potrubia, ani pravidlá dodržania súosovosti prípojok prietokomera a potrubí. Takisto neexistujú konkrétne požiadavky na stupeň okrúhlosti potrubí, prítomnosť výstupkov v miestach spojenia merača s plynovým potrubím.

Príprava na prevádzku a spustenie

Podľa stanovených pravidiel, poinštalačná príprava inteligentného merača na spustenie zahŕňa vykonanie postupu kontroly tesnosti namontovaného celku.

Na to sa používajú štandardné prostriedky – v domácich podmienkach mydlová pena, profesionálne – detektory úniku plynu.

Po kontrole sa zariadenie uvádza do prevádzky. Odporúčaná metóda spustenia – plynulé otvorenie uzatváracieho plynového kohútika na linke, kde je merač nainštalovaný.

Je potrebné zabezpečiť naplnenie pracovnej oblasti inteligentného meradla bez prudkého nárastu tlaku, aby nedošlo k poškodeniu citlivých komponentov systému pneumatickým rázom.

Odporúčame tiež oboznámiť sa s normami a pravidlami plombovania plynových meračov.

Závery a užitočné video k téme

Novosť vždy trochu desí potenciálnych používateľov alebo spotrebiteľov. Napriek tomu sa technologickému pokroku nedá vyhnúť. Navyše technológie výrazne posúvajú servisnú zložku.

Inštaláciou inteligentného merača plynu vo vlastnom byte si potenciálny spotrebiteľ odstraňuje úlohu neustálej kontroly údajov a odovzdávania informácií na miesto vyžiadania. Je jednoduchý na inštaláciu a používanie, mimoriadne nenáročný na údržbu.

A čo si myslíte o výmene starých meračov za nové inteligentné prietokomery? Ak používate takéto inteligentné meracie zariadenie, podeľte sa s ostatnými návštevníkmi našej stránky o svoje skúsenosti, porozprávajte o výhodách a nevýhodách zistených počas prevádzky. Vyjadrite svoj názor, zapojte sa do diskusií a debát – kontaktný formulár sa nachádza nižšie.