Okos gázmérők: hogyan épülnek fel és működnek az okos áramlásmérők + az új mérők beszerelésének sajátosságai

A digitális technológiák új lehetőségeket nyitnak meg a lakosság által fogyasztott villamos energia, víz, gáz és más energiaforrások felhasználásának pontos adatainak megszerzésére. És most a piac okos gázmérőket kínál a fogyasztóknak, amelyek nagy pontossággal képesek mérni a fogyasztást.

Sőt, a pontos méréseken túl az új készülékosztály teljes körű mérési adatátvitelt biztosít emberi – gázfogyasztói – közreműködés nélkül. De hogyan működik egy ilyen mérő, és beszerelhető-e saját kezűleg?

Pontosan ezeket a kérdéseket járjuk körül cikkünkben – megvizsgáljuk az új mérők felépítését és működési elvét, beszélünk a telepítés és az üzembe helyezés szabályairól. Az anyagot tematikus fotókkal és videókkal egészítjük ki.

Mit jelent az «okos» áramlásmérő?

Próbáljuk meg közösen kideríteni, mi is az az új okos gázmérő, és hogyan működik. Az «okos» kifejezést az új mérőeszközre vonatkozóan egyszerűen a mikroprocesszoros modern elektronika funkcionalitásaként kell értelmezni.

A mikroprocesszoros (lényegében számítógépes) vezérlés különféle típusú eszközökben már mindennapos jelenség. Most eljött a sor a gázmérő eszközökhöz is, amelyek többsége a közelmúltig még mindig mechanikus maradt. De ha az okos vezérlést összekapcsoljuk a mérési funkcióval, akkor okos mérőt kapunk.

Példa mechanikus elvű gázmérő eszközre. Az ilyen típusú készülékek nem felelnek meg teljes mértékben a modern nemzetgazdaság igényeinek.

Ha megvalósítjuk a teljesen okos gázmérők telepítésének ötletét, komoly áttörést érünk el a lakossági gázfogyasztás mérésében. Javasoljuk továbbá, hogy tekintse meg a gázfogyasztási normákat.

Okos mérőeszközök telepítése esetén biztosított:

• nagy mérési pontosság;
• a készülékek nagyfokú megbízhatósága;
• megbízható védelem az illetéktelen hozzáférés ellen;
• a telepítés sokoldalúsága;
• automatikus adatátvitel.

Az új intelligens készülék valóban „okosnak” tekinthető, figyelembe véve, hogy képes a nyomástól független gázmennyiség-mérések elvégzésére, öndiagnosztikára, valamint a külső hatások távoli észlelésére és rögzítésére.

Az intelligens gázmérő önállóan meghatározza a háztartási gáz jellemzőit, amely a lakásainkba érkezik, és nyilvántartást vezet a mérési adatokról és a műszaki eseményekről.

A készülék felépítése és működési elve

Számos okos gázmérő fejlesztés létezik, amelyeket külföldi, valamint hazai szakemberek végeztek.

A 2019 első negyedévi információk alapján azonban a hazai fejlesztők még nem állnak készen arra, hogy olyan eszközöket hozzanak a kereskedelmi piacra, amelyek teljes mértékben megfelelnek az okos készülék összes követelményének.

Számos hazai vállalat rendelkezik olyan eszközökkel, amelyek nagyjából hasonlítanak az okos gázmérő szerkezetekre:

• „Grand” – SPI G4 – G10;
• „Vektor” – T G4;
• SZGBET „Szigma” G1,6 –G10;
• „Omega” ETK GSM G1,6 – G4;
• SZGBU G1,6 – G6;
• BK-G ETe G4,G6;

Valójában ezek az eszközök mind a régi mechanikus rendszerek előképei, amelyeket csupán egy elektronikus modullal egészítettek ki. Ennek megfelelően nem biztosítják az okos készülék teljes funkcionalitását.

Ennek ellenére vannak 2019-es fejlesztések, amelyekről az alábbiakban részletesen beszélünk.

A „Grand” gázmérő – egy okos készülék megvalósításának kísérlete. Az eszköz működőképes lett, de nem felel meg teljes mértékben a valóban intelligens elektronikával szemben támasztott összes követelménynek.

Az importált mérőmodulok, például a „Metrix” („Apator”) cég termékei elvileg megfelelnek az intelligens támogatással szemben támasztott követelményeknek.

A hazai szakemberek állítása szerint azonban az „Apator” és más külföldi cégek gázmérői nem felelnek meg a standard körülmények közötti gázmennyiség-méréseknek (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

1. lehetőség – «Metrix» áramlásmérők

Az importált okos gázmérő példájaként talán már említhetők az „Apator” vállalat „Metrix” termékcsaládjának néhány új terméke.

Különösen két fejlesztés érdemel figyelmet: az intelligens „UniSmart” modul és a „GybridSmart” hibridrendszer.

A „UniSmart” osztályú segédmodul külső megjelenése, amely a hagyományos membrános gázmérő készülék felszerelésére szolgál.

Az első „UniSmart” fejlesztés egy segédmodul, amellyel egy meglévő mérőkészülék, például az „UG” sorozat egészíthető ki. A modul támogatja az EN13757-4 szabvány (WMB) protokollját, ami garantálja a más gyártók berendezéseihez való csatlakoztatás lehetőségét.

A modul közvetlenül a gázmérőhöz csatlakozik, és funkcionálisan úgy működik, mint egy nádkapcsoló (impulzusérzékelő). A mechanikus mérő dobjának egy fordulata egy érzékelő impulzusnak felel meg – így valósul meg az adatok leolvasásának funkciója az „UniSmart” modul által.

A leolvasott adatok szerverre történő továbbításához a rádiócsatorna – a modulba épített elektronika – működése van megszervezve. A modul összes szükséges működési paramétere előre be van programozva és elmentve az eszköz „firmware”-jében (memóriachip). A firmware adatai szükség esetén módosíthatók, akár távolról is.

Egy fejlettebb készülék a „Smart” mérőeszközök sorozatából, amely gyakorlatilag egy teljes szerelvényt képvisel, beleértve egy digitális intelligens funkciókkal felszerelt mérőeszközt.

A második fejlesztés – „GybridSmart”. A készülék lényegében az első „UniSmart” készülék analógja, azzal a különbséggel, hogy ebben a változatban egy egységes „kettő az egyben” kialakítást alkalmaznak. Vagyis a gázmérő és a funkcionális intelligens modul egyetlen szerelvényt alkot.

2. lehetőség – mikrotermikus okos mérő

A Tehnomer (Arzamasz) orosz vállalat új fejlesztése egy mikrotermikus eszköz, amely a természetes gáz áthaladó térfogatának közvetlen mérésére szolgál.

Az intelligens mérőeszköz jellemzői

A készülék teljes mértékben megfelel a térfogategységek szabványos mérési feltételeinek (T = +20 °C, P = 101,3 kPa). A paramétereket a mobil hálózati rendszer (GRPS) továbbítja a távoli szerverre.

Az intelligens gázmérő felépítése – a Tehnomer vállalat terméke: 1 – elektronikai áramköri lap; 2 – mikrotermikus tulajdonságú érzékelő a gáz térfogatának mérésére; 3 – a készülék háza (alumínium); 4 – műanyag fedél.

A fenti képen a mikrotermikus mérő szerkezeti felépítése látható az intelligens készülékek sorozatából.

Ahogy a képen látható, a készülék fő alkotóelemei:

• erős, megbízható ház;
• beépített mikrotermikus érzékelő;
• elektronikus modul;
• ellenőrző LCD kijelző;
• az elektronikus modul és a kijelző védőburkolata (fedele).

Az elektronikai áramköri lap tartalmaz egy mikrokontrollert, a megfelelő elektronikai alkatrészekkel való bekötést, valamint egy csatlakoztatott digitális kijelzőt (ellenőrző kijelző). A lap elektronikája biztosítja mind a mérési eljárást, mind az adatok előállításának/továbbításának eljárását (beépített telemetriai modul).

Hogyan működik a mikrotermikus mérő?

A gáz térfogatáramának átalakító eszköze a mérő szerkezetében a mikrotermikus érzékelő. Konkrétan a Tehnomer vállalat fejlesztésében egy SGM6xxx sorozatú érzékelőt (svájci gyártók terméke) használnak.

Az áthaladó közeget kalorimetrikus elv alapján méri. MEMS technológiával készült, aminek köszönhetően magas üzemeltetési jellemzők biztosítottak.

A gázáramlás mérésére szolgáló mikrotermikus szenzor szerkezeti sémája: 1 – munkacsatorna; 2 – fűtőelem; 3 – szilíciumlemez (hordozó); 4 – kiegyenlítő csatorna; 5 – hőmérséklet-érzékelők; 6 – gázáram

A szenzor a következőképpen működik: a földgáz áramlásának útjában (munkacsatorna) egy szilíciumhordozón egy moduláris érzékelőelem van elhelyezve, amely egy fűtőtestből és egy pár hőmérséklet-érzékelőből áll. Az áthaladó gázáram közvetlenül abban a részben melegszik fel, ahol a hőmérséklet-érzékelők vannak.

Ennek eredményeként a korlátozott gázáramnak kissé eltérő a hőmérséklete, ami hőmérsékletkülönbséget hoz létre. Elméletileg ez egy meglehetősen összetett fizikai folyamat, de a lényeg az, hogy működik, és nagyon jól, a mérési pontosság tekintetében.

3. lehetőség – okoskártyás gázmérő

Az Actaris cég termékének példáján keresztül vegyünk szemügyre egy másik, teljesen modern eszközt, amely egy membrános gázmérő, kiegészítve fizetési ellenőrzéssel.

Ennek a konstrukciónak a sajátossága, hogy a készülék szerkezetében van egy elzárószelep, amely automatikusan lezárja a gázellátást, például vészhelyzet esetén.

Ez a szerkezeti elem azonban sikeresen használható a gázvételezés elmulasztása esetén történő blokkolásra.

A háztartási gázmérő olyan változata, amely kiegészül egy okoskártya-olvasóval. A beépített olvasómodul a gázellátás blokkolójaként működik, mind vészhelyzet, mind jogosulatlan hozzáférés, mind fizetési késedelem esetén.

Az ilyen áramlásmérő szerkezetében van egy kártyaadat-olvasó eszköz. Ez alatt az előfizető műanyag okoskártyáját értjük, amely a felhasználó által telepített mérő kiegészítéseként jár.

Annak ellenére, hogy ténylegesen egy mechanikus gázfogyasztás-ellenőrző rendszerről van szó, az okoskártya-olvasó modul telepítésének köszönhetően a készüléket félautomatikus rendszerré alakították.

A felhasználónak elég behelyeznie a hitelkártya típusú okoskártyát a megfelelő nyílásba. A készülék automatikusan beolvassa a szükséges információt, és levonja az összeget a háztartási gázfogyasztás díjaként. Ha az egyenleg elfogyott, és a felhasználó nem gondoskodott időben a feltöltésről, az okosmérő azonnal lezárja a gázellátást az adott előfizető számára.

Az okos mérő energiaellátása

Az okos áramlásmérők, akárcsak az egyszerű elektronikusak, teljesen autonómok – nem igényelnek további hálózati áramellátást. Az eszközök autonómiáját egy pár elem – ceruzaelem – biztosítja.

Konkrétan, a fő energiaforrás egy Li-SOC12 akkumulátor (lítium-tionil-klorid), míg a tartalék egy Li-MnO₂ elem (lítium-oxid-mangán).

A gáz okosmérő fő energiaforrása egy lítium-tionil-klorid (Li-SOC12) alapú akkumulátorelem. Biztosítja az intelligens mérőberendezés tízéves működőképességét.

A fő akkumulátor 3,6 volt feszültséget ad, kivehető és teljesen cserélhető alkatrész. A második (tartalék) akkumulátor szilárdan be van építve az elektronikus áramkörbe, ezért nem cserélhető.

Ezt a 3 voltos tápegységet a fő akkumulátor cseréjekor csatlakoztatják a rendszerhez, biztosítva ezzel a készülék technológiai paramétereinek megőrzését.

A gyártó specifikációja szerint a fő tápegység elegendő a mérő akár 10 éves működéséhez. Ezért az akkumulátor cseréje általában egybeesik a készülékek hitelesítési eljárásával, amelyet általában 5-6 évente végeznek. A tartalék akkumulátor működőképessége, a fő akkumulátor hiányában, 1 évig garantált.

Az új mérők telepítésének szabályai

Figyelembe véve a készülékek változó üzemi körülményeit, a gázmérőkkel, beleértve az „okos” konstrukciókat is, szemben megfelelő elhelyezési normák vonatkoznak más gázkészülékekhez képest, valamint a beépítésre vonatkozó szabályok (követelmények).

A háztartási gáz fogyasztott mennyiségének ellenőrzésére szolgáló készülék beépítési eljárását hagyományosan a vonatkozó normák és szabályok betartása kíséri. A modern okosmérők esetében ezek a szabályok könnyedén betarthatók.

Különösen a «Technomér» gyártmányú készülék esetében a követelmények az alábbiak szerint néznek ki:

1. A készüléket zárt helyiségen belül kell felszerelni, végső esetben – a szabadban, speciálisan kialakított tető alatt. A mérőberendezést megbízhatóan védeni kell a közvetlen napsugárzás és csapadék hatásaitól.
2. A készüléket fel lehet szerelni mind függőlegesen, mind vízszintesen elhelyezett csővezetékekre, és nem számít, milyen szögben történik a beépítés.
3. Ha a beépítés vízszintes vagy függőleges csőszakaszon történik, a gáz áramlási irányát a mérőn keresztül nem kell figyelembe venni. Vagyis a készüléket az irány szempontjából bármilyen helyzetben fel lehet szerelni. A gyártó azonban javasolja a mérő házán lévő jelzésnek megfelelő irány betartását.
4. Nem megengedett a mérő felszerelése a gázcső legalacsonyabb pontjain, mert ebben a beépítési módban fennáll a kondenzvíz felgyülemlésének veszélye.
5. Ha az ellenőrző minták vizet mutatnak ki a háztartási gáz összetételében, akkor a mérőberendezést függőlegesen elhelyezett csővezetékre kell felszerelni, az áramlási irányt felülről lefelé választva.

Egy adott helyen történő új gázmérő felszerelésekor a lakásokban biztosítani kell a mérőberendezés védelmét az esetleges ütésekkel, rezgésekkel és egyéb mechanikai hatásokkal szemben.

Továbbá, a mérő áthelyezése esetén nem szabad elfelejteni a jóváhagyott áthelyezési szabályokat.

Az „SMT Smart G4” készüléksorozatba tartozó okos gázáramlásmérő és a beépítés utáni „regisztráció” pontjai: 1 – a hitelesítést végző szervezet plombájának rögzítési pontja; 2 – a fogyasztónak gázt szállító szervezet ellenőrző plombájának rögzítési pontja; 3 – a készülék bemeneti csonkjának plombálási pontja.

A szerelési követelmények nem határozzák meg a cső névleges átmérőjének konkrét értékét, és nem rögzítik az áramlásmérő és a csövek csonkjainak együttengelyűségére vonatkozó szabályokat sem. Továbbá nincsenek konkrét követelmények a csövek kerekségének fokára, valamint a mérő és a gázcső illesztési pontjainál lévő lépcsők meglétére sem.

Üzembe helyezés és indítás

A megállapított szabályok szerint az okosmérő indítás előtti beépítés utáni előkészítése magában foglalja a beszerelt egység tömörségvizsgálati eljárásának elvégzését.

Ehhez szabványos eszközöket használnak: otthoni körülmények között szappanos habot, professzionálisan pedig gázszivárgás-érzékelőket.

Az ellenőrzés után a készüléket üzembe helyezik. Az ajánlott indítási módszer a gázelzáró csap fokozatos kinyitása azon a vezetéken, ahol a mérő van felszerelve.

Biztosítani kell az okosmérő munkaterületének feltöltését a nyomás hirtelen növekedése nélkül, hogy a rendszer érzékeny alkatrészei ne sérüljenek meg pneumatikus ütéstől.

Javasoljuk továbbá, hogy ismerkedjen meg a gázmérők leplombálásának normáival és a leplombálás szabályaival.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Az újdonság mindig kissé megijeszti a potenciális felhasználókat vagy fogyasztókat. Mindazonáltal a technológiai fejlődés elől nem lehet elmenekülni. Ráadásul a technológiák jelentősen előremozdítják a szolgáltatási komponenst.

Ha a potenciális fogyasztó felszereli az okos gázmérőt a saját lakásában, akkor leveszi magáról az adatok folyamatos ellenőrzésének és a kért helyre történő információtovábbításának feladatát. A készülék egyszerűen telepíthető és használható, rendkívül igénytelen a karbantartás szempontjából.

És mit gondol Ön a régi mérők kicseréléséről az új okos áramlásmérőkre? Ha használ ilyen okos mérőberendezést, ossza meg tapasztalatait weboldalunk más látogatóival, meséljen az üzemeltetés során tapasztalt előnyökről és hátrányokról. Fejtse ki véleményét, vegyen részt a vitákban és beszélgetésekben – a kapcsolatfelvételi űrlap lent található.