Co je snímač průtoku vody?

Pro automatizaci řízení použití je použito čidlo průtoku vody, které se v továrním provedení skládá z Hallova čidla a vodního rotoru v plastovém pouzdře s ventilem. Existují možnosti pro sběr informací ze zařízení pomocí IR paprsků.

Chcete-li zařízení používat, musíte:

• sestavte uspořádání založené na snímači průtoku vody, poté jej nainstalujte na vodovodní potrubí a připojte napájení,
• připojit mikrokontrolér,
• proveďte úpravy, protože většina zařízení vyžaduje kalibraci (udávaná přesnost se často pohybuje v rozmezí 10 %).

Princip činnosti a typy snímačů

Průchod vodního paprsku zajišťuje rotaci rotoru, která je závislá na rychlosti proudění. V důsledku rotace oběžného kola se v obvodu vytvoří magnetické pole, přenášené do sekundárního měniče, po kterém je vydán impuls do čtecího zařízení – signál o určité frekvenci. Algoritmus pro tuto akci popisuje Hallův jev – vzhled příčného potenciálového rozdílu při pohybu vodiče stejnosměrným proudem do magnetického pole.

Podle typu poskytnutých informací může být pulzní snímač průtoku vody:

• pouze s pulzním výstupem, kde „cena pulzu“ je objem nosiče procházející mezi dvěma pulzy,
• s přidaným ukazatelem akumulovaného objemu, doby provozu a okamžité spotřeby,
• s aktuálním výstupním signálem (kromě výše uvedených parametrů).

Připojení k záznamovému zařízení se provádí pomocí barevných vodičů (většinou 2-4) s uvedenou hodnotou:

• žlutá (PWM) – pulzně šířková modulace výstupního signálu snímače,
• černá (GND) – zem, společný kontakt,
• červená (VCC) – napájecí napětí atd.

Čidla průtoku vody jsou také napájena různými způsoby:

• z ovladače Arduino,
• z jiného mikroprocesorového řídicího zařízení,
• z externího zdroje energie: baterie, napájecí zdroj, baterie atd.

Připojení snímače průtoku vody k Arduinu umožňuje vytvářet elektronická zařízení, která mohou přijímat signály z různých typů digitálních a/nebo analogových snímačů. Arduino – „elektronický návrhář“ se také používá k ovládání akčních členů. Vývojové prostředí programu lze zdarma stáhnout na internetu (nejnovější verze je http://www.arduino.cc/en/Main/Software).

Pro případ výpadku napájení je zařízení vybaveno energeticky nezávislou pamětí, která šetří hlasitost a provozní dobu. Po připojení k počítači můžete rychle konfigurovat nastavení. Roksa

Problémy, které spotřebitel řeší

Rozsah úloh při použití modelů pulzních a digitálních měřičů různé složitosti se týká změn objemu, hmotnosti, tlaku a teploty. Při výpočtu spotřeby studené vody se často používají měřiče s pulzním výstupem jednoduše pro pohodlí čtení informací na vzdáleném displeji. Pro zohlednění spotřeby teplé vody se často používají v kombinaci s teplotním čidlem pro oddělení účtování spotřeby studené, ohřáté a teplé vody.

Zabudování teplotního senzoru do takového měřiče umožňuje samostatně vypočítat:

• nejprve studená voda vytékající z „horkého kohoutku“, dokud nezmění teplotu,
• poté po zvýšení teploty objem horkého hydroproudu (informace o něm bude přenášena do sčítací buňky, která zaznamenává spotřebu teplé vody).

Ve vícetarifních modelech pulzních měřičů je tato možnost již poskytována.

Často je několik čítačů impulsů nakonfigurováno tak, aby automaticky poskytovaly informace jedné sčítačce. Vidíte tak jak spotřebu vody u jednotlivých objektů, tak i celkový, celkový ukazatel.

Kromě zaznamenávání informací je výhodou pulzního výstupu to, že jeho signály mohou být řídicími signály. Například ve výrobě s nerovnoměrným hydraulickým průtokem, kde je nutné do vody přidávat různé látky v přesných dávkách, pulzní alarm automaticky provádí regulační úpravy, které dodržují stanovené poměry složení průtoku.

Mechanická domácí zařízení se často přeměňují na zařízení s digitálním snímačem průtoku vody za účelem:

• zvýšení přesnosti dat pro analýzu,
• usnadnění sledování odečtů a registrace,
• uspokojující tvůrčí a technické ambice autorů.

Takto převedené měřiče se nepoužívají pro komerční účetnictví, ale s jejich pomocí můžete provést experiment a sledovat skutečné úspory, které poskytují například modernizované perlátory (http://water-save.com/), určené ke snížení spotřeba vody v bytě.

Průtokoměry jsou metrické přístroje pro zaznamenávání objemů kapaliny, plynu a páry spotřebovaných systémem nebo zařízením.

Konstrukční typ tohoto měřiče závisí na několika parametrech:

• Objemy spotřeby zdrojů za jednotku času
• Stupeň znečištění, chemické složení, agresivita měřeného média
• Teplotní rozsah
• Typ inženýrského systému – tlakový nebo netlakový
• Dostupnost volného místa pro instalaci, způsob instalace

Modely průtokoměrů se dělí na měřicí zařízení pro domácnost a průmyslové účely. Liší se výkonem, konstrukčními prvky a principy měření.

Typy, konstrukční vlastnosti a principy činnosti průtokoměrů

Protože každé médium (kapalina nebo plyn) má určité fyzikální vlastnosti, které se mění s pohybem, napětím a kompresí, lze je měřit pomocí magnetických, elektrických a indukčních pulzů. Na základě tohoto principu se liší princip činnosti průtokoměrů.

Elektromagnetické

Při návrhu je zohledněn princip elektromagnetické indukce. V kapalině procházející elektromagnetickým polem se indikátory EMF mění úměrně rychlosti toku.

Tato měřicí zařízení jsou poměrně drahá a doporučují se pro instalaci na hlavní průmyslová potrubí pracující při vysokém tlaku v systému.

Tyčové měřiče na studenou vodu, fungující na indukčním principu, ponorné. Mohou být instalovány pouze do potrubí studené vody, které jsou zcela naplněny kapalinou.

• Malá chyba měření
• V průřezu zařízení nejsou žádné rotující ani pohyblivé části, což zvyšuje životnost a odolnost proti opotřebení
• Široký dynamický rozsah měření

Mezi nevýhody patří citlivost tohoto typu průtokoměru na kvalitu čištění vody nebo chladicí kapaliny. Suspenze zmagnetizovaných vodivých sedimentů může výrazně ovlivnit kvalitu měření. Na vstupní potrubí je nutné nainstalovat filtrační systém.

Ultrazvukové

Nejlepší design pro průmyslové modely vodoměrů. Pracují na pulzním Dopplerově principu a vzájemné korelaci. Ultrazvukový signál ze snímačů je odeslán do bloku počítacího zařízení.

Pro tlakové nebo gravitační inženýrské sítě jsou určeny modely různých provedení:

• Pulzní metoda účtování založená na principu fázového posunu – měří dobu přenosu signálu namířeného proti pohybu proudu tekutiny. Měřicí senzory (piezoprvky) jsou umístěny buď uvnitř vodního toku nebo vně. Lze instalovat do gravitačních sítí. Liší se podle typu instalace:
  • Trubka – vložka z vnější strany
  • Klínový – namontovaný uvnitř trubek velkého průměru na dně nebo stěnách
  • Sférické – pro šikmé stěny
  • Tyč – trubka namontovaná svisle uvnitř trubek
  • Překryvy – instalované externě

  Existují kontaktní a bezkontaktní modely tohoto typu průtokoměru. Bezkontaktní slouží k pravidelnému sledování stavu inženýrských systémů. Zařízení se používají v závlahových systémech, průmyslových a komunálních vodovodech, čerpacích stanicích a technologických chladicích okruzích zařízení.

  • Dopplerova metoda měření – měří vlnovou délku odraženou od proudu vody a chladiva v pohybu. Může být použit v kontaminovaném prostředí, instalován uvnitř potrubí
  • Účtování vzájemné korelace – sestavení diagramu rychlosti proudění tekutiny s měřením hladiny a průtoku. Senzory jsou instalovány uvnitř nebo nad průtokem. Mohou měřit jak průtok, tak hladinu kapaliny v potrubí. Nejpřesnější metoda měření bez ohledu na stupeň znečištění. Vhodné pro systémy úpravy, heterogenní kapaliny, směsi

  Mezi výhody ultrazvukových zařízení patří:

  • Odolnost proti vibracím, mechanickému poškození
  • Trvanlivost
  • Lze použít na ropovodech, v chladicích systémech
  • Existují modely pro trubky velkého průměru
  • Mají analogový výstup pro dálkový přenos měření do centrálního bodu automatizovaného řídicího systému a jsou vybaveny elektronickým displejem

  Náklady na zařízení jsou při výběru poměrně vysoké, je důležité věnovat pozornost citlivosti zařízení na stupeň znečištění čerpaného média.

  Tachometr

  Nejběžnější typ domácnosti, komunální mechanické průtokoměry na teplou a studenou vodu. Měření se provádějí s přihlédnutím k počtu otáček oběžného kola nebo turbíny umístěné uvnitř tělesa zařízení. Počet otáček závisí na průtoku čerpané kapaliny různých teplot, plynu, páry.

  Hlavní výhody tohoto typu průtokoměrů:

  • Cenově dostupné náklady
  • Velký výběr modelů
  • Lehká instalace
  • Nevyžaduje připojení k elektrické síti
  • Kompaktní pouzdro s pohodlným ciferníkem

  Zařízení jsou doporučena pro domácí použití, ale nejsou vhodná pro průmyslové použití, protože vnitřní části jsou citlivé na velké zatížení potrubí s velkým průměrem a čerpacím objemem. Při vysokém tlakovém zatížení rychle selhávají.

  Vír, diferenční tlak, Coriolis

  Vortex – měří frekvenci oscilací proudění, která závisí na rychlosti jeho pohybu a mění se při proudění kolem senzorové turbíny zařízení. Jedná se o složité, drahé přístroje pro laboratorní měření.

  Diferenční tlakové průtokoměry – využívají principu změny tlaku při změně průměru průtočné části. Používají se v malém rozsahu měření pro specializované účely.

  Coriolis – princip měření je založen na různých vibracích zakřivené trubice umístěné uvnitř přístroje, které se mění se zvýšením nebo snížením průtoku viskózní kapaliny. Zařízení jsou drahá a používají se při výrobě laků, barev a polymerů.

  Produktová řada Avitek-I zahrnuje velký výběr modelů certifikovaných průtokoměrů pro průmyslové i domácí použití. Manažeři podrobně zodpoví všechny otázky a pomohou vám vybrat měřicí zařízení, které splňuje specifické provozní, instalační a průmyslové podmínky.