Приборы учета воды должны быть точными, эффективными и долговечными. В последнее время особенно популярны ультразвуковые устройства. Они обеспечивают достоверный контроль потребления без механического износа и влияния качества воды.
Принцип работы устройств
Ультразвуковой счетчик воды основан на применении акустических волн сверхзвукового диапазона с частотой свыше 20 кГц. Эти колебания не воспринимаются слухом человека, не создают акустического дискомфорта и не влияют на здоровье.
Принцип работы ультразвукового счетчика воды:
- Встроенный излучатель формирует ультразвуковой сигнал, он проходит через стенку трубы в направлении потока воды.
- Распространяясь в жидкости, волна взаимодействует с ее частицами, частично рассеивается и отражается. Движение частиц в потоке вызывает сдвиг частоты излучения, величина которого зависит от скорости потока.
- Приемные датчики фиксируют отраженные сигналы. Они могут быть размещены с одной или с двух сторон трубопровода для повышения точности измерений.
- Электронный блок анализирует параметры принятых колебаний. Используя эффект Доплера, прибор вычисляет скорость движения воды.
- Далее расчетная система преобразует данные о скорости в объемный расход и интегрирует значения, формируя суммарный показатель потребленной воды.
Все вычисления осуществляются с помощью микропроцессорного блока. Для корректного функционирования прибора требуется стабильное электропитание либо использование автономного источника энергии, предусмотренного конструкцией.
Конструктивные особенности
Конструкция ультразвукового счетчика воды обычно включает следующие функциональные узлы: блок питания, управляющий модуль на базе микроконтроллера (MCU), клавишный интерфейс, жидкокристаллический индикатор и измерительный модуль расхода.
Энергоснабжение прибора обеспечивается литиевым элементом питания. Измерительный модуль фиксирует параметры потока и передает их в микроконтроллерный блок для последующей цифровой обработки. Результаты вычислений выводятся на ЖК-дисплей. Управление осуществляется через клавишный интерфейс, позволяющий выполнять настройку и вызов сервисных функций.
Для интеграции в системы диспетчеризации прибор может оснащаться интерфейсом передачи данных. Наиболее распространенный протокол обмена – Modbus, обеспечивающий подключение к верхнеуровневым системам и центральным вычислительным приборам.
Какими бывают ультразвуковые счетчики воды?
По конструкции ультразвуковые расходомеры воды бывают двух типов: устройства со сферическими преобразователями и модели с отражательной схемой. Первая разновидность применяется преимущественно в стандартных условиях эксплуатации. Второй вариант отличается повышенной устойчивостью к механическим примесям в потоке и сохраняет корректность показаний даже при наличии загрязненной или технической воды, что делает его более универсальным в промышленных системах.
Также устройства могут отличаться способом установки. Существуют врезные модификации, интегрируемые непосредственно в трубопровод, и счетчики с накладными датчиками. В последнем случае сенсоры крепятся на внешнюю поверхность трубы и обеспечивают передачу ультразвукового сигнала сквозь ее стенку. Такой вариант особенно востребован при работе с агрессивными или химически активными средами, где прямой контакт измерительного модуля с жидкостью недопустим. Дополнительным преимуществом накладного метода является возможность монтажа без разгерметизации системы и остановки потока.
Преимущества и недостатки
К преимуществам можно отнести:
- высокая точность измерений, в том числе при малых расходах;
- широкий диапазон рабочих диаметров и условий эксплуатации;
- долговечность благодаря отсутствию движущихся узлов;
- устойчивость к механическим загрязнениям;
- возможность дистанционного съема показаний и интеграции в «умные» системы;
- низкие затраты на обслуживание;
- сохранение точности на протяжении всего межповерочного интервала (обычно 6-10 лет).
Но есть и ряд недостатков:
- более высокая стоимость по сравнению с механическими приборами;
- чувствительность к наличию пузырьков воздуха в трубопроводе;
- необходимость стабильного электропитания или своевременной замены батарей;
- требования к правильному монтажу.
Сферы использования
Ультразвуковые приборы учета применяют в трубопроводных системах с большим диаметром и расходом воды. Они находят применение на промышленных предприятиях, в котельных установках, комплексах водоснабжения и системах отвода дождевых и сточных вод. В быту такие приборы встречаются редко.
Советы по монтажу ультразвукового счетчика
При установке прибора необходимо учитывать принцип действия ультразвуковых расходомеров и особенности их эксплуатации.
- Монтаж выполняется в местах, защищенных от скопления пыли, агрессивных газов и вибрационных воздействий.
- Расположение прибора должно исключать воздействие источников тепла и электромагнитного излучения.
- Перед установкой участок трубопровода под счетчик очищается от налета, ржавчины и других загрязнений, способных исказить результаты измерений.
- Счетчик монтируется на восходящем участке трубы под углом, рекомендуемым производителем.
- Направление стрелки на устройстве должно точно совпадать с направлением воды.
Зная, как работает ультразвуковой расходомер, можно правильно выбрать модель и провести установку устройства.
