طريقة وقت العبور هي مبدأ القياس السائد المستخدم في العصر الحديث عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية . تم تركيب محولين للطاقة الكهرضغطية على مسافة معروفة على طول أنبوب القياس. يرسل أحد محولات الطاقة نبضة صوتية عالية التردد باتجاه مجرى النهر؛ والآخر يرسل نبضًا متطابقًا في اتجاه المنبع. عندما يتحرك الماء عبر الأنبوب، فإن النبض في اتجاه مجرى النهر ينتقل بشكل أسرع من النبض في اتجاه المنبع. يقيس العداد الفرق في زمن السفر، ويحسب متوسط سرعة التدفق، ويضربه في مساحة المقطع العرضي لأنبوب القياس للحصول على معدل التدفق الحجمي.
نظرًا لعدم وجود دافعة أو مجموعة تروس أو سجل ميكانيكي داخل مسار التدفق، فإن عداد المياه بالموجات فوق الصوتية لا يعتمد على الأجزاء المتحركة لتوليد إشارة. يبقى أنبوب التدفق دون عائق، وفقدان الضغط منخفض، ولا يوجد تآكل ميكانيكي يغير معايرة جهاز القياس تدريجيًا. ولهذا السبب فإن تقنية الموجات فوق الصوتية ليست مجرد نسخة إلكترونية من جهاز قياس ميكانيكي؛ إنها طريقة مختلفة جذريًا لتحويل سرعة المياه إلى بيانات استهلاك مُقاسة.
مع عدم وجود عنصر دوار في الماء، تتجنب أجهزة قياس الموجات فوق الصوتية الانجراف طويل المدى الناتج عن احتكاك المحمل، وتشوه المكره، وتراكم الحطام داخل الغرفة الميكانيكية. يمكن تمديد فترات الصيانة، ولا يتباطأ جهاز القياس مع تقدم العمر.
يحقق عداد المياه بالموجات فوق الصوتية السكني النموذجي نطاقًا ديناميكيًا يبلغ R160 أو R250 أو حتى R400، مما يعني أنه يمكنه قياس التدفقات الليلية المنخفضة جدًا بدقة مع الاستمرار في التعامل مع ذروة الطلب. وهذا أمر بالغ الأهمية للكشف عن التسرب ولتقليل المياه التي لا تدر دخلاً.
تولد أجهزة القياس بالموجات فوق الصوتية بيانات إلكترونية أصلية: معدل التدفق في الوقت الفعلي، والحجم الإجمالي، ومؤشر التدفق العكسي، وأعلام الإنذار، وقراءات الضغط. وهذا يجعلها جاهزة لقراءة العدادات تلقائيًا سلكيًا أو لاسلكيًا بدون وحدات استشعار إضافية.
يقوم العديد من مديري المرافق بتقييم عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية مقابل العدادات الميكانيكية التقليدية متعددة الطائرات أو أحادية الطائرة قبل اعتمادها في المشاريع السكنية أو التجارية. يلخص الجدول أدناه الاختلافات التشغيلية الأكثر أهمية في عمليات التثبيت في العالم الحقيقي. تمثل الأرقام الأداء النموذجي لأجهزة القياس من فئة R160 ذات القطر الاسمي DN20، استنادًا إلى شروط اختبار ISO 4064 / OIML R49.
| المعلمة | عداد المياه بالموجات فوق الصوتية | مقياس ميكانيكي متعدد النفاثات |
|---|---|---|
| الأجزاء المتحركة داخل مسار التدفق | لا شيء | عجلة دوارة، مجموعة تروس، عداد |
| Q1 النموذجي عند DN20 R160 | 6.25 لتر/ساعة | 12.5 لتر/ساعة أو أعلى |
| حساسية لجزيئات الرمل | منخفض | معتدلة إلى عالية |
| استقرار المعايرة على المدى الطويل | مستقر | يتناقص مع ارتداء تحمل |
| فقدان الضغط في Q3 | منخفضer due to unobstructed bore | أعلى بسبب قيود عجلة الريشة |
| إخراج البيانات الإلكترونية | متأصل | يتطلب مفتاح القصب أو التشفير |
| صيانة دورية | الحد الأدنى | التنظيف والفحص الميكانيكي |
| مدة الخدمة النموذجية في المياه النظيفة | 10-15 سنة | 6-10 سنوات قبل إعادة المعايرة |
والنتيجة العملية هي أن أجهزة القياس بالموجات فوق الصوتية تقلل من تكلفة قراءة العداد وحجم شكاوى العملاء بشأن الفواتير غير الدقيقة. كما أنها توفر لمرافق المياه بيانات موثوقة بمعدلات تدفق منخفضة، وهو المكان الذي يختبئ فيه عادة التسرب غير المقاس. للحصول على تقييم مفصل لعملية الانتقال، و مقارنة بين عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية والتقليدية يغطي سلوك التثبيت وتأثيرات الفواتير وتخطيط الاستبدال بمزيد من التعمق.
عادةً ما تقدم الشركة المصنعة التي تصنع العدادات الميكانيكية والإلكترونية عدادات الموجات فوق الصوتية في عدة أشكال. يعتمد الاختيار على القطر الاسمي، والدقة المطلوبة، وبروتوكول الاتصال، والتحكم في الصمام، وما إذا كان سيتم تركيب جهاز القياس في الداخل أو في حفرة بعيدة. فيما يلي الفئات الرئيسية التي ننتجها في مصنع Ningbo، ولكل منها تطبيق مستهدف محدد.
مصممة للمنازل ذات الأسرة الواحدة ورافعات الشقق. متوفر بهيكل مدمج من النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ، وشاشة LCD محلية، ومخرج نبض اختياري، أو اتصال M-Bus، أو RS485، أو LoRaWAN، أو NB-IoT. يمكن تحديد قيمة R كـ R160 أو R250 أو R400 وفقًا لتنظيم القياس في بلد الوجهة.
يستخدم لإدارة المياه المدفوعة مسبقًا والإغلاق عن بعد في العقارات المستأجرة والمهاجع والمباني متعددة المستأجرين. يمكن إغلاق الصمام بواسطة المنصة عند نفاد الرصيد أو عند تشغيل إنذار التسرب. يظل الصمام مفتوحًا بالكامل أثناء القياس العادي حتى لا يشوه شكل التدفق.
للمباني التجارية والمنشآت الصناعية وشبكات الري ومناطق عدادات المناطق. تستخدم هذه العدادات محولات طاقة أكبر وجسم من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الحديد المرن. وهي تدعم القراءة عن بعد عبر NB-IoT أو LoRaWAN، مما يسمح للأداة بمراقبة التدفق الفوري والحجم الإجمالي دون زيارة الغرفة.
يتم استخدام نفس منصة القياس بالموجات فوق الصوتية في تطبيقات قياس الحرارة. إن إقران مستشعر التدفق بالموجات فوق الصوتية مع زوج من مجسات درجة الحرارة يسمح لجهاز القياس بحساب الطاقة الحرارية في أنظمة التدفئة المركزية والتبريد المركزي. وهذا مهم بشكل خاص للمشاريع التي تحتاج إلى قياس الماء البارد والحرارة من مورد واحد.
NB السائبة بالموجات فوق الصوتية عداد المياه عن بعد للاستخدام التجاري والصناعي يناسب هذا المقياس بالموجات فوق الصوتية مع نطاق R400 وحماية IP68 شبكات المياه الباردة والساخنة، مما يتيح إعداد فواتير موثوقة عن بعد واكتشاف التسرب للمنشآت ذات القطر الكبير. عرض المنتج →
مقياس حرارة الماء عن بعد بالموجات فوق الصوتية لمراقبة الماء الساخن تم تصميم هذا المقياس للحصول على مياه ساخنة تصل درجة حرارتها إلى 90 درجة مئوية، ويدعم مقاومة مضادات الميكروبات والفواتير عن بعد وتحليل التسرب، مما يكمل المشاريع التي تحتاج إلى قياس متكامل للطاقة الحرارية. عرض المنتج → عندما تشير ورقة المواصفات إلى R160 أو R400، فإنها تحدد النسبة بين معدل التدفق الدائم Q3 والحد الأدنى لمعدل التدفق Q1. المتر مع Q3 = 2.5 متر مكعب/ساعة وR160 لديه معدل تدفق أدنى يبلغ 2.5 / 160 = 15.6 لتر/ساعة عند DN15. كلما انخفض الحد الأدنى لمعدل التدفق، كلما كان جهاز القياس أفضل في اكتشاف التدفقات الليلية الصغيرة، والصنابير المتساقطة، وتسرب الأنابيب تحت الأرض.
يحدد ISO 4064 الحد الأقصى للخطأ المسموح به في منطقتين. بين Q2 وQ4، يجب ألا يتجاوز الخطأ ±2% للمياه الباردة حتى 30 درجة مئوية و±3% للمياه الساخنة فوق 30 درجة مئوية. بين Q1 وQ2، حد الخطأ هو ±5%. ينبغي اختيار نقطة التحول Q2 لتكون Q1 × 1.6 للعدادات المخصصة للاستخدام السكني؛ بالنسبة للعدادات الصناعية عالية الدقة، تطبق بعض المعايير Q2 = Q1 × 2.5.
| نقطة التدفق | Value | المعنى في الممارسة |
|---|---|---|
| Q4 (تدفق الزائد) | 3.125 م³/ساعة | التدفق الذي يمكن حمله لفترة وجيزة دون ضرر |
| Q3 (التدفق الدائم) | 2.5 م³/ساعة | تدفق التشغيل المرجعي |
| Q2 (التدفق الانتقالي) | 25 لتر/ساعة | الحدود بين مناطق الخطأ |
| Q1 (الحد الأدنى من التدفق) | 15.6 لتر/ساعة | منخفضest flow at which accuracy is guaranteed |
إن تحديد قيمة R الصحيحة لا يعني اختيار أعلى رقم متاح. يتمتع المقياس المزود بـ R400 بحساسية ممتازة للتدفق المنخفض، ولكن استقرار ملف التدفق عند معدل 100 لتر/ساعة يختلف عن ذلك عند 15 لتر/ساعة. بالنسبة للمرافق التي تحتاج فقط إلى فاتورة الاستهلاك المحلي العادي، عادةً ما يكون R160 كافيًا. بالنسبة لبرامج تقليل فقدان المياه وأنظمة إمدادات المياه الثانوية، فإن R250 أو R400 يعطي فرصة أفضل لاكتشاف التسريبات الصغيرة المستمرة.
يتم إجراء معايرة المصنع في ظل ظروف الأنابيب المستقيمة المثالية دون أي اضطراب في المنبع. في الموقع، يجب على القائم بالتركيب إعادة إنتاج ملف تعريف سرعة ثابت بدرجة كافية إذا كان جهاز القياس سيحقق فئة الدقة المعلنة. الخطأ الأكثر شيوعا هو تركيب عداد المياه بالموجات فوق الصوتية مباشرة بعد صمام مغلق جزئيا أو كوع حاد دون استقامة المسافة.
بالنسبة لتركيب الحفرة، يجب حماية الأجهزة الإلكترونية وشاشة العرض من التكثيف والفيضانات العرضية. يمكن أن يظل جهاز القياس الحاصل على تصنيف IP68 مغمورًا بالمياه لفترات قصيرة، ولكن يجب أن تظل نقطة دخول كابل الاتصال مغلقة بسدادة معتمدة. عند استخدام وحدة NB-IoT داخل حفرة معدنية، يجب اختبار قوة الإشارة في الموقع؛ قد يكون من الضروري وجود هوائي خارجي. مزيد من الإرشادات متاحة في المقالة حول احتياطات تركيب عداد المياه بالموجات فوق الصوتية .
يحتوي عداد المياه بالموجات فوق الصوتية على أوضاع عطل ميكانيكية أقل من عداد الريشة، لكنه لا يزال أداة إلكترونية دقيقة. المشاكل الأكثر شيوعًا في هذا المجال هي وجوه محول الطاقة الملوثة، والتكثيف داخل السجل، واستنفاد البطارية، ووحدات الاتصال التالفة. يمكن اكتشاف معظم هذه المشكلات عن بعد لأن جهاز القياس يقدم إشارات تشخيصية بشكل مستمر.
| المهمة | الفاصل الزمني | إشارة نموذجية إلى أن الإجراء مطلوب |
|---|---|---|
| الفحص البصري للعرض وختم المحطة | كل 6-12 شهرًا | تعفير، تآكل، ختم الرصاص المفقود |
| اختبار الاتصال عبر منصة AMR | شهريا | لم يتم تلقي أي بيانات لمدة 30 يومًا |
| تحقق من وجود قفل الهواء عند العداد | كل زيارة قراءة | عرض التدفق يتقلب عند استهلاك صفر |
| التحقق من جهد البطارية وحالة التنبيه | كل 12 شهرا | منخفض-battery alarm in reading system |
| التحقق الدوري مقابل المعيار المرجعي | كل 4-6 سنوات | شكوى العميل من ارتفاع أو انخفاض الفاتورة |
إحدى النقاط التي تفاجئ العديد من المشغلين هي أن عداد المياه بالموجات فوق الصوتية يمكنه الاستمرار في تسجيل الحجم الإجمالي حتى عند إزالة لوحة العرض أو فصل البطارية. يجب قراءة البيانات المخزنة في الذاكرة غير المتطايرة قبل استبدال أي مكون. عندما يتم إرجاع جهاز القياس إلى المصنع لإعادة معايرته، يقوم منضدة اختبار المصنع بفحص جهاز القياس عند Q1 وQ2 وQ3 وQ4. إذا كانت الأخطاء المقاسة ضمن الحدود، يمكن إعادة إغلاق العداد وإعادته إلى الخدمة. إذا لم يكن الأمر كذلك، فسيتم تجديد مجموعة محول الطاقة أو الوحدة الإلكترونية.
يختلف شراء عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية مباشرة من المصنع عن الشراء من موزع محلي. يتمتع المشتري بتأثير أكبر على تكوين المنتج ومراقبة الجودة والتعبئة والتغليف والوثائق، ولكنه يتحمل أيضًا مسؤولية تحديد المواصفات الفنية بوضوح. تعتمد القائمة المرجعية التالية على عمليات الشراء التي نراها من شركات المياه الخارجية ومطوري الإسكان ومقاولي الري.
| المعايير | ما يحتاج الشركة المصنعة لتأكيده |
|---|---|
| القطر الاسمي والاتصال | DN15 إلى DN40 مترابطة أو DN50 إلى DN200 ذات حواف؛ طول الخيط القياسي أو المخصص |
| فئة الدقة وقيمة R | R160 / R250 / R400؛ ما إذا كانت موافقة نمط MID مطلوبة لبلد الوجهة |
| درجة حرارة السوائل | الماء البارد فقط، أو الماء البارد/الساخن المشترك حتى 90 درجة مئوية لتطبيقات الحرارة |
| بروتوكول الاتصالات | NB-IoT، أو LoRaWAN، أو M-Bus، أو RS485 Modbus، أو خرج النبض، أو الراديو قصير المدى |
| مصدر الطاقة | بطارية داخلية مصممة للعمل من 8 إلى 10 سنوات، أو بطارية خارجية بقوة 24 فولت تيار مستمر، أو محول تيار متردد |
| تصنيف الحماية | IP65 للخزائن الداخلية أو IP68 لحفر العدادات المغمورة |
| ملفات الامتثال | شهادة اختبار ISO 4064، شهادة MID/CE، شهادة البطارية، تقارير اختبار المواد |
| قطع الغيار والأدوات | غطاء احتياطي وحشيات وأقواس تثبيت وأداة اختبار الاتصال |
منذ عام 2002، قامت قاعدة التصنيع الخاصة بنا في Ningbo بتزويد عدادات المياه إلى آسيا، أفريقيا، أوروبا وأمريكا الجنوبية. ال الملف الشخصي للشركة يصف الموقع الرسمي نظام الجودة ISO 9001، وISO 14001 للإدارة البيئية، وISO 45001 لإدارة السلامة المهنية التي تغطي عملية الإنتاج. نرحب أيضًا بالمشترين لتحديد بروتوكولات الاتصال المخصصة، وألوان الغلاف، وأبعاد اللولب الملتقطة، وحزم الوثائق لتناسب متطلبات المناقصة المحلية.
إن التحول من قراءة العدادات مرة واحدة في الشهر إلى جمع البيانات كل ساعة أو حتى بفاصل زمني مدته ست ثوانٍ يغير بشكل أساسي الطريقة التي تدير بها مرافق المياه شبكتها. تعتبر عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية مناسبة بشكل خاص لهذا التحول لأنها تنتج بيانات إلكترونية محليًا. إن دقة التدفق المنخفض لمبدأ الموجات فوق الصوتية تعني أن الأداة يمكنها تحديد تسرب مستمر قدره 20 لترًا في الساعة عند توصيل منزلي واحد، وهو صغير جدًا بحيث لا يمكن رؤيته على عداد ميكانيكي.
بالنسبة للمشروع الذي يجمع بين قياس التدفق وإدارة الضغط، يمكن أن يكون عداد المياه الكهرومغناطيسي عن بعد مكملاً لأجهزة القياس بالموجات فوق الصوتية. ال
عداد المياه الذكي الكهرومغناطيسي عن بعد للسوائل الموصلة يتميز هذا المقياس بجسم مقاوم للصدأ، وتصنيف IP68، وتدفق ثنائي الاتجاه، ويوفر قياس فقدان الضغط المنخفض مع الوصول إلى البيانات عن بعد، وهو مثالي لمعالجة المياه وتوزيعها. عرض المنتج → يعد مبدأ القياس الكهرومغناطيسي مفيدًا بشكل خاص في محطات معالجة المياه ونقاط التوزيع حيث يلزم قياس السوائل الموصلة بأقل قدر ممكن من فقدان الضغط. ومن خلال اختيار تقنية القياس الصحيحة لكل نقطة في الشبكة، تتجنب الأداة المساعدة تكلفة العدادات المحددة بشكل زائد دون التخلي عن موثوقية البيانات.
بالنسبة لجهاز قياس DN15 مع Q3 = 2.5 متر مكعب/ساعة وR160، فإن الحد الأدنى للتدفق المضمون هو 15.6 لتر/ساعة. أقل من Q1 قد يستمر قياس المقياس، لكن الخطأ يقع خارج حدود ISO 4064. ويعتمد الحد الأدنى العملي للتدفق القابل للقياس على قطر الأنبوب الداخلي ودقة قياس وقت العبور. تبدأ أجهزة قياس DN15 الخاصة بنا عادةً في إنتاج قراءة تدفق ثابتة عند 3-5 لتر/ساعة، وهو أمر مفيد كمؤشر ولكن ليس للفوترة.
تم تجهيز معظم أجهزة قياس الموجات فوق الصوتية التي تعمل بالبطارية ببطارية ليثيوم عالية السعة مصنفة لمدة 8 إلى 10 سنوات. يعتمد العمر الفعلي على الفاصل الزمني للاتصال: سيستهلك جهاز القياس الذي ينقل بيانات NB-IoT كل ساعة طاقة أكثر من جهاز يستخدم القراءة السنوية. إذا كانت البطارية قابلة للاستبدال، يتم فصل السجل عن أنبوب القياس ويمكن إجراء الاستبدال دون إزالة جهاز القياس من خط الأنابيب.
نعم. يمكن تصميم ترتيب محول الطاقة وأنبوب القياس لدرجات حرارة الماء حتى 90 درجة مئوية أو 120 درجة مئوية. لقياس الحرارة، يتم تطبيق نفس مبدأ القياس مع اثنين من أجهزة استشعار درجة الحرارة. تتطلب عدادات الماء الساخن منحنى معايرة إلكترونيًا مختلفًا لأن سرعة الصوت في الماء تتغير مع درجة الحرارة. يجب طلب جهاز القياس مع فئة درجة الحرارة الصحيحة، وعدم تعديله في الموقع.
تعمل فقاعات الهواء الموجودة في المسار الصوتي على تغيير السرعة الفعالة للصوت ويمكن أن تتسبب في تسجيل جهاز القياس بشكل زائد أو ناقص اعتمادًا على موضع الفقاعة. تقوم العدادات الحديثة بتصفية جودة الإشارة وتطلق إنذارًا عند حدوث اضطراب في مسار الصوت. ولهذا السبب تدعو تعليمات التثبيت إلى وجود فتحة تهوية أعلى العداد في المباني الشاهقة والأنابيب الأفقية الطويلة.
ذلك يعتمد على تصميم العداد. تكون العدادات ذات التجويف الخالي من العوائق حساسة للتدفق الدوامي الناتج عن الأكواع المزدوجة التي لا تقع في نفس المستوى. يساعد جهاز تمليس التدفق المدمج أو قسم المدخل الأطول على تثبيت ملف تعريف السرعة. إذا حددت الشركة المصنعة 10 DN في المنبع، فيجب التعامل مع هذا الطول كجزء من إجمالي طول تركيب العداد.
يكون سعر الشراء الأول أعلى من سعر العداد الميكانيكي، لكن التكلفة الإجمالية للملكية غالبا ما تكون أقل عندما تشمل المقارنة الاختبار والصيانة والقراءة اليدوية وقيمة المياه الموفرة. يمكن للأداة المساعدة تقليل تدفقها الليلي وتحديد التسريبات من جانب العميل خلال أيام من تركيب عدادات الموجات فوق الصوتية. وكثيراً ما تدفع عائدات المياه المستردة تكاليف استثمار العداد قبل أن تصل البطارية إلى نهاية عمرها الافتراضي.
يتم إنتاج عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية التي يتم شحنها من مصنعنا في منشأة تبلغ مساحتها 30 ألف متر مربع وبطاقة سنوية تبلغ خمسة ملايين عداد مياه. تتضمن عملية الإنتاج مطابقة محول الطاقة، وتجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ومعايرة منضدة التدفق، واختبار الاحتراق لمدة ساعتين قبل التعبئة. تتم معايرة كل جهاز مقابل منضدة اختبار مرجعية وزنية، ويتم تخزين سجلات المعايرة للسماح بتتبع الدفعة.
ونظرًا لأن نفس المصنع ينتج أيضًا أجسام العدادات الميكانيكية، والتجهيزات النحاسية والفولاذ المقاوم للصدأ، وصمامات السيراميك، وتجميعات التسجيل، فإن خط إنتاج الموجات فوق الصوتية يستفيد من التحكم الداخلي في سلسلة التوريد. يعمل هذا التكامل الرأسي على تقليل الوقت اللازم لقطع الغيار ويجعل من الممكن تخصيص بناء العداد وفقًا للوائح قياس وطنية محددة.