Счетчики для небольших расходов

Жилые дома и многие коммунально-бытовые объекты оснащают счетчиками небольшой пропускной способности. Для жилых домов номинальный расход может составлять до 10 м³/ч. Магазины, малоэтажные офисные здания, небольшие мастерские потребляют до 40 м³/ч. Все, что больше, оснащается промышленными счетчиками.

Счетчики, применяемые для учета небольших расходов газа, в зависимости от конструкции подразделяются на следующие типы:

• объемные;

• ротационные;

• импульсные;

• ультразвуковые;

• микротермальные.

Объемные счетчики

Как следует из названия, прибор отмеряет определенные объемы газа, которые пропускает через себя. Такие счетчики также именуют диафрагменными, камерными, мембранными. Номинальный расход газа может составлять от 1,6 до 160 м³/ч.

Подключение к газопроводу при небольших условных проходах подходящего газопровода — резьбовое. А вот у счетчиков Itron Actaris G40 (рис.1) условный проход присоединительного патрубка составляет 65 мм. И присоединение уже фланцевое.

Рис.1 Мембранный счетчик G40

Мембранные счетчики при помощи подвижных преобразовательных элементов разделяют газ на доли объема, а затем производят их циклическое суммирование. Счетчик состоит из корпуса и крышки. Внутри расположены измерительный механизм, кривошипно-рычажный механизм, который связывает подвижные части диафрагм (мембран) с верхними клапанами газораспределительного устройства, седлами клапана и счетного механизма. Детали измерительного механизма для мембранных счетчиков изготавливают из пластмасс, что уменьшает трение в движущихся частях счетчика, а также защищает прибор от воздействия магнитов, которые могут использоваться для искажения его показаний.

Рис.2 Мембранный счетчик ITRON G10

В зависимости от конструкции и объемов измеряемого газа измерительный механизм может состоять из двух или четырех камер. В корпусе 2 мембранного счетчика ITRON G10 (рис.2) расположен измерительный модуль 1, включающий в себя:

• четыре измерительных камеры;

• два раздвижных клапана шиберного типа;

• входной и выходной патрубки.

Диафрагмы счетчика приводятся в движение, вызванное перепадом давления между входом и выходом устройства. Взаимное заполнение измерительных камер счетчика контролируется с помощью двух раздвижных клапанов шиберного типа. Это возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное и механически передается на сумматор счетчика 4 через магнитную муфту 3.

Мембранный счетчик должен устанавливаться в удобном для обслуживания и считывания показаний месте. Газопроводы к счетчику и от него не должны иметь уклон к счетчику, чтобы конденсат не мог попасть внутрь. Приборы устанавливаются вертикально и подсоединяются к газопроводу без напряжений. При заказе счетчика необходимо учитывать направление, в котором идет поток газа: слева направо или справа налево.

Мембранные счетчики обладают несколькими достоинствами:

• точно измеряют расход газа;

• имеют невысокую чувствительность к загрязнениям измеряемой среды;

• обеспечивают минимальные потери рабочего давления.

Есть и недостатки. Они имеют большие габариты в сравнении с другими типами приборов. Например, BK G4Т имеет размеры 241 х 327 х 163 мм, что значительно усложняет монтаж в стесненных условиях. Имеются ограничения в давлении газа. Мембранные счетчики применяют прежде всего на газопроводах низкого давления. Хотя у приборов немецкой фирмы Actaris Gaszählerbau максимальное рабочее давление в зависит от номинальной пропускной способности: у G10 - 0,1 МПа, а вот у G100 только 0,05 МПа. Кстати, масса счетчика G100 - 105 кг.

Импульсные счетчики Гранд

Рис.3 Импульсный счетчик Гранд

Принцип действия импульсного счетчика основан на зависимости частоты колебаний струи в струйном генераторе от расхода газа. Колебания струи преобразуются пьезоэлементом в электрический импульсный сигнал, пропорциональный объему газа, прошедшего через счетчик. Импульсный сигнал преобразуется в аналогово-цифровом блоке в значение прошедшего через счетчик объема газа и регистрируется с нарастающим итогом. Счетчик имеет встроенное программное обеспечение, которое хранится в энергонезависимой памяти.

Счетчик Гранд (рис.3) состоит из следующих узлов:

• преобразователя расхода газа;

• струйного генератора и пьезоэлемента;

• аналого-цифрового блока;

• элемента питания - литиевой батареи с номинальным напряжением 3,6 В и сроком службы не менее 12 лет;

• отсчетного устройства - 9-ти символьного жидкокристаллического индикатора;

• корпуса счетчика с присоединительными патрубками.

Бытовые счетчики Гранд имеют следующий типоразмерный ряд максимальных расходов: 1,6 м³/ч; 2,4 м³/ч; 3,2 м³/ч; 4 м³/ч; 6 м³/ч. Интервал между поверками – 12 лет. Счетчики имеют небольшие габаритные размеры, что позволяет устанавливать их в стесненных условиях. Например, счетчик Гранд 4 имеет размеры 193 х 110 х 112 мм (для сравнения, диафрагменный счетчик BK G4Т - 241 х 327 х 163 мм).

Счетчики газа с телеметрией

Цифровые технологии находят свое применение в учете расхода газа. Интеллектуальные (смарт) счетчики осуществляют передачу показаний поставщику газа без участия абонента. Обычный режим работы - в заданное время автоматически передается расход газа по каналу GPRS связи на сервер сбора данных. В штатном режиме передача происходит 1 раз в месяц. Реализуется функция посредством блока телеметрии, который может быть отдельным устройством, подключаемым к счетчику, или быть его неотъемлемой частью.

Рис.4 Микротермальный счетчик

Микротермальный смарт счетчик производится ООО «Техномер» (г. Арзамас). Прибор (рис.4) имеет алюминиевый корпус 3, закрытый крышкой 4. Сенсор 2 с микротермальными свойствами производит измерение объема проходящего газа. Электронная плата 1 содержит микроконтроллер, соответствующую обвязку электронными компонентами и подключенное цифровое табло (контрольный дисплей). Плата обеспечивает как измерение, так и формирование и передачу данных на удаленный сервер системой сотовой связи (GRPS).

Рис.5 Схема работы микротермального датчика

1 – рабочий канал; 2 – нагревающий элемент; 3 – кремниевая пластина (подложка); 4 – уравнительный канал; 5 – температурные датчики; 6 – поток газа

Счетчик производит измерение проходящего объема газа с помощью микротермального датчика (рис.5). В рабочем канале на пути потока газа на кремниевой подложке смонтирован модульный чувствительный элемент, состоящий из нагревателя и пары температурных датчиков. Проходящий газ нагревается непосредственно в той части, где установлены датчики температуры. Газ до нагревателя прохладнее газа после нагревателя. По этой разнице температур определяется его расход.

Рис.6 Счетчик Gallus iV PSC

Прибор учета расхода газа с функцией оплаты за газ Gallus iV PSC (рис.6) имеет в конструкции устройство считывания данных с микропроцессорной карты, которая идет как дополнение к установленному счетчику. С ее помощью осуществляется кредитование счетчика, обеспечивая двустороннюю связь между точкой обслуживания (терминалом оплаты, банкоматом, пунктом самообслуживания, ПК) и счетчиком. Пользователь производит оплату, вставив кредитную смарт-карту в разъем на счетчике. Прибор автоматически читает требуемую информацию и снимает денежные средства в счет оплаты за потребление газа. Если же деньги закончились, и пользователь своевременно не позаботился о пополнении счета, то встроенный запорный клапан перекрывает подачу газа. Клапан также закрывается автоматически:

• при попытке вскрытия корпуса;

• при превышении максимально допустимого расхода, что служит защитой от больших утечек газа, например, при обрыве шланга;

• при наличии обратного потока;

• при низком уровне заряда батареи.

Рис.7 Мальчик вставляет монетку в газовый счетчик

Кстати, что-то подобное было реализовано в Англии еще в XIX веке. Газовики старались избежать убытков от неоплаченных счетов. Им помогали счетчики с предоплатой. Сегодня нет проблем с кредитованием счетчика, а тогда плата вносилась монетами. Счетчик такого типа можно увидеть в комедии Чарли Чаплина «Малыш» 1921 года (рис.7).

У бытовых и коммунальных потребителей также устанавливают ультразвуковые и ротационные счетчики, о которых расскажем в следующих статьях.

 Автор статьи: Вершилович Владислав Адамович

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь