Как магнит влияет на счетчик воды: Почему поставить магнит на счётчик — плохая идея

Как остановить счетчик неодимовым магнитом поисковым? — 19 Апреля 2013 — Блог

Что такое Поисковый неодимовый магнит постоянный?

Поисковый неодимовый магнит, это магнитная система
на основе неодимового магнита. Поисковый неодимовый магнит состоит из
стального корпуса толщиной 4-5мм закрывающего его с 2х сторон ,
постоянного неодимового магнита с отверстием 8-10мм в центре , залитым
эпоксидным компаундом, и рымболта. При помощи рымболта этот поисковый
неодимовый магнит, привязав на крепкий трос, можно извлекать из воды.

что такое мощный неодимовый магнит?

Мощный
неодимовый магнит это физическое тело, чаще всего имеющее
цилиндрическую либо призмовидную форму. Такой неодимовый магнит
изготовлен по порошковой технологии с использованием редкоземельного
элемента таблицы Менделеева НЕОДИМА + Железа + Бора.

Именно этот состав мощных постоянных магнитов на сегодняшний день предоставляет самые высокие магнитные характеристики с которыми не могут сравниться никакие другие магниты.

где применяются постоянные поисковые неодимовые магниты?

Поисковые
неодимовые магниты применяются в основном поисковиками, людьми
разыскивающими различные утерянные металлические предметы,  клады. но
помимо этого такие магниты зачастую применяют при «щадящей» рихтовке
автомобилей, для подвешивания огромных люстр в некоторых филармониях,
извлечения из колодце и буровых скважин утопленных там насосов, приборов и
инструментов.

как остановить счетчик сильным поисковым неодимовым магнитом?

Недокументированная особенность обычных сильных неодимовых магнитов —
заключается в том, что счетчики расхода воды , электричества и газа
в их присутствии прекращают работать, либо существенно искажают свои
показания в меньшую сторону, ввиду чего такие неодимовые магниты
запрещается располагать вблизи счетчиков электричества воды и газа.

Однако выше сказанное относится к сильным неодимовым магнитам в простом виде, но не к магнитным системам которыми являются поисковые неодимовые магниты.

счетчик электричества останавливается неодимовым магнитом?

Да.
большинство счетчиков электричества, воды и газа останавливаются в
присутствии неодимового магнита 55х25 и не останавливаются не при каких
поисковых неодимовых магнитах, несмотря на их мощность до 800кг на
отрыв!

какой параметр неодимовых магнитов влияет на счетчики?

Неодимовые магниты имеют огромное количество параметров, среди которых наиболее важные , их коэрцитивная сила, остаточная индукция, максимальное энергетическое произведение, и рабочая температура.

среди
параметров которые декларируются при производстве — нет ни одного
параметра «килограммы на отрыв» (такое характеристика  есть только у
постоянных поисковых неодимовых магнитов). Провести аналогию между постоянным неодимовым магнитом 60х30 и поисковым магнитом неодимовым на 120кг просто невозможно.

Для
счетчиков электричества и воды, совершенно неважно сколько килограмм на
отрыв у вашего неодимового магнита или у вашего поискового неодимового
магнита т. к. в этих случаях значение имеют лишь размеры магнитного поля, а не количество килограмм которое это поле может удержать

как выбрать постоянный неодимовый магнит в магазине?

Выбор постоянных неодимовых магнитов в большинстве случаев лишь воля и фантазия покупателя. Однако если вы хотите быть уверенны что не навредите вашему электросчетчику,
покупая сильный неодимовый магнит в магазине обязательно спросите у
продавца — на каком расстоянии от вашего счетчика, часов и пластиковой
карты безопасно держать такой мощный неодимовый магнит.

Где купить сильный постоянный неодимовый магнит на счетчик в магазине?

Такой постоянный неодимовый магнит на счетчик можно купить прямо здесь, в нашем интернет магазине полистав каталог сильных неодимовых магнитов и позвонив нам по телефонам 8918 51177 60 (пр. 40летия победы 230) либо Стачки\Малиновского 8 906 423 6962

Не любой магнит одинаково магнит!

Имел неосторожность купить вот такую болванку из «неизвестного» китайского металла 🙂

Покупалось как редкоземельный круглый магнит N52 40x20x20 мм. Отзывы в магазине очень неплохие, в своем большинстве (рейтинг 4.9).

На покупку повелся по просьбе знакомого. Уж не знаю какие-такие эксперименты он собирался ставить подобным магнитом. Я ему не судья, но предполагаю всем известный эксперимент на счетчике электроэнергии.

Но вероятно «кто-то» сверху в этот момент наблюдал… и помешал совершить ему «противоправные» действия 😉

Немного информации о магнитах…

Начиналось все с ферритовых магнитов, однако, до последнего времени практическое применение постоянных магнитов в области техники ограничивалось в основном отдельными, хотя и весьма важными, применениями:

— телефон и динамический громкоговоритель

— микроэлектродвигатель

— системы возбуждения небольших электрогенераторов

— поляризованные реле

— измерительные, научные и медицинские приборы

— маломощные держатели (магнитные защелки, ловители, сепараторы и т. п.)

Эти устройства характеризуются, как правило, небольшими мощностями, усилиями и моментами. Везде, где нужно было увеличивать силу или мощность устройства, конструкторская мысль обращалась к использованию электромагнитов (соленоидов), распространившихся в технике куда более широко, но имеющих и свои ограничения и особенности.

За последние 30 лет свойства постоянных магнитов революционным образом изменились. Появились магнитные сплавы типа Альнико ( алюминиево-никелиевые), применяемые обычно в радио и телевизионной аппаратуре.

И заметно более «мощные» магниты на основе редкоземельных элементов: Самарий- кобальтовые магниты (энергия самариевых магнитов в 6 раз выше ферритовых), и Неодим — железо — боровые (энергия в 10 раз выше).

Неодимовый магнитик, размером c куриное яйцо, неосторожно взятый в руки, уже способен раздробить пальцы!

Механические усилия, которые могут создаваться современными постоянными магнитами уже не являются игрушечными или приборными, а вполне соответствуют усилиям, характерным для обычных машин и механизмов.

Именно поэтому большинство покупателей выбирает именно неодимовые магниты, как самые сильные на сегодняшний день. Было весьма любопытно как пересылают магниты — как они не «прилипают» ко всем подряд посылкам и предметам на почте. Однако приехал он без особой защиты, в небольшой коробчонке, замотанный пупыркой.
Внешний вид, ничего примечательного…

с одной стороны имелось незначительное повреждение

Размеры чуть меньше заявленных, непринципиально (я предполагаю), экономят по паре мм на диаметре и высоте 🙂

Т.е. все казалось бы нормально, но сразу же смутила ОТНОСИТЕЛЬНО невысокая сила удержания этого магнита.
Какой там счетчик?! Его довольно легко можно было оторвать от гладкой металлической поверхности! Ну пожалуй лишь слегка сложнее, чем тот же круглый магнит от старой динамической головки. Вполне естественно возникли вопросы к полученному «китайскому изделию», учитывая, что N52 должен был быть «самым сильным» из существующих магнитов!

Для примера, небольшие магнитики от жесткого диска, имеющие меньшие размеры и неизвестно какой состав, отдираются от металла значительно сложнее (это реально очень сложно сделать).

Сначала была мысль, что они меньше и поэтому просто сложнее «ухватить» пальцами 🙂

Прекрасно понимая, что спорить с продавцом, на предмет несоответствия магнита (без доказательств реальной магнитной силы) дело практически безнадежное — тем более в магазине и нет указания конкретных силовых характеристик магнита (кроме материала изготовления).

Описание магнита в магазине:

N52 40x20x20мм Круглый неодимовый редкоземельный магнит.

Применение:

Акустическое поле, Электроника, Электрическое поле, Механизмы и оборудование, Здравоохранение и другие отрасли.

Магниты могут быть интересны при использовании в счетчике воды, электрическом счетчике, газовом счетчике и некотором измерительном оборудовании (например, если магниты, расположенные возле счетчика, счетчик будет замедляться)

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Это очень мощный магнит, и он абсолютно непригоден для детей!

Поэтому я просто написал ЧЕСТНЫЙ отзыв, что магнит полное г… — не имеет смысл покупать, т. к. он не является заявленным N52.

К магазину, в принципе, претензий я не имею, и вообще считаю этот магазин одним из немногих, с адекватно работающей службой поддержки! Неоднократно, при предъявлении реальных доказательств несоответствия характеристик или неисправности товара мне, без лишних «телодвижений», возвращали оплату или делали замену на исправный товар!


Так и в этот раз, после написания отзыва поддержка сама со мною связалась, попросили обосновать свое мнение о несоответствии — короче озадачили! Не хотелось выглядеть болтуном, но надо же было что-то предоставить! 😉 Начал продумывать варианты и возможную логику доказательств.

Каким-либо прибором измерить показатель силы сцепления практически невозможно- с помощью тесламетров или гауссметров удается выполнить измерение только магнитного поля, а не силы удержания неодимового магнита на металлической поверхности. Указанные в спецификациях показатели получают путем лабораторных испытаний одним из следующих способов:

1) Измеряют усилие на отрыв одного из полюсов магнита, перпендикулярно установленного на поверхности металлического листа толщиной 20 мм.

2) Определяют статическое усилие на разрыв в ситуации, когда магнит установлен между парой толстых стальных пластин.

Самыми значимыми факторами, которые оказывают влияние на реальную силу удержания объекта, являются:
Форма магнита. От этой характеристики в первую очередь зависит площадь соприкосновения поверхностей. Чем она больше, тем сильнее удержание объектов.
Класс сплава (например, N38 или N45). Чем выше порядковый номер класса сплава, тем сильнее магнитные свойства материала. Буква обозначает устойчивость к воздействию высоких температур (N -применение при максимальных температурах до 80 С)
Параметры поверхности. Сцепление с шероховатой или неровной поверхностью всегда слабее.

Кстати,

в среднем сила удержания неодимового магнита 70х40 мм составляет примерно 200 кг.

Решил пойти путем сравнения «неизвестно чего» с «неизвестно чем» 🙂

Исходя из того, что материал купленного магнита заявлен как «самый магнитный магнит», сила его удержания должна быть заметно выше любого другого!

Сравнивать решил с показанными выше, снятыми с жесткого диска.

Учитывая значительно меньший размер, даже если это тоже N52, усилие на отрыв должно было быть заметно меньшим (по логике).
Сделал такой эксперимент… и отослал видео в поддержку.

Результаты оказались довольно забавными…

сила удержания металлической гайки, маленьким магнитом- более 5кг.

и купленным магнитом — чуть более 2 кг.

Разница значительная, даже не учитывая разницы в размерах магнитов!

Сначала хотел посчитать более-менее точные данные (для определения материала купленного магнита), использовал калькулятор с сайта www.ndfeb.ru/calc/. Разница между N52 и самым слабым из неодимовых магнитов (N32) не превышает 13%, а у нас еще и разница в размерах!

Получается купленный магнит не может быть N52 (даже N32 должен был отрываться при усилии более 3.5 кг), поэтому ИЗ ЧЕГО СДЕЛАН купленный магнит остается только предполагать (ну или его конкретно «ушатали» — грели что ли?.. вряд ли).

Поддержка магазина принесла извинения и предложила вернуть почти половину стоимости покупки.

При этом, надо отдать должное магазину, он РАЗМЕСТИЛ и мой негативный отзыв у себя на сайте.

Все ли эти магниты в этом лоте являются относительно слабыми, или только мне попался неизвестно. Других попыток покупки мощного магнита не предпринималось (мне он не нужен, а знакомый тоже потерял к ним интерес:)

Счетчики воды Водомеры — Теплоком Пенза

Виды счетчиков:
Перед тем, как покупать счетчики, нужно проконсультироваться со специалистом, какие именно счетчики необходимы для труб в вашем доме или квартире. Как правило, в квартирах устанавливают счетчики двух видов – тахеометрические и электромагнитные.
Тахометрические или крыльчатые счетчики, используются для учета воды еще с 19 века. В основе конструкции тахеометрических приборов лежит помещенная в поток жидкости крыльчатка или турбинка, которая связана со счетным механизмом, преобразующим количество ее оборотов в литры или кубические метры. Достоинство крыльчатых счетчиков в том, что для их работы не требуется электропитание, они недорого стоят и отличаются компактными размерами. Однако недостатков у этих приборов, пожалуй, даже больше, чем достоинств. Тахометрические счетчики очень чутко реагируют на магнитное поле, т.к. внешний магнит препятствует вращению – в итоге это приводит к искажению показаний. В процессе эксплуатации турбинки загрязняются и изнашиваются, а, если вода даёт осадок, то это также влияет на показания. Кроме того, данный вид счетчиков не считают количество воды при малых расходах.

Электромагнитные расходомеры – самый популярный тип приборов. Основным преимуществом электромагнитных расходомеров перед другими является то, что они измеряют расход, используя результаты определения средней скорости потока и его площади, что делает показания независимыми от плотности, вязкости и температуры воды. Однако если вода даёт осадок, приборы загрязняются, что приводит к искажению показаний уже через год эксплуатации. На точность показаний могут повлиять физические и химические свойства воды, что иногда вызывает расхождения показаний расходомеров, установленных на подаваемом и обратном трубопроводах отопления. Эти приборы не работают на очень чистой воде, например талой или горной. Хотя, с учетом загрязненности наших трубопроводов – это не проблема. Приборы зависят от сетевого электропитания, поэтому даже временное его отсутствие, приводит к прекращению работы.

Крыльчатые счетчики выпускаются диаметром до 40 мм включительно, а турбинные от 50 до 200 мм, поэтому в данном случае обращается внимание на расход жидкости в трубопроводе. В зависимости от этого и ставится крыльчатый или турбинный счетчик. Также, если трубы в доме расположены вертикально, то и счетчик необходимо подобрать, который проще всего будет установить в таком положении. Однако лучше всего покупать универсальные модели счетчиков учета воды, которые можно монтировать в любом положении. Поскольку в большинстве домов существует подача не только холодной воды, но и горячей, то и счетчики будут совершенно разными. Отличие в том что, если температура воды превышает 40 градусов по Цельсию, то необходимо установить счетчик воды, изготовленный из другого сплава. Такой счетчик должен выдерживать до 85 градусов. Если вы хотите, чтобы счетчики воды прослужили дольше, или хотя бы дожили до своей первой проверки, которая наступает в течение 5-6 лет после установки, необходимо защитить их фильтром. Это делается для того, чтобы обезопасить водомеры от различных загрязнений.

Обслуживание и эксплуатация:
После того, как вы определились с моделью квартирного счетчика на воду необходимо вызвать специалистов, которые смонтируют приборы.
После установки приборы надо зарегистрировать и опломбировать, пригласив в квартиру представителя жилконторы или управляющей компании. Первоначальные показания счетчиков заносятся в компьютерную базу бухгалтерии вашей жилконторы. Дальше каждый месяц вам предстоит снимать показания счетчиков и относить их в жилконтору. Данные опять же будут вноситься в базу, а, сумма к оплате будет выставляться в квитанции на квартплату. Передать показания счетчиков в жилконтору нужно строго до определенного дня. Если вы не успеете, то оплата будет начислена исходя из общих нормативов.

Срок службы счетчиков составляет примерно 12 лет. Однако уже через 4-6 лет работы прибор должен пройти проверку в сервисном центре. Эта процедура необходима, так как за 5 лет непрерывной работы точность показаний счетчика может существенно измениться.

Причин неправильных показаний счетчика может быть множество. Самая распространенная – это зашлакованность труб и чрезмерно жесткая вода. Когда в трубах накапливаются шлаки, отверстие счетчика становится труднопроходимым и давление в трубе становиться выше, поэтому вертушка прибора начинает вращаться на несколько порядков быстрее. В результате показания счетчика могут существенно превышать реальное потребление воды. Чтобы избежать подобной проблемы, достаточно установить фильтр грубой очистки.

Неодимовых магнитов обзор

Два вида неодимовых магнитов в одном обзоре. Крупный магнит с серьезными показателями, при все еще небольших размерах и 10-ток мелких для поделок/улучшений в доме или гараже. Будет видео распаковки и будут тесты с гантелей да 16-килограммовой гирей.

Насмотрелся я тут всяких видео, где люди вытаскивают неодимовыми магнитами всякие прикольные вещи с городских набережных и захотел посмотреть, что тут и как.

Этих видео

Здесь у ребят вроде именно такой же, как у меня, но успехи так себе

Здесь магнит другой, но успехи куда нагляднее

Еще я обманулся этим отзывом к товару, где человек пишет, как я потом понял — предполагает, что он может выдержать в районе 25 кг. Так то оно так, но не совсем.

I bought two of these strong magnets and am very satisfied. They are strong (my estimation is they can hold some 25kg each).

А набор с 10-штук был заказан уже за компанию, для всякого мелкого применения дома.

Доставка

Распаковка
На видео видно, что куча поролона была, как то она в упаковке оказалось сбоку и не уберегла магниты от общения с какими то криворукими работниками почты.

Начнем осмотр с крупного магнита.

небольшие сколы есть снизу — недостаточно аккуратно упаковали

Упоминаемые невнятные надписи

И скол сверху, но это уже может я посадил

Измерять было несколько непросто — рулетка то металлическая

По сути, состоит из трех частей — алюминиевая скоба, стальной болт и сам магнит

Небезопасно оставлять такой магнит в месте, где кругом электроника. Фотографировал на телефон, каким то странным образом, когда пробовал снять его с расстояния 5 см и ближе — экран сенсорного телефон тух и блокировался. Впрочем нажатием кнопки разблокировки все решалось и надеюсь без последствий для телефона.
Однако, в первый вечер я его все «примагнитил» в стороне к доске для записок со стальной основой.

Для тестов берем безотказный инструмент — гирю.
Вот только с полуторапудовой меня ждал фейл — ее не выдерживает. Да и эту — нужно найти плоское и ровное место, как на ее дне.

Вот так вот — все норм

Но гиря старая, шероховатая, если была гладкая, как тут вот — может и бОльшую выдержал бы

А то у меня просто блинов больше не влезало

Теперь поговорим о втором комплекте в 10 штук.
Вот чего о нем говорится на сайте:

Количество: 10 шт
размер: 25 мм Диаметр х 3 мм толщиной

И я тут уже догадался измерять пластиковой линейкой

На видео распаковки я пробовал им подцепить 500 граммовый блин, магнит зацеплял, но не удерживал на весу — не хватает силы. Это и очевидно — не для этого же он. Он, например, для такого на входной двери

Не претендую на самый идеальный способ применения магнитов, просто указываю на тот, который реализовал сам. Да и с первым, сильным — рыбалка неодимовыми магнитами — это, конечно весело, но явно не всем интересно/нужно. Более важны мои тесты, что показывают реальную силу удержания этих магнитов и позволяют подумать, где бы их у себя можно применить.

Магниты не покупал, предложили бесплатно на обзор и, когда уже делал обзор увидел, что под обзор сейчас акция у них на весь раздел неодимовых магнитов со скидкой в 8% при

Кошка все время пристально наблюдала за мной, нежась на подоконнике под солнечными лучами. Магнитами не стал ее обкладывать)

Элементы защиты от вмешательства или блокировки счетчика воды

Элементы защиты от вмешательства или блокировки счетчика воды

BONEGA Антимагнитный
Счетчики воды и аксессуары

1.
Блокировка от бесконечного вращения (вычитание до минус)

Легко читается, нет
вычитание.

Разработано бесконечное вращение счетчика водомеров.
изначально из-за легкого отслеживания состояния счетчиков в различных
монтажные позиции. На большинстве водомеров это вращение может быть,
к сожалению, неправильно используется для вычитания до минуса.

Если вода не течет через счетчик воды, турбина останавливается, в результате чего она
оказывает сопротивление. Противоположное вращение в правильном направлении вызывает
обратный ход турбины, таким образом, вышеупомянутое вычитание (магнитное
пара избегает вращения главного вала за счетчиком). Многие пользователи
удалось механизировать его, достигнув даже нескольких десятков оборотов в
минута.

Чтобы сохранить возможность легкого чтения, избегая
вычитание в то же время мы разработали механизм, который позволяет только ограниченное
поворот (670 градусов).
Простое решение — это новое стопорное кольцо в сочетании с проушиной.
нижняя латунная часть водомера и с нажимными деталями сбоку
покрытие. Прозрачная крышка из поликарбоната и непрозрачная боковая крышка ограничены.
безоговорочно.

По имеющейся информации, BONEGA
^{водомеры — единственные, у которых есть вышеупомянутая защита.}

2.Уникальное антимагнитное сопротивление

BONEGA
^{водомеры выдерживают даже пару самых больших постоянных магнитов.
на рынке.}

В виде
к антимагнитному сопротивлению, мы поставляем счетчики воды BONEGA ^{в
два дизайна:}

• Счетчики воды без антимагнитного сопротивления (обозначены буквой T или
  S)
• Счетчики воды с антимагнитным сопротивлением (с маркировкой TA или SA)

Отличие заключается во внутренних модификациях конструкции, увеличивающих
антимагнитное экранирование (антимагнитное сопротивление) значительно.Это касается
де-факто внутренняя антимагнитная клетка, состоящая из двух специально
модифицированные межкольцевые кольца с большим весом и габаритами (см. рис.)

Эти изменения сделаны, поскольку многие недобросовестные арендаторы пытаются повлиять на
водомеры с помощью магнитов.

Подробное объяснение

Вначале следует отметить, что благодаря более высокой надежности,
водомеры сухого типа используются практически исключительно в квартирах.

На этих счетчиках воды нижняя часть не соединена со счетчиком
механически валом (как на счетчиках мокрой воды), а
магнитная муфта. Отсутствие протечек или даже больших протечек воды через верх
угроза регулирующей платы (как это может быть в случае износа прокладки вокруг
вал на мокрых типах). На счетчиках воды с сухим ходом пара или
тетрада постоянных магнитов, помещенных в вал, обычно обеспечивает движение
передача от вала к счетчику.Напротив в нижней части
Главный вал, обычно есть еще пара или тетрада постоянных магнитов. В виде
как только турбина начинает вращаться, ее магниты под действием магнитного
силы начинают разрушать магниты на главном валу, в результате чего вращающийся
движение вала передается на счетчик.

Чаще всего неправильное использование заключается в применении перманентных или иных внешних
источник магнетизма. После нанесения на водомер мешает
магнитное поле.В этом случае саккада или даже полная остановка
счетчик, хотя турбина все еще вращается.

Профилактика

Производители пытаются избежать вышеупомянутого явления с помощью
различные антимагнитные модификации. Обычно они проявляют себя на высшем
нижняя часть корпуса, защитная клетка внутри водомера, поэтому они приводят к отсутствию
небольшое увеличение веса водомера. Например, разница в весе между
½ нормального и антимагнитного водосчетчика BONEGA ^{— 15 г.}

Диапазон проблемы

Это общеевропейская проблема , подтвержденная Европейским Союзом
проценты на несколько месяцев. Европейский Союз готовит соответствующие
стандарт (EN 14 154-3), в котором требуемое минимальное сопротивление указано на
скорость 10 кА / м. Пока нет точной методологии, как это
параметр можно измерить точно.

Методика измерения антимагнитного сопротивления

Как узнать, что водомеры имеют указанные выше защитные
способность? Как вы можете измерить это сопротивление? Какие отличия в этом
сопротивление между отдельными производителями счетчиков воды?

Мы задали себе эти вопросы несколько лет назад.Поскольку
вышеупомянутый стандарт находится на стадии разработки, но клиенты должны знать
точное сопротивление, мы выбрали вышеуказанное решение.

Первоначально использованная методика была основана на применении постоянных магнитов к
счетчик воды. Определить параметры такого
магнит. Часто использовалось только очень неточное сравнение размеров.

В 2003 году мы разместили заказ у Словацкого технического университета в г.
Братиславе разработать как можно более точную методологию измерения на основе
бесступенчатое управление магнитным потоком, определяющее значение в кА / м
именно тогда, когда водомер начинает измерять (саккада счетчика), а
значение, когда измерение полностью остановлено.

Наши основные предпосылки:
1. Разработать методику бесступенчатого измерения счетчика воды.
антимагнитное сопротивление, которое должно:

• четко определить повторяющиеся процессы
• обнаруживает влияние магнетизма в дереве в различных направлениях (горизонтальное,
  вертикально и под углом 45)
• заканчивается выходом, который должен включать значение сопротивления бетона в
  кА / м, который будет определять условие, при котором начинается неточное измерение (таким образом
  саккада счетчика) и когда измерение полностью прервано
  (остановка счетчика)
• измеряют антимагнитное сопротивление в условиях, аналогичных обычным.
  приложение, т.е. с расходом воды критического значения 5
  л / мин (0,2 x Qn = 0,2 x 1,5 м3 / ч = 5 л / мин.) и в горизонтальном положении
  счетчик воды
• проводить измерения как в магнитном поле ферритового постоянного
  магниты и в магнитном поле в воздушном зазоре одностороннего
  электромагнит

2. Выбрать для отбора три лучших водомера на основе наших 12
представлены конструктивные разновидности антимагнитных модификаций для BONEGA
^{водомеры}

3.Чтобы провести сравнение с водомером без антимагнитной модификации,
с нулевой первичной разновидностью антимагнитной модификации и с тремя
разновидности подбора.

4. Это измерение должно привести к рекомендации лучшего антимагнитного
модификация подходит для серийного производства.

После соответствующих конструктивных доработок и испытаний у нас есть
выполнили нашу задачу: предложить бытовой водосчетчик как
как можно более устойчивы к своим магнитным свойствам и должны выдерживать
по крайней мере, пара самых больших ферритовых постоянных магнитов, доступных на рынке.

Водосчетчики BONEGA ^{превышают
требования
европейского стандарта до 1300%.}

• испытание завершено в первом полугодии 2004 г. (методология и
  протокол доступны для просмотра).
• были выполнены модификации антимагнитного сопротивления, чтобы выдерживать
  влияние самого тяжелого известного нам постоянного магнита (даже едва ли
  доступен для частных лиц), который имеет значение 44 кА / м как отдельный
  и 72 кА / м в паре.
• по совпадению, в представленной методике учтены те же
  расстояние от корпуса водомера (20 м) для одного условия, как и осадка
  вышеупомянутого общеевропейского стандарта, поэтому можно сравнивать даже
  Cегодня.
• исследование различных сортов привело к необычайно высокой
  защита от намагничивания извне, обеспечиваемая домом
  водомеры BONEGA ^{. Водосчетчики BONEGA превышают
  требования европейского стандарта до 1300%, при этом они являются едиными
  из самых магнитостойких водомеров в Европе.}

Влияние на цену

права м jen zanedbateln dopad na zven
Цени.

В наши дни мы оказались на воображаемой вершине водомеров с
самое высокое антимагнитное сопротивление.

Модификация лишь незначительно влияет на рост цены. An
дополнительная и очень дорогая модификация внешнего магнитного отсека не требуется.
нужно больше.

Разница между водосчетчиками BONEGA с антимагнитным сопротивлением
и без него

Заключение:

• антимагнитное сопротивление — общеевропейская проблема
• по сравнению со старой методологией и проектом европейского стандарта, наша
  метод намного
  более точный и сбалансированный.Это позволяет точно определить, когда
  счетчик воды начинает терять из-за неточного измерения и
  останавливается.
• Благодаря ему модификации, выполненные на BONEGA
  ^{водомеры необычайно эффективны, выдерживают даже пару
  самые большие постоянные магниты, доступные на европейском рынке (44 кА / м в качестве
  отдельно и до 72 кА / м в паре)}
• антимагнитное сопротивление водосчетчика BONEGA ^{указано на
  мировой лидер}
• даже обычный водомер BONEGA ^{(без антимагнитного
  модификации) имеет антимагнитное сопротивление выше, чем предписано
  по проекту Евростандарта (до 16 кА / м)}
• установка антимагнитного счетчика воды дешевле возможного
  дополнительные внешние модификации.

Декларации об антимагнитной стойкости доступны для скачивания.
по Сертификатам и декларациям.

Протокол обмера также
доступно на

отдельная страница из-за ее объема.

3. Защитная непрозрачная боковая пластиковая крышка

Вы уверены, что никто
копается в ваших счетчиках воды?

Другая возможность, как вывести водомер из строя, — это расточить
крышку циферблата сбоку и просунуть в нее какой-нибудь предмет, который заблокирует
встречный пробег.Чтобы выбрать правильное место, которое вы должны увидеть, в нем включен
прозрачная крышка на других водомерах. Это механическое вмешательство
необратимый, но, к сожалению, в основном мало заметный.

Бытовые счетчики воды BONEGA ^{имеют боковую крышку, которая
непрозрачен и неразрывно связан с прозрачной крышкой устройства. Это
защищает счетчик механическим и оптическим способом.}

4.Уплотнение входного винта

Вы уверены, что ваш
водомеры
нельзя повернуть на 180?

Из-за неподходящего уплотнения некоторые водомеры можно демонтировать или повернуть.
на 180 без последующего распознавания. Пластиковые штифты можно распечатать и
снова запечатанный при определенной температуре, медные провода можно вытащить и
строка с небольшой практикой.

Поэтому рекомендуется вернуться к традиционной герметизации медными жилами.
в последний раз.Прядь протянуть через отверстие в резьбовом соединении.
гайку и через уплотнительное отверстие на корпусе водомера. Концы подведены
через свинцовое уплотнение, которое закрывает и предохраняет концы прядей от волочения
вне. После этого на пломбу тиснится зарегистрированный знак. Сделать это,
водомер должен быть адаптирован соответственно.

Счетчики воды BONEGA

• Позволяют герметизировать входное резьбовое соединение непосредственно во время установки.
  на сформированный выступ с отверстием на корпусе водомера (фото в
  середина).Возможно использование накидной гайки резьбового соединения с отверстием (фото
  слева) или с глазком (фото справа).
• в отличие от единственной обмотки нити вокруг тела, это
  дизайн более высокого качества, которым нельзя злоупотреблять
• это решение значительно удешевляет установку (короткая прядь
  с пломбой достаточно)
• позволяют герметизировать входное резьбовое соединение качественной пластиковой разделенной
  кольцо со штифтовым уплотнением (здесь подходит только резьбовое соединение без проушин)
• они избегают временного демонтажа или поворота водомера на 180
  и тем самым обратный ход

5.Встречное уплотнение

Верхняя и нижняя
части не разделяются,
поэтому отсчет нельзя прерывать.

В
счетчик воды защищен предохранительным кольцом с пломбой, предотвращающей попадание
отделение счетчика от нижней части и поэтому невозможно
прервать непрерывный учет расхода воды, если это возможно
с некоторыми счетчиками воды.

• Соответствующим образом технически решенное кольцо обеспечивает очень замкнутый и точный
  соединение нижнего корпуса со счетчиком
• Кольцо также обеспечивает легкое уплотнение медной проволокой непосредственно через
  стык (замок) кольца или просто наклеив на него отметку пломбы (
  менее безопасный способ)
• Даже после герметизации стопорное кольцо может свободно вращаться (оно все еще
  обеспечивает комфортное определение состояния)

Индикаторы пассивного магнитного поля для новых счетчиков воды (а) схема [7] ,…

Контекст 1

… крыльчатка не подвергается асимметричным нагрузкам, износ сведен к минимуму, а интервалы между метрологическими проверками могут быть увеличены. Самая распространенная конструкция счетчиков воды — это счетчик с сухим циферблатом. . Он отличается тем, что передаточная шестерня и счетчик отделены от проточной воды, что заставляет турбину работать. Для передачи привода от турбины, помещенной во «влажную» камеру счетчика, к счетчику, помещенному в «сухую» камеру, используется магнитная муфта.Для этого стремления улучшить и защитить счетчики воды с сухим циферблатом от потери их измерительной способности, мы должны использовать индикаторы пассивного магнитного поля, чтобы обнаруживать действие сильного магнитного поля, исходящего главным образом от неодимовых магнитов. Эти индикаторы особенно полезны для счетчиков воды, уже используемых в сетях (внешняя установка), но в случае новых счетчиков воды индикаторы пассивного магнитного поля могут быть спроектированы и установлены внутри устройства [6]. Магнитная муфта (см. Рис.5) имеет два магнита (1, 2), которые вращаются по обе стороны от перегородки между измерительной частью и частью анализа и отображения. В новых счетчиках воды в индикаторах пассивного магнитного поля [7-8] магниты магнитной муфты окружены магнитными защитными кольцами (3). Магниты закрыты замыкающим диском (4, 5) со сторон, приложенных к соответствующим частям встречной муфты. Защитное кольцо предпочтительно окружает ступенчатую крышку (6) измерительной части (7) и ступенчатую базовую стенку (8) счетного механизма (9).Два защитных кольца могут быть предусмотрены с обеих сторон одной и той же перегородки. В случае уже установленного водомера простое решение, по-видимому, состоит не в устранении отрицательного влияния сильных магнитных полей с помощью магнитного экрана, а в их постоянном обнаружении. с помощью индикатора пассивного магнитного поля (см. рис. 6). Индикатор пассивного магнитного поля использует метод структуры магнитных доменов. Воздействуя на измерительные приборы сильным магнитным полем, можно наблюдать изменения доменной структуры индикатора магнитного поля [6, 10].Получить доменную структуру индикатора можно за счет намагничивания в многополюсной схеме. Эта структура видна с помощью специального считывателя магнитной пленки, который поляризуется в магнитном поле в соответствии с паттернами Горького [9]. Индикатор, имеющий герметичный прозрачный корпус, выполнен в виде наклейки, которая легко устанавливается при измерении. устройств. Когда магнитное поле соответствующей силы около 3,52 кЭ (280 кА / м) — например, исходящее от неодимового магнита — воздействует на индикатор, то многодоменные структуры (геометрические фигуры) индикатора повторно намагничиваются — светло-зеленые контуры магнитных геометрических фигур необратимо размываются или фигуры полностью исчезают (см. рис. 6 б).Большие счетные ролики для м3-дисплея значительно упрощают считывание чисел. Благодаря стандартному счетчику с 5 или 8 роликами, правильное считывание показаний для расчета потребления — детская игра (см. Рис. 7). Указатели даже позволяют читать десятичные разряды, если это необходимо. Звездочка показывает движение турбины даже при самых низких расходах и может, например, использоваться для обнаружения утечек. В случае обычных счетчиков всегда существует риск провисания вала при длительном неиспользовании.Чтобы этого не произошло, мы используем особо прочные роликовые оси. Существуют различные типы счетчиков [4j, 4l- 4n] (см. Рис. 7): 1. Счетчик с мокрым циферблатом Модель с мокрым циферблатом отличается тем, что вал крыльчатки соединен непосредственно со счетчиком. Ролики и стрелки счетчика окружены измерительной жидкостью. Преимущество заключается в том, что передача мощности от измерительной камеры происходит непосредственно в счетчике, и, таким образом, отсутствуют потери на трение. Результат — очень низкий пусковой поток.В отличие от счетчиков с сухим циферблатом, на эту модель счетчика нельзя воздействовать магнитным полем, и металлические загрязнения не могут оседать на валу рабочего колеса или муфте. Этот тип счетчиков воды рекомендуется для питьевой воды любого качества, где по возможности исключено загрязнение счетчика мелкими частицами. 2. Счетчик защиты роликов Модель роликовой защиты означает особый тип счетчика, который является дальнейшим развитием классического счетчика мокрого циферблата. При определенных условиях с годами мелкие отложения могут оседать на роликах счетчика и на всей площади шкалы счетчиков, несмотря на герметизированные ролики в счетчиках.В худшем случае считывание показаний счетчиков становится крайне затруднительным. Этого можно избежать с помощью герметичных счетчиков, разработанных разными компаниями. Цифровые ролики расположены в собственной камере, заполненной специальной защитной жидкостью. Вода и, следовательно, мелкие частицы не могут попасть в область циферблата. Таким образом, счетчик может быть прочитан даже в загрязненной воде или воде с высоким содержанием железа, и поэтому счетчик часто называют «полусухим циферблатом». Счетчики этого типа являются идеальной альтернативой во всех ситуациях, когда считывание показаний часто было невозможным.Они рекомендуются для питьевой воды любого качества, где существует опасность отложений из-за ржавчины или других мелких частиц или когда счетчик будет использоваться намного дольше, чем утвержденный период калибровки. 3. Сухой циферблатный счетчик В этом счетчике во влажной камере работает только турбина. Счетчик с цифровыми роликами герметичен и не контактирует с измеряемой средой. Обе части измерительной вставки соединены современной магнитной муфтой.Неисправности из-за загрязненной воды не влияют на закрытый, откачанный и вращающийся счетчик. Этот тип счетчиков воды рекомендуется для холодной воды в местах с переменным качеством воды. Их можно использовать при температуре эксплуатации до 30 ° C и безопасно до 50 ° C. Счетчики горячей воды могут использоваться при рабочей температуре до 90 ° C с запасом прочности до 120 ° C. 4. Электронный счетчик Вращательное движение крыльчатки передается диском модулятора, например, на сенсорную систему модуля электронного счетчика.Встроенный микропроцессор оценивает генерируемые сигналы датчиков и подсчитывает количество оборотов рабочего колеса, определяет направление вращения и измеряет время для каждого оборота. Затем микропроцессор вычисляет объем, протекающий через счетчик, по этим параметрам и складывает показания счетчика. Текущий расход рассчитывается исходя из времени на один оборот рабочего колеса. Модуль электронного счетчика может быть считан через M-Bus, L-Bus или оптический …

Электромагнитные и ультразвуковые счетчики — сравнение

Специалисты по водоснабжению и водоотведению полагаются на точные измерения расхода при выполнении технологических операций и соблюдении нормативных требований.Выбор лучшего расходомера для каждого приложения имеет важное значение для получения точных данных о расходе.

Отправной точкой является подробное знание области применения и измеряемой жидкости. Также необходимо понимать характеристики различных типов счетчиков, чтобы определить наиболее подходящий вариант. Электромагнитные и ультразвуковые счетчики широко используются в водном хозяйстве. Ниже приводится сравнение этих двух типов счетчиков, чтобы помочь в принятии решений.

Принципы работы

Электромагнитные расходомеры , называемые магнитометрами, работают по принципу закона Фарадея.Этот принцип в основном гласит, что, поскольку проводник, такой как вода, движется через магнитное поле, он производит электрический сигнал. Полнопроходные магнитометры используют электромагнит, установленный на внешней стороне трубы перпендикулярно направлению потока. Когда поток проходит через магнитное поле, электрически заряженные ионы накапливаются, причем отрицательные ионы находятся на одной стороне, а положительные — на другой. Результирующее изменение напряжения прямо пропорционально скорости жидкости, проходящей через трубу, которая может быть преобразована в объем.

Погружные магнитометры работают немного иначе. В случае вводного измерителя в трубу вводится очень маленькое локализованное магнитное поле. Электроды вызывают разделение носителей заряда. В полнопрофильном вводном измерителе электроды расположены вдоль всего поперечного сечения потока для измерения средней скорости по средней линии трубы.

Ультразвуковые расходомеры используют звуковые волны для измерения скорости жидкости, протекающей по трубе, и преобразования этих данных в объем.Двумя основными типами ультразвуковых измерителей являются счетчики времени прохождения, и доплеровские измерители.

Измерители времени прохождения посылают ультразвуковые сигналы в поток с помощью датчиков, которые либо зажимаются, либо вставляются в трубу в двух местах. Разница между временем прохождения звука вверх и вниз по потоку между двумя датчиками прямо пропорциональна скорости потока.

Доплеровские расходомеры используют звуковые волны, отраженные от материалов в жидкости, таких как пузырьки воздуха или твердые частицы, для измерения скорости потока.

Приложения и ограничения

Как магметры, так и ультразвуковые расходомеры могут использоваться для различных применений в водоснабжении и сточных водах, включая измерение шлама, шламов и некоторых химикатов.

Производительность Magmeter не зависит от температуры, давления или вязкости. Эти счетчики могут справляться с быстрыми изменениями расхода. Они могут точно измерять чистые жидкости, такие как питьевая вода или жидкости с тяжелыми твердыми частицами, такие как канализационные подъемники и объекты для твердых биологических веществ.Однако магметры не могут измерять непроводящие жидкости, такие как масла, пар или газы. Магметры могут измерять поток, идущий вертикально или горизонтально. Благодаря современным микропроцессорам высокого разрешения они могут измерять потоки от 0,2 до 0,3 фута в секунду.

Ультразвуковые измерители времени прохождения могут измерять токопроводящие и непроводящие жидкости. Эти измерители могут иметь проблемы с измерением жидкостей с взвешенными твердыми частицами, мусором или пузырьками воздуха, которые прерывают путь звукового сигнала.Для поддержания точности может потребоваться компенсация температуры. Коррозия, точечная коррозия или скопление биопленки на стенке трубы также могут вызвать проблемы.

Доплеровским измерителям требуется материал определенного типа — пузырьки воздуха или твердые частицы — в потоке для измерения расхода.

Факторы установки

Ультразвуковые и магнитометры могут быть установлены на трубах самых разных материалов и размеров, от ½ дюйма до более 100 дюймов в диаметре.

Для узких участков или проектов модернизации, для магметров требуется меньшая прямая труба, чтобы избежать неточностей из-за нарушений потока.Полнопроходному магнитометру требуется только один диаметр перед по потоку и два по потоку, тогда как для ультразвуковых расходомеров обычно требуется пять перед по потоку и 10 за ним.

Вставной тип Магметры предлагают возможность установки счетчика с возможностью горячей замены для случаев, когда остановка процесса нежелательна.

Важным моментом при установке магметра является обеспечение бесшумной атмосферы с использованием хорошего заземления и экранированных кабелей.

Ультразвуковые измерители времени прохождения можно закрепить на трубе или врезать в нее горячим способом. Покрытия необходимо удалить с внешней стороны трубы и добавить материал между трубой и датчиком. Для достижения желаемой точности необходимо знать точную толщину и материал трубы.

Техническое обслуживание

Магметры не имеют движущихся частей и не требуют обслуживания.

Ультразвуковые расходомеры также лишены движущихся частей.Типы зажимов требуют наличия материала между датчиком и трубой для правильной передачи звука. Этот материал со временем разрушается и требует замены. Кроме того, зажимы необходимо время от времени затягивать.

У обоих типов счетчиков есть проблемы с ударами молнии и скачками напряжения.

Точность

Магметры обладают высокой точностью, погрешность составляет ± 0,5 процента от скорости или меньше. Для сравнения, ультразвуковых измерителя времени прохождения имеют погрешности от ± 1 до 2 процентов от нормы.

Стоимость

Сравнение затрат во многом зависит от конкретного проекта, а не от стоимости счетчика. Оба измерителя могут обеспечить экономичное измерение расхода. Будет ли в проекте использоваться полнопроходный магметр или вставной тип? Ультразвуковой режим или допплерография? Дополнительная прямая труба, необходимая для ультразвуковых расходомеров, может увеличить капитальные затраты.

Более высокий уровень точности магметров в сочетании с минимальными требованиями к прямой трубе и длительным сроком службы обеспечивает очень низкую стоимость жизненного цикла.Установка магметра в Нью-Йорке, созданная в 1920 году, все еще работает и обеспечивает точные данные о потоке.

Выбор лучшего измерителя для вашего приложения

И магметры, и ультразвуковые расходомеры обеспечивают высокоточные показания расхода воды и сточных вод.

Однако магметры обеспечивают более высокий уровень точности и большую гибкость. Магнитометры доступны для полнопроходных установок, но также могут быть предоставлены для случаев, когда необходимы горячие врезки, чтобы избежать остановки процесса.Полнопрофильный вставной магнитометр обеспечивает высокий уровень точности полнопроходной установки без необходимости врезания в существующую трубу.

Для проектов по модернизации или тех, где пространство ограничено, необходимость в прямом трубопроводе одного диаметра до и двух на выходе снижает капитальные затраты и упрощает жизнь.

Не требующие технического обслуживания и чрезвычайно длительный срок службы, магметры имеют низкие затраты на жизненный цикл, что обеспечивает надежное и точное измерение расхода.

Обратиться за технической помощью

Специалисты в области водоснабжения несут ответственность за охрану здоровья населения и окружающей среды.Точное измерение расхода — важная часть технологического процесса. Правильный выбор расходомера экономит время, деньги и избавляет от головной боли.

Представители производителей обладают глубокими знаниями и опытом, которые могут помочь в принятии правильного решения. Обратитесь к ним за помощью при выборе измерителя, который лучше всего подходит для вашего проекта.

Общие сведения о водопроводных сетях и счетчиках воды

Обновлено 11.05.21

Когда речь идет о вводных линиях водоснабжения, универсальный водопровод не используется в словаре большинства предприятий водоснабжения.Вход водопровода в здание может быть простым или сложным, в зависимости от здания и того, что в нем находится. Даже услуги водоснабжения жилых домов могут стать предметом споров при правильных условиях. Это сбивает с толку? На самом деле этого не должно быть, если у местного муниципалитета / коммунального предприятия есть набор правил, в которых четко прописано, как должна быть установлена ​​система водоснабжения и какие компоненты размещаются в линии водоснабжения, а также кем и за какую плату.

Есть три важных компонента, которые необходимо учитывать при вводе водоснабжения: счетчик воды, локальное / дистанционное считывающее устройство и устройство предотвращения обратного потока.Обычно устройства для предотвращения обратного потока рассматриваются только для коммерческих / промышленных применений, но они также должны быть размещены на линиях бытового обслуживания, когда жилище используется в качестве коммерческого предприятия (например, парикмахерская, стрижка собак, обработка фотографий и т. Д.). При правильных условиях эти жилища могут быть источником заражения. Однако найти эти домашние предприятия может быть сложно, поскольку они часто не вешают вывески, рекламирующие их присутствие.

В этой серии статей будет описана каждая из отдельных функций или компонентов строки входа как отдельные элементы и подробно описано, как каждый из них может быть использован или размещен.Дополнительная информация в каждой статье будет описывать рабочие характеристики каждого устройства, а также некоторые советы по техническому обслуживанию и ремонту. Статьи не будут касаться запорной арматуры или устройств для воды.

Счетчики воды

Счетчики воды всегда интереснее всего обсуждать, потому что каждый знает их важность в получении дохода для коммунального предприятия. (По крайней мере, автор надеется, что ваши счетчики приносят доход.) Однако счетчики воды также предоставляют такую ​​важную информацию, как запись расхода, сравнение производительности и потребления, помощь в выявлении утечек на территории и выявлении незаконного использования воды.Последнее происходит, когда владелец недвижимости использует воду из других источников, кроме питьевой.

Счетчики воды производятся разными компаниями в разных стилях. Следует помнить, что большинство счетчиков воды производятся в соответствии со стандартами, разработанными в отрасли. Счетчики, изготовленные для использования в США, производятся в соответствии со стандартами Американской ассоциации водопроводных сооружений (AWWA) (Таблица 1). Это означает, что физическая конструкция имеет одинаковые размеры и что внутренние части каждого типа также имеют некоторые сходные характеристики, хотя они не похожи и не взаимозаменяемы.

Выбор счетчика всегда основывается на предпочтениях и опыте коммунального предприятия. В большинстве утилит используются два или три разных типа от одного или нескольких производителей. Выбранный тип должен основываться на максимальном расходе холодной воды через линию обслуживания в здание. Бытовые счетчики обычно имеют размер 3/4 дюйма (или немного меньше) и подключаются к 1-дюймовой линии обслуживания. Счетчик меньшего размера приемлем, потому что расход воды в жилых помещениях редко превышает 25 галлонов в минуту (номинальный расход для счетчика).В случаях, когда расход больше, можно установить 1-дюймовый счетчик, но это часто снижает способность счетчика точно регистрировать утечки или очень малые потоки (1/8 галлона в минуту или меньше). Однако большинство 3/4-дюймовых метров при 25 галлонах в минуту может работать с двумя водяными шлангами и сливным унитазом без какого-либо отрицательного воздействия на поток и давление воды.

Многосемейные, коммерческие и промышленные водосчетчики должны быть рассчитаны на максимальный ожидаемый расход, а не на размер линии обслуживания, входящей в здание. Существуют опубликованные таблицы, которые могут помочь утилите определить правильный размер для различных свойств и приложений на основе количества приспособлений и примерного использования.

Системы водоснабжения, которым требуются счетчики диаметром более 2 дюймов, нуждаются в составном счетчике. Составные счетчики конструируются с маленьким счетчиком (от 3/4 дюйма до 1 дюйма) для малых расходов и большего счетчика для высоких потоков. Такое расположение позволяет Утилита для отслеживания всего использования низкого расхода, которое происходит, когда один кран включен на короткие периоды времени.

Здания, построенные с системами пожаротушения, также должны быть оборудованы водомером в системе противопожарной защиты.В некоторых случаях линия пожаротушения отделена от подключения к системе снабжения питьевой водой, в то время как в других случаях к зданию подсоединяется только одна большая линия обслуживания, обеспечивая обе потребности.

Здания с отдельными системами противопожарной защиты должны иметь счетчик проверки извещателей, который регистрирует поток в пожарной магистрали. Кроме того, счетчик должен быть построен с небольшим счетчиком для регистрации любого небольшого расхода, который используется. Другой вариант — использование комбинации компаунда и пожарного расходомера.

Строительство малых счетчиков воды

Счетчики воды бывают четырех основных типов: объемные, многоструйные, одноструйные и турбинные (Рисунок 1).Кроме того, есть несколько электронных счетчиков, но они не так широко распространены. Обозначения относятся к расходу воды через счетчик и способу измерения и регистрации расхода.

Корпус счетчика может быть изготовлен из бронзы, латуни или пластика и обычно доступен из различных материалов от любого данного производителя. Внутренняя измерительная камера изготовлена ​​из термопласта и может заменяться как единое целое. Регистрирующий или записывающий компонент установлен вне корпуса и часто приводится в действие магнитом.Возможно, все еще используются очень старые счетчики механического привода, но они встречаются редко.

Работа измерительной камеры измерителя зависит от типа конструкции измерителя. Счетчики объемного типа обычно имеют нутационный диск или качающийся поршень в измерительной камере. Вода поступает в камеру через порт сбоку и протекает через диск или поршень, выходя через другое боковое отверстие.

Каждое устройство, измеряющее расход воды, выполняет разные действия.Счетчики с качающимся поршнем передают свое движение на установленный в верхней части корпуса шпиндель, снабженный магнитом. Вода, протекающая через поршень, вращает магнит, который затем приводит в действие записывающий механизм.

Измерительные устройства с натяжным диском качаются в камере и не вращаются. Однако колебательное движение ограничивается нижним шариком и гнездом, и только маленький шпиндель наверху имеет круговое движение. Это круговое движение передается соединительным звеном во вращательное движение, которое приводит в движение установленный на шпинделе магнит за пределы камеры.Этот магнит приводит в действие вторичное устройство записывающего механизма.

Многоструйные счетчики также изготавливаются со съемной измерительной камерой из термопласта. Однако в этих счетчиках вода поступает на дно камеры и течет вверх мимо крыльчатки (или ротора), которая выглядит как серия лопаток, выходящих из ступицы, установленной на опорных валах. Вода, протекающая мимо лопастей, заставляет их вращаться вокруг своих осей. На верхнем валу расположен магнит, который передает вращательное движение крыльчатки другому устройству в записывающей головке.

Некоторые новые модели многоструйных расходомеров выполнены со специальным внешним кожухом, расположенным под прямым углом к ​​резьбовым соединениям трубопроводов. Эта установка позволяет воде попадать на боковую часть корпуса, а затем течь вверх через крыльчатку. Преимущество состоит в том, что линия обслуживания счетчика не обязательно должна быть горизонтальной при одновременном измерении расхода воды, как если бы он находился в горизонтальной плоскости.

Счетчики с одноструйным приводом состоят из корпуса из бронзы, латуни или сплава, в котором находится измерительная крыльчатка и камера, расположенная немного не по центру от штуцеров для подачи воды.Вода, поступающая в корпус, направляется через одно отверстие в камеру рабочего колеса. Вода, протекающая по касательной мимо крыльчатки, заставляет ее вращаться вокруг своей опорной оси. Это вращение приводит в движение магнитную муфту на записывающей головке.

Турбинные счетчики обычно изготавливаются из бронзы или латуни, хотя могут использоваться и другие сплавы. Измерительная камера изготовлена ​​из термопласта и снимается с основного корпуса. Рабочее колесо (ротор) устанавливается горизонтально внутри измерительной камеры на комплекте поддерживающих шпинделей / валов.Измерительная камера часто оснащена серией правильных лопаток, которые контролируют направление воды, поступающей в камеру рабочего колеса.

Вода, проходя через камеру, заставляет крыльчатку вращаться. Поскольку это вращение параллельно потоку воды, необходим набор червячных или конических шестерен, чтобы изменить направление движения так, чтобы оно было перпендикулярно потоку воды. Это изменение направления позволяет магниту, расположенному на конце вала, магнитно соединяться с записывающим устройством в верхней части корпуса.

Разновидностью турбинного счетчика является счетчик пропеллера. В расходомерах этого типа используется коническая и изогнутая крыльчатка, помещенная в открытую трубу для регистрации потока воды. Эти счетчики используются в качестве счетчиков производственных (колодцев и заводов) или счетчиков пожарных гидрантов, а не счетчиков расхода из-за их неспособности регистрировать низкие расходы.

Строительство больших счетчиков воды

Есть несколько различных стилей больших счетчиков, используемых для коммерческого, многосемейного и промышленного применения.Однако в этих счетчиках нет специальных или иных методов измерения расхода воды. Вместо этого они используют комбинацию из одного или нескольких типов измерителей (объемный, турбинный и т. Д.), О которых говорилось ранее.

Некоторые метры (11/2 дюйма и 2 дюйма), используемые в многоквартирных домах на четыре-шесть квартир, могут быть единичными метрами, как и ранее описанные. Единственное различие заключается в их физическом размере, максимальной пропускной способности (120–170 галлонов в минуту) и потере низкой точности потока.Однако, если в здании есть другие помещения или более высокий расход, то обычно используется составной счетчик.

Преимущество составного счетчика по сравнению с одним счетчиком заключается в его способности более точно улавливать низкие потоки, при этом обеспечивая такой же высокий поток и вписываясь в одно и то же общее пространство. Например, один 2-дюймовый дисковый расходомер имеет диапазон расхода от 11/2 галлонов в минуту до 170 галлонов в минуту с постоянным показателем 100 галлонов в минуту. 2-дюймовый составной расходомер от того же производителя имеет диапазон расхода от 1/4 галлона в минуту до 170 галлонов в минуту. непрерывный поток.Если бы это была квартира с шестью квартирами, от 15 до 20 процентов используемой воды было бы менее 11/2 галлона в минуту.

Составные расходомеры обычно производятся в размерах от 2 до 6 дюймов и имеют разные диапазоны расхода для каждого размера. Как правило, диапазон измерения малого расхода составляет от 1/4 до 1/2 галлона в минуту, а при высоком расходе — примерно до 1500 галлонов в минуту. Некоторые производители также производят 8-дюймовые составные расходомеры со скоростью от 1 до 2 000 галлонов в минуту.

Составные счетчики (Рисунок 2) обычно состоят из небольшого счетчика, который может измерять до 25 галлонов в минуту, и турбинного счетчика, который обрабатывает оставшуюся часть потока.Большинство производителей размещают их в литом корпусе из бронзы или латуни с фланцевыми соединениями. Поскольку все они производятся в соответствии со стандартами AWWA, внешние размеры обычно одинаковы, с некоторыми физическими отличиями. Кроме того, некоторые производители делают составные измерители с другим корпусом, а не с одним корпусом, чтобы они могли приспособиться к своим индивидуальным стилям.

Те счетчики, которые имеют общий корпус, обычно имеют какую-то отводную пластину или клапанное устройство, расположенное внутри основного корпуса счетчика.Назначение отводного устройства — направить поток воды в нужную секцию счетчика. Следовательно, когда расход становится больше, чем верхний предел маленького счетчика, заслонка открывается, и вода направляется в турбину с большим расходом или записывающее устройство. В некоторых случаях составной измеритель имеет отдельные записывающие головки для отдельных измерительных устройств, в то время как в других поставляется одно записывающее устройство.

Счетчики линии огня — еще один крупногабаритный счетчик, который обычно находится в промышленных, коммерческих и многоквартирных (многоквартирных или многоквартирных домах) зданиях, имеющих системы пожаротушения.Однако эти счетчики бывают разных типов (рис. 3). Тот, который выбран для любого конкретного приложения, будет зависеть от коммунального предприятия, обслуживающего собственность, и правил, которым они следуют. Не у всех одинаковые требования.

Например, некоторые коммунальные предприятия не заботятся о том, сколько воды используется в оросительной системе здания. Для этих приложений простая проверка детектора с помощью небольшого байпасного счетчика будет регистрировать только небольшое количество воды, которое используется для тестирования или промывки, и почти не будет воды, если система активирована.Другим коммунальным предприятиям требуется точный учет всей использованной воды, и им требуются счетчики на противопожарных линиях, которые оснащены составными и магистральными счетчиками. Обычно это от 6 до 12 дюймов.

Как правило, измерительная камера счетчика пожарных магистралей является счетчиком пропорционального типа и не изготавливается с индивидуальным корпусом или камерой. Вместо этого измерительная секция похожа на многоструйную камеру, которая размещается в верхней части корпуса. Расположение измерительной секции обеспечивает свободный путь для воды системы пожаротушения, протекающей через счетчик.Это также предотвращает повреждение измерительной секции в случае, если подрядчик оставил в трубе что-то крупное. Однако для многих новых установок требуется, чтобы перед расходомером был установлен сетчатый фильтр, чтобы предотвратить такое повреждение. Эти сетчатые фильтры имеют такие размеры и изготавливаются таким образом, чтобы не было ограничений для потока воды. Вот как обойти счетчик воды с помощью трубы.

Размер и выбор счетчика воды

Выбор счетчика воды для здания обычно основывается на предыдущем опыте или существующих критериях.Если предыдущие данные отсутствуют, выбор должен быть основан на спросе или ожидаемом потреблении здания с использованием некоторых существующих формул расхода устройства. Этот счетчик никогда не должен основываться на размере водопровода, если в здании нет противопожарной защиты.

Определить потребность в воде для приложения несложно, но для этого требуется набор планов здания или проверка на месте. Поскольку инспекция на месте может проводиться только тогда, когда здание почти завершено (немного поздно для выбора счетчика), планы обычно необходимы.Лучшее время для рассмотрения плана — во время подачи заявки на разрешение и до начала строительства.

Большинство производителей счетчиков, а также AWWA, имеют таблицы, в которых указаны нормы потребления различных строительных приспособлений. Использование этих таблиц и подсчет количества светильников обеспечит максимальную потребность здания. Затем эту сумму можно изменить в соответствии с фактическим спросом, оценив количество приборов, которые будут использоваться в любой момент времени.

Например, если здание представляет собой четырехквартирный многоквартирный дом, потребность в воде может быть основана на том, что в трех из четырех домов одновременно используются аналогичные приспособления — например, душ по утрам в сочетании с парой унитазов ( туалеты) и туалеты (умывальники).Этот прогнозируемый максимальный расход в галлонах в минуту можно затем сравнить с производительностью, указанной производителем счетчика, для данного размера счетчика. Если прогнозируемый расход составляет 50 галлонов в минуту, то потребуется расходомер, имеющий стандартную пропускную способность выше этой.

Большинство счетчиков имеют избыточную пропускную способность по сравнению с нормальным рабочим диапазоном. Однако это превышение никогда не должно использоваться в качестве основы для выбора счетчика. Он только обеспечивает защиту от непродолжительных пиковых потоков. Опять же, не забудьте проверить счетчик на низком расходе.Улавливание утечек, возникающих в старых зданиях, не только приносит доход, но также может помочь коммунальному предприятию предупредить владельца здания о проблеме и сэкономить воду.

Полноразмерные счетчики могут использоваться в промышленных приложениях с большими линиями обслуживания. Даже если в здании в настоящее время нет внутреннего спроса на 8-дюймовую линию, легче установить 8-дюймовую линию пожаротушения или составной счетчик, чем пытаться рассчитать, каким будет потребление в здании в будущие годы. Когда линия обслуживания (от 16 дюймов до 24 дюймов) больше, чем размер метра, линия обслуживания может быть разветвлена ​​для размещения двух или более счетчиков небольшого размера, которые будут обеспечивать поток, равный величине потока в линии обслуживания.

Здания (коммерческий счетчик воды), которые имеют системы противопожарной защиты, но лишь небольшая потребность в воде, требуют другого метода выбора счетчика воды. Для этих применений питьевая вода для здания часто отбирается из магистрали, и для этого не требуется полноразмерный счетчик. Чтобы быть наиболее эффективной, система противопожарной защиты должна быть оборудована контрольным счетчиком детектора (включая сетчатый фильтр), а на небольшой линии должен быть счетчик, который удовлетворяет требуемым требованиям к приспособлениям.

Установка счетчика воды

Все счетчики воды должны быть установлены в соответствии с инструкциями производителя. Они должны быть расположены в доступном, защищенном месте с достаточным пространством для работы. Если измеритель является составным или более крупным типом, то необходимо учитывать размер или тип испытательного оборудования, которое будет использоваться. Он должен учитывать возможность безопасного отвода воды для испытаний, не вызывая повреждения здания водой.

Поскольку многие электрики заземляют электрическую систему на водопроводные трубы, необходимо уделить некоторое внимание обеспечению защиты счетчика и всех, кто работает с системой, от паразитных электрических токов.Обычно это достигается путем установки перемычки на счетчике, а также заземления электрической линии на входной стороне линии обслуживания. Многие новые конструкции из-за изменений в электротехнических правилах требуют отдельного заземляющего стержня для электрических сетей, расположенных за пределами здания. В некоторых случаях это требуется, потому что устанавливаемые новые пластиковые линии обслуживания не обеспечивают возможности заземления.

Тестирование счетчиков воды

Тестирование счетчика часто является спорным вопросом.Для начала нужны деньги. Это также создает неудобства для владельца и нарушает нормальный распорядок дня. Однако почти во всех случаях затраты на тестирование и замену счетчика (при необходимости) более чем компенсируются увеличением выручки в течение срока службы счетчика. Это особенно актуально для районов со средним или более высоким расходом воды. Тщательный и продуманный план — лучший подход.

Частота тестирования счетчика зависит от нескольких факторов: размер счетчика, качество воды, использование, обращения в службу поддержки и тип применения.Производители и другие ассоциации (AWWA) рекомендуют стандартное время для циклов испытаний счетчиков, которые за прошедшие годы оказались удовлетворительными. У многих коммунальных предприятий также есть установленные программы, которыми они с радостью поделятся с заинтересованными сторонами.

Как показывает практика, большинство бытовых счетчиков следует проверять с интервалом в 10 или 15 лет. Тестовый образец на несколько метров в пределах заданной области поможет вам определить текущую точность измерителя. Это можно сделать с помощью портативного тестового счетчика в любое время, когда есть вызов службы поддержки для проверки счетчика с низкой регистрацией или жалоба на высокий счет за воду (при условии, что утечек нет).

Если измерители относительно точны (95 процентов), тогда полная программа тестирования может быть отложена. Более низкая точность является катализатором полной программы испытаний. Если утилита получает много запросов на обслуживание остановленных счетчиков, следует запустить программу тестирования. Кроме того, если многие измерители показывают большие неточности, тогда следует инициировать программу замены и ремонта без прохождения программы тестирования.

Большие счетчики следует проверять чаще, особенно если в здании используется большое количество воды.Причина в том, что расходомеры малых размеров часто не учитываются при регистрации, что приводит к увеличению количества неучтенной воды у коммунального предприятия и, как следствие, к потере дохода. В некоторых случаях стоимость тестирования и последующего ремонта может превышать прибыль от упущенной выгоды, но частота программы тестирования не должна изменяться.

Тестирование больших счетчиков с интервалом в два-три года может показаться некоторым излишним, но в большинстве случаев это должно быть рентабельным. Это особенно актуально для многоквартирных домов (или квартир / кондоминиумов), где много использования с низким расходом (например,г., смыв унитаза и умывальники / раковины). Если есть какие-либо опасения по поводу рентабельности, запись затрат на тестирование по сравнению с прибылью может быть использована в качестве основы для программы тестирования. Время проверки также даст утилите возможность провести жизненно важный осмотр счетчика на предмет несанкционированного доступа или других проблем.

Счетчик воды испытывается различными способами. Что касается счетчиков в жилых помещениях, легче произвести замену счетчика и испытать его на стенде, чем пытаться проверить его в доме. Однако есть портативные тестовые приборы, которые можно использовать в доме и которые дают точные результаты.Счетчики большего размера обычно могут быть проверены только на месте, что означает необходимость отключения воды или других средств подачи воды во время проверки. Наличие заблокированной байпасной линии вокруг счетчика позволит в здании иметь воду во время проведения теста.

В других случаях здание может обслуживаться двумя или более линиями (обычно в больницах), что позволяет отключать по одной за раз. Если во время проверки счетчика нет другого способа подачи воды, необходимо принять меры для проведения проверки в часы, отличные от нормального рабочего времени.Обычно это подразумевает большую координацию и оплату сверхурочных. Тем не менее, это тестирование нельзя игнорировать или откладывать. В конце концов, на карту поставлены доходы и неучтенная вода.

Фотографии любезно предоставлены Hersey Meters, Кливленд, Северная Каролина

Stenner насосов счетчики воды с сухим контактом

Счетчик воды из нержавеющей стали или пластика

В счетчике воды из пластика и нержавеющей стали используется герконовый переключатель, который выдает импульсный сигнал с сухим контактом. Счетчик посылает сигнал для приведения в действие насоса для дозирования в соответствии с объемом воды.Оба сертифицированы IAPMO по ANSI / NSF 372, с низким содержанием свинца.

Щелкните технические характеристики, чтобы узнать о расходах, спецификациях и материалах конструкции водосчетчика из пластика или нержавеющей стали. Выбирайте размер расходомера в зависимости от непрерывного расхода, а не размера трубы.

Счетчик воды VPD с низким расходом идеален при минимальном расходе воды

Идеально подходит для стада домашней птицы и свиноводства с минимальным потоком воды. Вертикальный объемный водосчетчик 3/4 ″ регистрирует расход от 0.1 столовая ложка 22 галлона в минуту.

Счетчик имеет качающийся поршень и не требует питания. В измерителе используется геркон для подачи импульсного сигнала с сухим контактом. Хотя счетчик предназначен для вертикальной установки, его можно установить горизонтально или под наклоном, пока счетчик остается заполненным водой. Счетчик имеет встроенный предохранитель обратного потока и заключен в пластиковый корпус с устойчивым к коррозии регистром с жидкостным уплотнением для облегчения считывания показаний.

Нержавеющая сталь

Пластик

VPD

Щелкните здесь, чтобы просмотреть доступные предварительно собранные измерительные системы.

Технические характеристики

Расходомер пластикового счетчика воды *

* Непрерывный расход: размер расходомера следует выбирать исходя из непрерывного расхода, галлонов в минуту, а не размера трубы.

В переменного тока

Расход нержавеющей стали

Непрерывный поток * 80 галлонов в минуту
Диапазон расхода 2–160 галлонов в минуту
Импульсов на галлон 1,2,4

В переменного тока

Размеры счетчика воды

Счетчик воды пластиковый

Счетчик воды из нержавеющей стали

Транспортный вес 13 фунтов (5.9 кг)

Размеры

Корпус: 11,9 дюйма (30,1 см)
Корпус с муфтами: 17,5 дюйма (44,5 см)
Резьба IPS: 6,4 см (2,5 дюйма)
Резьба NPT: 2,0 (5,1 см)

Вертикальный счетчик воды прямого вытеснения

Транспортный вес 1,8 фунта (0,80 кг)

Размеры

Корпус: 6,5 дюйма (16,51 см)
Корпус с муфтами: 10,5 дюйма (26,7 см)
Резьба IPS: 1,0 дюйма (2,5 см)
Резьба NPT: 0,75 (1,9 см)

подключений к счетчику воды, они могут загнать вас в орехи!

Я могу быть «счетчиком» в третьем поколении, но небольшой размер подключения счетчика воды заставил меня усомниться в моем происхождении.

Почему у 1-дюймового счетчика нет трубной резьбы 1 дюйм на резьбовом конце? Почему у метра 1,5–2 дюймов есть внутренняя резьба, а у их меньших собратьев — наружная резьба? Если на то пошло, почему 1.5 ”& amp; 2-дюймовые метры имеют овальные фланцы, а 3-дюймовые и более — круглые фланцы? Теперь я знаю, что это доставит мне серьезные неприятности, но почему счетчики, устанавливаемые на трубе ¾ ”и 1”, говорят, что 5/8 ”и ¾” соответственно на циферблатах? Что означают все цветовые обозначения циферблатов одометра и почему у них так много разных вариантов материалов корпуса, корпуса и нижней пластины?

Стараясь не выглядеть глупым, я исследовал некоторые из этих вопросов и подумал, что поделюсь ими с вами, на всякий случай, если вы тоже захотите узнать ответы.

Подключение счетчика воды:

Вместо того, чтобы принимать снотворное, вы можете прочитать стандарты C700 или C708 Американской ассоциации водопроводов или их руководство M-5 по установке счетчиков воды, но здесь это вкратце. В номенклатуре размеров корпуса водомера исторически указано, что измерительная камера и внутренний диаметр / размер отверстия указаны в качестве первого числа, а размер трубы, на которой установлен счетчик, — в качестве второго числа в размере. Например, счетчик 5/8 «x 3/4» имеет измерительную камеру 5/8 «и размер отверстия 5/8» и устанавливается на трубе «. Нажмите здесь, чтобы просмотреть подробные сведения на диаграмме.

Хотя все это может показаться запутанным, по личному опыту, для внешней прямой резьбы ½ дюйма потребуется соединение с внутренней трубной резьбой дюйма. Наружная прямая резьба ¾ ”соответствует соединению с внутренней трубной резьбой 1”, а внешняя прямая резьба 1 ”- соединению с внутренней трубной резьбой 1,5”. Если вы мне не верите, вы можете сделать башню муфты из комплектов муфт ½ дюйма, 3/4 дюйма и 1 дюйм.Я считаю это полезным, когда недавно пытался объяснить эту проблему клиентам.

Как видно из таблицы, счетчики воды 1,5 и 2 дюйма доступны как с внутренней трубной резьбой, так и с овальными фланцами на два болта. Из-за веса этих расходомеров внутренняя трубная резьба считается более устойчивой на трубе, а овальный фланец на 2 болта упрощает установку дооснащения.

Еще один часто задаваемый вопрос: почему на регистре счетчика напечатано 5/8 ”для счетчика 5/8” x3 / 4 ”, идущего на ¾” трубе.Причина этого в том, что измеритель 5/8 ”x1 / 2” и метр 5/8 ”x3 / 4” имеют одну и ту же измерительную камеру и используют один и тот же регистр. Помните из нашего предыдущего обсуждения, что первое число в последовательности размеров также является размером измерительной камеры. Это также относится к измерителю ”x1”, который установлен на 1-дюймовой трубе, но имеет отметку ”на лицевой стороне регистра.

Регистрация циферблатов:

Считаю циферблат водомера просто, если забыть все, кроме одометра.Вы читаете одометр слева направо, и вы получаете то, что видите. Например, для водомера 5/8 «x3 / 4» 1234560 составляет 1 234 560 галлонов в регистре галлонов США. Большинство коммунальных предприятий выставляют счета с шагом в 1000 галлонов, и одометры отражают это, имея крайние левые колеса белого цвета с черным шрифтом, представляющим тысячи, десять тысяч, сотни тысяч и миллионы галлонов. Два диска справа и фиксированный ноль — это черные колеса с белым принтом, которые представляют собой не подлежащие оплате единицы или сотни, десятки и единицы.Фиксированный ноль представлен стрелкой тестовой развертки счетчика на регистре. В нашем предыдущем примере, если показание было 1234560, а стрелка развертки была на 3, фактическое показание счетчика было бы 1 234 563 галлона США. Вы найдете два фиксированных нуля на 1 ”метре и стрелку на сто галлонов. Это сделано для того, чтобы вместить большие объемы воды, чтобы одометр мог довести до 100000000 галлонов перед тем, как повернуть его, вместо 10000000 галлонов на меньшем счетчике.

Есть еще несколько важных функций реестра, которые могут вам помочь:

Детектор утечки — это белый или черный треугольник, прикрепленный к центру руки развертки и вращающийся в соотношении один к одному с измерительной камерой.Это используется для определения того, что качающийся поршень в измерительной камере движется. Большинство коммунальных предприятий заставляют клиентов отключать всю воду в своих домах, а затем проверять течеискатель, чтобы увидеть, есть ли у клиента течь на их стороне счетчика.

Код даты изготовления — в регистре на циферблате должны быть нанесены месяц и год, то есть дата изготовления, которую Компания использует для определения срока годности счетчика и гарантийных обязательств.

Информация о измерителе — номер модели измерителя, номер детали регистра, размер камеры (как объяснялось ранее), калибровка (т.е.е. Галлон США, кубические футы, M3) также отображаются на счетчике. Счетчики Elster AMCO также имеют в регистре 2P или 4P. Это количество полюсов регистрационного магнита, которое используется для обеспечения совпадения регистрационного магнита и магнита камеры.

Варианты отделки счетчика воды:

Счетчик воды Elster AMCO 5/8 ”x3 / 4” C700 можно заказать в более чем 2000 различных вариантах. Многие из вариантов, доступных сегодня на счетчиках воды для жилых домов, основаны на запросах клиентов десятилетней давности.Производственные процессы и материалы по качеству улучшились настолько, что большинство клиентов могут без проблем использовать стандартную конфигурацию счетчика. Стандартный счетчик состоит из бронзового корпуса, счетчика со стеклянной линзой и полимерного корпуса, крышки и нижней пластины. Я хотел понять, почему существуют все варианты, поэтому задал несколько вопросов. Вот ответы:

Основной корпус — основные корпуса доступны из традиционного бронзового сплава, бронзы с низким содержанием свинца и полимерного корпуса (некоторых размеров).Основные случаи использования традиционных сплавов и свинца с низким содержанием свинца — это требования клиентов, которым они должны следовать, но полимерные расходомеры были популярны в начале восьмидесятых и потеряли популярность у большинства клиентов. Они по-прежнему популярны в промышленности, особенно там, где бронза — не лучший материал.

Материал регистра — хотя расходомеры доступны с полимерными и стеклянными линзами, во Флориде мы продаем стеклянные линзы только для ям. Полимерные линзовые измерители могут быть установлены в подвалах на севере внутри.

Регистр Материал корпуса — Регистр Корпуса доступны в полимере и бронзе. Некоторым клиентам требуется бронзовый корпус по причинам продолжительности службы, но большинство коммунальных услуг сегодня, за исключением полимерного корпуса, поскольку полимерные материалы улучшились и достаточны для удовлетворения требований к обслуживанию.

Материалы нижней пластины — Нижние пластины доступны из полимера, бронзы и чугуна. Пластины днища из полимера и бронзы относятся к той же категории, что и материалы корпуса, но днище из чугуна традиционно используется на севере для защиты от замерзания.Дно из чугуна предназначено для разрушения при замерзании счетчика, чтобы предотвратить повреждение внутренних частей счетчика. В установках с приямками для счетчиков во Флориде можно использовать чугунные днища, но стандартным является полимер.

Я надеюсь, что эта информация прояснила некоторые странности определения размеров подключения счетчиков воды в жилых домах и поможет вам объяснить эти вещи своим клиентам.

Примечание: я хотел бы поблагодарить «человека-счетчика» второго поколения Джона Кори за его вклад и помощь в редактировании этой статьи.

Эрик Кори — торговый представитель Avanti в Южной Флориде и сын Джона Кори, менеджера по системам учета Avanti, который работает в этой отрасли 30 лет. Дед Эрика, Джеймс Кори, основал Corad meter.

границ | Механо-магнитная телеметрия для мониторинга инфраструктуры подземных вод

Введение

Подземная инфраструктура, такая как водопроводные и канализационные трубы, часто находится в густонаселенных городских районах, в неизвестных местах и ​​в неизвестном состоянии.Американское общество инженеров-строителей (ASCE) присваивает инфраструктуре питьевой воды и сточных вод в США оценки D и D +, соответственно (ASCE, 2017). Обнаружение утечек является особенно актуальной проблемой, поскольку некоторые муниципалитеты сообщают о не связанных с доходами потерях воды до 50% (Lambert, 2002; Goulet and Smith, 2013; Adedeji et al., 2017; Huston and Xia, 2017).

Обнаружение утечек преследует три основные цели: количественное определение потерь воды, определение места утечки и разработка моделей контроля утечек (Puust et al., 2010). Эти цели достигаются несколькими способами: инспекция труб на месте, статистическое моделирование известных отказов в прошлом, моделирование физических свойств трубы / грунта и оценка воздействия конкретных видов отказов труб (Liu and Kleiner, 2013). Неразрушающий неразрушающий контроль особенно важен, чтобы избежать отключения воды, которое мешает потребителям и может вызвать нарушение бугорков внутренней трубы (Rajani and Kleiner, 2004). Методы инспекции труб на месте включают акустическое обнаружение (Хулиеф и др., 2012), лазерное сканирование внутренней части трубы, измерения утечки магнитного потока, обнаружение вихревых токов удаленного поля, широкополосное электромагнитное зондирование, импульсные вихретоковые испытания (Liu and Kleiner, 2013) и георадар (Huston et al., 2017). ). Однако не все методы контроля работают для всех материалов и диаметров труб (Rajani and Kleiner, 2004), что усложняет процесс контроля. Кроме того, повсеместно встречаются проблемы с чувствительностью обнаружения. Например, утечки воды на стыках труб и фитингов часто имеют слишком низкие скорости потока, чтобы их можно было идентифицировать с помощью акустических методов обнаружения (Lambert, 2002).

Стратегия улучшения работы подземных инженерных сетей заключается в использовании нескольких датчиков и IoT для определения состояния инфраструктуры, включая уровни потока, обнаружение утечек и несанкционированное использование. Пример сети датчиков подземной инфраструктуры — в городе Саут-Бенд, штат Индиана, США, с CSOnet, который обеспечивает контроль инфраструктуры ливневых вод в режиме реального времени для комбинированного снижения уровня перелива канализации (Montestruque and Ruggaber, 2007). Проблема заключается в том, что связь с датчиками внутри и вокруг подземных водопроводных сетей часто затрудняется асфальтом, арматурой, бетоном, крышками люков, а также несколькими футами земли и грунта.Маломощные мегагерцовые радиосистемы, такие как LoRa, плохо передают через эти препятствия (Montestruque and Lemmon, 2008). Поскольку радио 900 МГц, используемое в системе CSOnet, не могло осуществлять вещание из канализационной системы Саут-Бенд, для беспроводной сети потребовалось заменить железные и стальные крышки люков индивидуальными альтернативами из стекловолокна, которые содержали встроенные радиоантенны (Montestruque and Lemmon, 2008).

Проникающая способность магнитной сигнализации делает ее хорошо подходящей для прямой связи с датчиками, используемыми для мониторинга подземных коммуникаций, без необходимости модификации существующей инфраструктуры, такой как крышки люков.Большинство материалов, включая землю и морскую воду, не взаимодействуют с магнитными полями, колеблющимися ниже 3000 Гц, что делает магнитную сигнализацию совместимой с требованиями низкоскоростной связи по земле с подземной инфраструктурой.

Большие электрические индукционные катушки или массивные антенны, которые резонируют с желаемой частотой передачи, являются традиционным методом создания и приема низкочастотных магнитных полей. Физический принцип — это линейное движение заряженных частиц, т.е.е., электроны через проводники создают и принимают магнитные поля. Длины волн низкочастотных электромагнитных волн составляют от десятков до тысяч километров, что делает эти традиционные конструкции антенн непрактично большими и дорогими для большинства приложений (Huston, 2017). Только в последние несколько лет недорогие альтернативы стали жизнеспособными (Picos et al., 2016). Недавнее распространение недорогих высокочувствительных магнитометров резко увеличило диапазон возможных применений для магнитных сигналов и датчиков.Движение постоянных магнитов — альтернативный способ генерации магнитных полей (Гергинов, 2017). Физический принцип состоит в том, что спин и орбитальный угловой момент электронов создают магнитные дипольные поля, связанные по местоположению и ориентации с твердым магнитом (Moon, 1984). Колебательные движения магнитов создают колебательные магнитные поля. Мощные редкоземельные магниты обещают создать более компактные, легкие и более мощные источники сигналов.

В данном исследовании используется простой компактный магнитный источник на основе вращающегося постоянного магнита, который хорошо работает на частотах примерно до 100 Гц.Магнит представляет собой диаметрально намагниченный неодимовый цилиндр с дипольным полем, поляризованным с севера на юг поперек его диаметра. Вращение вокруг цилиндрической оси заставляет открытые силовые линии перемещаться вместе с вращением цилиндра. Это создает переменное колебательное поле, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 . Силовые линии диаметрально намагниченного цилиндра, показанные открытыми горизонтальными линиями поля.

Однако низкочастотные колеблющиеся магнитные поля имеют ограниченный диапазон передачи.Предлагаемое решение заключается в использовании второй технологии для сетей большого радиуса действия. LoRa — это формат беспроводной радиомодуляции для сетевых систем IoT, который работает в безлицензионном диапазоне спектра на 868 МГц (европейская спецификация) или 915 МГц (североамериканская спецификация). Он привлекателен для наземных целей IoT из-за низкого энергопотребления, низкой стоимости, потенциала для высокой функциональной совместимости между подключенными устройствами и относительно большого радиуса действия (до 1–10 миль). Модуль Dragino LoRa может легко добавить возможность LoRa к микроконтроллеру Arduino Uno или Arduino Mega.

В данном исследовании применяется новая комбинация этих двух режимов связи (мегагерцовая радиосвязь LoRa и низкочастотная магнитная сигнализация) для разработки недорогой маломощной системы IoT, которая способна передавать информацию от подземных датчиков в наземный IoT. сеть. Эти датчики предназначены для обнаружения утечек в городской системе водоснабжения. Одна из стратегий обнаружения утечек заключается в использовании расходомеров для отслеживания изменений расхода или объема (Zhang, 1996).В этой схеме быстрое изменение расхода на входе или выходе трубы может указывать на возникновение утечки. Точно так же утечка также может быть указана, если разница между измерением расхода выше и ниже по потоку превышает заранее определенный допуск (Zhang, 1996). Другая стратегия обнаружения утечек заключается в использовании датчиков влажности для контроля влажности почвы вокруг заглубленных труб (Christodoulou et al., 2010). Локализованная область с высокой влажностью может указывать на протечку трубы в этом месте. В этой статье разработаны два датчика, которые используют преимущества этих методов обнаружения утечек: расходомер с автономным питанием с магнитной сигнализацией и датчик влажности с питанием от батареи с магнитной сигнализацией.

Раздел «Теория электромагнетизма» представляет электромагнитную теорию, лежащую в основе конструкции датчика. В разделе «Оборудование» перечислены характеристики используемого испытательного оборудования. В разделе «Передача сигналов с помощью осциллирующих магнитных полей» описаны три начальных теста, предпринятых для оценки возможностей низкочастотной магнитной передачи сигналов для подземных приложений Интернета вещей. В разделе «Развитие системы связи» описаны компоненты и функции двух датчиков обнаружения утечек, разработанных в этой статье.} ei (kr − ωt) (1)

, где k = 2πλ — угловое волновое число м ₀ — дипольный момент, r — расстояние от источника, θ — полярный угол от зенита, c — скорость света и ϵ ₀ — постоянная диэлектрической проницаемости вакуума: ϵ0≈8,854 × 10-12 фарад на метр. Диэлектрическая проницаемость — это мера способности материала противостоять образованию внутри него электрического поля. Обычно ближнее поле находится в пределах одной длины волны от источника, а дальнее поле начинается, когда r > 2λ.] ei (kr-ωt) (2)

Амплитуда ближнего поля быстро падает из-за члена ( kr ) ³ в знаменателе. Таким образом, в ближнем поле напряженность магнитного поля падает примерно в соответствии с величиной, обратной кубу расстояния. Для источника с частотой 10 Гц длину волны можно определить: λ = cf = 30 000 км. Поскольку в этом исследовании участвуют низкочастотные колебания менее 10 Гц, эта сигнализация работает в крайнем ближнем поле.

Магнитное поле в ближней зоне также вызывает распространение электромагнитного сигнала в дальней зоне с колебаниями энергии между магнитным и электрическим полями.Распространяющиеся электрические поля могут распространяться на большие расстояния, но взаимодействуют с большинством твердых тел и жидкостей, включая диэлектрики и проводники. Эти взаимодействия вызывают движение заряженных частиц и рассеивание энергии. Потери энергии при распространении электромагнитных сигналов препятствуют передаче большинства электромагнитных волн через землю и воду. Это причина того, что маломощные мегагерцовые радиосистемы, такие как LoRa, сами по себе не подходят для подземной связи.

Магнитные поля, однако, существенно не взаимодействуют с большинством немагнитных твердых тел и жидкостей. Это дает возможность магнитным полям ближнего поля беспрепятственно распространяться через землю и воду, что делает передачу магнитных сигналов в ближнем поле хорошо подходящей для подземной телеметрии ближнего действия. Это приводит к общей конструкции оборудования: использование магнитной сигнализации ближнего поля для связи на малых расстояниях от подземных датчиков до наземных приемников и беспроводной связи LoRa дальнего действия для наземной передачи данных.

Оборудование

Предварительные испытания и оценка концепции были проведены с использованием 3-осевого магнитометра Холла (Honeywell HMR2300) с цифровым разрешением 67 мкГаусс (Honeywell, 2006). Магнитометр Холла использует эффект Холла для измерения магнитного поля. Эффект Холла формирует разность напряжений на электрическом проводнике, перпендикулярном потоку тока, в присутствии приложенного магнитного поля, перпендикулярного как проводнику, так и току.Измерение разницы напряжений определяет силу магнитного поля. Основные недостатки магнитометра HMR2300 заключаются в том, что его большой размер (длина ~ 10,6 см) и требуемый внешний источник питания 120 В делают его непригодным для использования в компактных, недорогих, маломощных системах Интернета вещей.

Последующие полевые испытания переключаются на более компактный и существенно более дешевый магниторезистивный 3-осевой магнитометр (Honeywell HMC5883L). Магнитосопротивление — это свойство, при котором материал изменяет свое направленное электрическое сопротивление в зависимости от приложения внешнего магнитного поля.Магниторезистивные датчики имеют небольшие размеры и работают с низким энергопотреблением. HMC5883L имеет минимальное цифровое разрешение 730 мкГаусс (Honeywell, 2010), пространственное разрешение 1,7 квадратного сантиметра и может управляться и питаться от микроконтроллера Arduino. На рисунке 2 показана Arduino Mega с магнитометром HMC5883L и передатчиком LoRa.

Рисунок 2 . Arduino Mega с магнитометром HMC5883L (обведен зеленым) и передатчиком LoRa.

Если не указано иное, во всех испытаниях в исследовании использовались цилиндрические неодимовые магниты с диаметральной полировкой диаметром 6 мм.35 мм и длиной 25,4 мм. Остаточная плотность магнитного потока составляет ~ 1,32 Тл, при силе отрыва примерно 6,4 кг.

Сигнализация с помощью колеблющихся магнитных полей

Диапазон сигнала

Были проведены испытания для оценки способности магнитных полей, создаваемых вращением постоянного магнита с диаметрально противоположными полюсами, передавать частотную информацию на расстояния для использования в подземной системе сигнализации. Испытательная установка показана на рисунке 3. Цилиндрический магнит вращался на ~ 2.3 Гц серводвигателем. Магнитное поле измерялось магнитометром HMR2300, установленным радиально от вращающегося магнита на расстоянии 7,62 м. На рисунке 4A показана необработанная спектральная оценка периодограммы с небольшой, но отчетливой частотной характеристикой на частоте 2 Гц. На рисунке 4B показан более гладкий спектр с более низкой дисперсией, полученный усреднением Велча того же сигнала с сегментами из 512 точек данных, что усиливает характеристику сигнала 2 Гц по сравнению с шумом.

Рисунок 3 .Схема проверки дальности сигнала.

Рисунок 4. (A) Частотная характеристика, обнаруженная при 2 Гц, на расстоянии 7,62 м внутри помещения. (B) Тот же спектр, сглаженный с использованием функции pwelch MATLAB, дает улучшенную функцию.

Распространение через СМИ

Эксперименты также проводились для измерения степени, в которой расстояние и препятствующие материалы ослабляют вращающееся магнитное поле. Сервомотор был сконфигурирован для вращения неодимового магнита с диаметральной полярностью ~ 2 Гц для создания колеблющегося поля.Серводвигатель, источник питания и магнит были помещены в водонепроницаемый корпус размером 0,18 м ² , который был утяжелен камнями и гравием, как показано на рисунке 5A. На рис. 5В показан водонепроницаемый корпус с вращающимся магнитом, помещенный в пластиковый контейнер для хранения. HMR2300 измерял напряженность магнитного поля на различных расстояниях по горизонтали от вращающегося магнита. Магнитометр был ориентирован так, чтобы передняя часть магнитометра (датчик оси X) была направлена ​​в сторону вращающегося магнита.Различные условия испытаний были выполнены с пустым пластиковым контейнером для хранения (за исключением герметичного корпуса), заполненным соответственно 0,3 м воды или 0,3 м грунта, или пустым, но с дополнительной тонкой стальной трубой, окружающей водонепроницаемый корпус. Дополнительное испытание было выполнено без пластикового контейнера или водонепроницаемого корпуса, с серводвигателем и магнитом, запечатанными внутри алюминиевого корпуса.

Рис. 5. (A) серводвигатель с диаметральным магнитом и источником питания в водонепроницаемом корпусе и водонепроницаемый корпус (B) в пластиковом контейнере для хранения и магнитометр HMR2300 на подставке.

Каждый тестовый прогон регистрирует зависимость мощности сигнала от времени для каждой оси со скоростью 20 выборок в секунду. Преобразование Фурье преобразует информацию о магнитном поле во временной области в частотную и позволяет определять частоту вращающегося магнита. Амплитуда основной характеристики частоты Фурье определяет силу сигнала. На рис. 6 показано сочетание силы частотных характеристик X, Y, Z для различных типов носителей в логарифмической шкале.Это указывает на то, что магнитный сигнал почти одинаково хорошо распространяется через все проверенные препятствующие среды. Комбинированная сила трех (X, Y, Z) характеристик первичной частоты оставалась как минимум в 10 раз выше минимального уровня шума во всех вариантах испытаний. Рисунок 7 показывает, что при испытаниях на открытом воздухе зарегистрированное ослабление силы сигнала хорошо согласуется с теоретическим падением силы сигнала в ближнем поле 1r3, и что эти сигналы можно обнаружить с помощью магнитометра на эффекте Холла. Экспериментальные результаты отклоняются от теоретических расчетов наиболее заметно на самом близком приращении диапазона, когда магнитометр обнаруживает более слабый сигнал, чем то, что предсказывается соотношением 1r3.Возможно, это связано с перенасыщением чувствительности магнитометра на близком расстоянии.

Рисунок 6 . Комбинированная (X, Y, Z) сила первичной частотной характеристики в зависимости от расстояния, с источником вращающегося магнита с частотой ~ 2 Гц. Построено в логарифмической шкале с линией тренда.

Рисунок 7 . Сравнение экспериментально наблюдаемых (ось X) и теоретических значений ближнего поля в воздухе с помощью магнитометра HMR2300. (A) Показывает результаты с основанием 10, а (B) использует логарифмическую шкалу.

Полевые испытания диапазона на дренажной трубе

Было проведено испытание для оценки способности осциллирующего магнитного сигнала передавать из заглубленной гофрированной пластиковой трубы ливневой канализации. Магнитометр HMR2300 был размещен на расстоянии ~ 2,3 м от источника вращающегося магнита (прямолинейное расстояние). Слой грунта / камня / гравия над трубой имел толщину ~ 1,2 м. На рисунке 8 показаны частотные спектры в направлениях X, Y, Z после сбора данных в течение 38,2 с. На рисунке 8D показаны направления осей магнитометра HMR2300, если смотреть сверху.Датчики X и Z легко обнаружили сигнал 2,3 Гц.

Рис. 8. (A) X, (B) Y и (C) Z частотные спектры после сбора данных 38,2 с. (D) Показывает ориентацию осей магнитометра, если смотреть сверху.

Разработка системы связи

Магнитная телеметрия интегрирована в двухступенчатую сетевую сенсорную систему связи. На первом этапе магнитная сигнализация передает информацию от подземного датчика в наземный приемник.Этот приемник измеряет сигнал с помощью прилагаемого магнитометра. Радио LoRa передает информацию на приемник LoRa, который загружает данные на сервер или компьютер для сбора данных.

На рисунке 9 показана модель расходомера с вращающимся магнитом: (a) — трехмерная цельная САПР-сборка состоящего из двух частей модульного гребного винта, (b) — часть носового конуса, которая удерживает диаметрально намагниченный цилиндр; пропеллер без шумовой конической части. Для изготовления детали используется 3D-печать пластиком на основе полимолочной кислоты (PLA).В собранном состоянии носовой обтекатель крепится к корпусу воздушного винта. Пропеллер в сборе установлен на двух керамических шарикоподшипниках с низким сопротивлением, которые запрессованы в деталь пропеллера, напечатанную на 3D-принтере. Два шарикоподшипника закреплены на неметаллическом болте из стекловолокна с головкой под носовым конусом и резьбой, выходящей из задней части гребного винта. Гайка из стекловолокна фиксирует подшипники и предотвращает скольжение гребного винта на болте. Выступающий конец болта с резьбой можно ввинтить в крепление для установки расходомера.Как пропеллер вращается с потоком воды, так и диаметральный магнит, который создает колеблющееся магнитное поле. Быстрее текущая вода заставляет поле колебаться быстрее, а измерения колеблющегося поля обеспечивают беспроводной мониторинг расхода. Сам расходомер не требует проводов, источника питания и физического подключения к сети LoRa, в отличие от обычных расходомеров, доступных в настоящее время. Устройство не требует установки датчика регистрации данных на внешней стороне трубы, что дает возможность опускать его в любой участок существующей подземной трубы без выемки грунта.

Рис. 9. (A – C) Три вида расходомера с вращающимся магнитом Модель SolidWorks.

На рисунке 10 показан датчик влажности с батарейным питанием, в котором используется маломощный электродвигатель для вращения диаметрально намагниченного неодимового магнита в зависимости от количества обнаруженной влаги. Вращающийся магнит создает колеблющееся магнитное поле, позволяя передавать информацию на наземный приемник, подключенный к сети IoT, без необходимости подключения проводов и с возможностью использования меньшей мощности, чем радиочастотный передатчик.Arduino Uno подключается к датчику влажности через усилитель сигнала. По мере увеличения влажности Arduino быстрее раскручивает двигатель. Также был разработан вариант с более низким энергопотреблением, в котором Arduino Uno был заменен простым механическим реле, чтобы обеспечить определение влажности на основе пороговых значений.

Рисунок 10 . Конструкция датчика влажности с вращающимся магнитом.

На рисунке 11 показан полный процесс магнитной телеметрии Интернета вещей. Колеблющееся магнитное поле создается вращающимся магнитом.Первичный чувствительный элемент — это Arduino Mega с питанием от батареи 9 В. К нему подключены 3-осевой магнитометр HMC5883L и экран приемопередатчика Dragino LoRa Long Range Transceiver Shield. Устройство работает на пользовательском коде Arduino. Он сконфигурирован для получения 20 отсчетов напряженности магнитного поля в секунду с помощью магнитометра, что дает 256 отсчетов для каждой из осей X, Y и Z. Затем Arduino Mega выполняет 256-битное быстрое преобразование Фурье (БПФ) для каждого набора данных оси для расчета частотных спектров. Затем определяется характеристика основной частоты для каждой оси.Частоты этих трех функций затем шифруются с использованием 128-битной библиотеки шифрования AES AESLib.h. Три зашифрованных значения частоты передаются через LoRa. Приемник LoRa состоит из Arduino Uno с щитом приемопередатчика Dragino LoRa Long Range Transceiver Shield. Пользовательский код Arduino получает и расшифровывает передачу LoRa с использованием предварительно заданного ключа. Данные загружаются через последовательный порт USB в компьютер для сбора данных.

Рисунок 11 . Полный процесс магнитной телеметрии IoT.

Испытания системы IOT магнитной телеметрии

Магнитный датчик влажности телеметрии

Системное испытание датчика влажности с вращающимся магнитом было выполнено для проверки правильности интеграции LoRa, а также для определения возможности использования вращающегося магнита для передачи информации через железобетонную плиту толщиной 0,14 м. Детали испытаний показаны на рисунке 12. Релейный датчик влажности помещается во влажную почву, а источник вращающегося магнита закапывается под бетонной плитой.Блок магнитометра-приемника / LoRa-передатчика Arduino Mega был помещен на поверхность бетона, а приемник Arduino Uno LoRa был подключен к компьютеру для сбора данных. Результаты показаны на Рисунке 13. Была обнаружена частота колебаний 1,6 Гц, что свидетельствует о достижении порогового значения влажности почвы.

Рис. 12. (A) Схема испытательной установки датчика влажности, (B) источник вращающегося магнита перед тем, как его закопать, и перед заливкой бетонной плиты, (C) датчик влажности с реле малой мощности.

Рисунок 13 . Регистрируемая частота прохождения датчика влажности через бетонную плиту.

Калибровка расходомера магнитной телеметрии

Расходомер с вращающимся магнитом и системой магнитометра / приемопередатчика LoRa были испытаны в гидравлическом лабораторном лотке. На рисунке 14A показан приемник Arduino Uno LoRa, подключенный к компьютеру для сбора данных. На заднем плане виден лоток с погруженной трубой из ПВХ с внутренним диаметром 0,1016 м, в которой установлен расходомер с вращающимся магнитом.На рисунке 14B показана вода, протекающая через погружную трубу расходомера. Arduino Mega с магнитометром и передатчиком LoRa заключен в защищенный от непогоды бокс, видимый на верхней части алюминиевой полки. Во время теста магнитометр успешно обнаружил колеблющееся магнитное поле, и частотная информация была передана по беспроводной сети на приемник Arduino Uno LoRa.

Рис. 14. (Слева) Приемник LoRa Arduino, подключенный к ПК для сбора данных, и расходомер с вращающимся магнитом (Справа) , погруженный в лоток.

В этом испытании расходомер был оснащен большим магнитом (диаметр 9,525 мм, вместо 6,25 мм). В лотке установлена ​​плотина с круглым внутренним стоком диаметром 75 мм. Прямоугольный водослив из тонких пластин был установлен на расстоянии ~ 1 м ниже по потоку от круглой водосливной плотины, как показано на Рисунке 15. Водослив позволяет рассчитать расход воды путем измерения глубины воды, протекающей через водослив. Делая разумное предположение, что объем воды между круглой водосливной плотиной и водосливом примерно постоянен, расчет потока воды через водослив дает хорошее представление о расходе воды через плотину и, следовательно, через расходомер с вращающимся магнитом.Высота воды, протекающей через водослив, преобразуется в поток с помощью уравнения Киндсватера и Картера (Руководство по измерению воды, 2001):

Q (м3сек) = CKC (1 + akchP) (b + kb) g (h + 0,001) 32 (3)

где C _KC , a _KC , k _b — значения коэффициентов, g — ускорение свободного падения, h — высота воды над водосливной пластиной P — высота водосливной пластины, а b — ширина отверстия водослива. C _KC , a _KC и k _b определяются соотношением b / B , где B — ширина лотка (1 м). Кроме того, расходомер Вентури использовался для измерения расхода воды, поступающей в желоб перед кольцевой дренажной плотиной. Он дает поток в единицах дюймов H ₂ O , который впоследствии преобразуется в скорость потока.Магнитный расходомер был откалиброван при трех расходах, для которых двигатель лотка был установлен на 15, 23 и 30 Гц, соответственно. Результаты представлены на Рисунке 16. Изучение Рисунка 16B показывает, что магнитный расходомер (синий) очень хорошо отслеживает расчетные скорости потока, полученные с помощью метода водослива (зеленый). Это указывает на то, что по мере увеличения потока частота магнитного расходомера соответственно увеличивается, так что скорость потока может быть легко вычислена. Во время испытаний было отмечено, что при двух более высоких скоростях потока (23 и 30 Гц) верхняя часть желоба заполнялась быстрее, чем вода могла стекать через расходомер.Об этом свидетельствует измерение расходомера Вентури, который измерял объем воды, поступающей в лоток. Это красная линия на рисунке 16B. По мере увеличения скорости двигателя насоса лотка поток в лоток увеличивается быстрее, чем поток, покидающий лоток. Таким образом, красная линия измерителя Вентури имеет более крутой наклон, чем два других измерения. На рисунке 17 показаны экстраполированные линейные линии тренда, сравнивающие фактический расход (определенный в результате предыдущего расчета водослива) с частотой вращения вращающегося магнитного расходомера.Эти линии тренда обеспечивают преобразование частоты в расход для расходомера с вращающимся магнитом.

Рисунок 15 . Установка для калибровки расхода для расходомера с вращающимся магнитом.

Рис. 16. (A) Записанные частоты осей X, Y, Z расходомера с вращающимся магнитом во время тестирования лотка с использованием системы IoT. (B) Средняя частота при каждом расходе, а также измерения расхода с использованием расходомера Вентури и метода водослива.

Рисунок 17 .Преобразование частоты в расход для расходомера с вращающимся магнитом.

Испытание расходомера с магнитной телеметрией в подземной трубе

Труба из ПВХ была закопана на песчаном склоне холма, как показано на Рисунках 18A – D. Длина трубы 3,7 м, внутренний диаметр 0,1016 м. Погребен на глубине 0,3–0,46 м от поверхности земли. Расходомер с вращающимся магнитом (со стандартным магнитом диаметром 6,35 мм) был установлен примерно на полпути по длине. Система питалась от дождевой бочки, заполненной садовым шлангом, как показано на Рисунке 18A.На рис. 18D показаны два дренажа в системе: один имеет диаметр 3,81 см, а второй, меньшего размера, имеет диаметр 1,905 см. Этот вторичный слив отделяется от основной трубы примерно на один фут ниже расходомера. Открытие и закрытие этого слива можно использовать для имитации утечки в трубе после датчика потока (Hunaidi et al., 2000). Цель состоит в том, чтобы обнаружить разницу расхода, вызванную открытием вторичного дренажного клапана, то есть обнаружением утечки. Отношение площади дренажной площади первичного дренажа плюс дренаж «утечки» по сравнению с площадью только первичного дренажа составляет:

πrp2 + πrl2πrp2 = 1.25 (4)

Это означает, что при испытании открытие сливного отверстия «утечки» должно увеличить поток воды в 1,25 раза.

Рис. 18. (A) Источник дождевой воды в бочке для подземной трубы, содержащий вращающийся магнитный расходомер. (B) Трубка с вращающимся магнитом для расходомера перед захоронением. Обозначен блок Arduino Mega с магнитометром и передатчиком LoRa. (C) Труба после захоронения. Блок Arduino Mega и два дренажных отверстия трубы обведены красным. (D) Вода сливается через большее из двух сливных отверстий. Сливное отверстие меньшего размера обведено красным.

Данные были получены путем размещения магнитометра Arduino на поверхности земли рядом с местом нахождения расходомера. После того, как труба была заглублена в землю, были собраны данные: при открытом только основном сливе система магнитного приемопередатчика LoRa обнаружила средний расход 6,29 Гц. Когда слив «утечки» открывается, частота увеличивается до среднего значения 7,85 Гц. Это означает увеличение расхода на 125%, ожидаемое увеличение с учетом размера труб.Хотя это упрощение процессов гидродинамики, оно демонстрирует правильное функционирование расходомера с вращающимся магнитом, а также беспроводную интеграцию LoRa. Система датчиков смогла обнаружить изменения в потоке воды, связанные с развитием утечки.

Выводы и обсуждения

В этом исследовании проводится серия экспериментов для оценки жизнеспособности магнитной телеметрии для мониторинга подземной инфраструктуры. Магнитные сигналы хорошо распространяются по воздуху и в различных городских средах.Испытания в подземных стоках демонстрируют эти возможности передачи сигнала в реальных условиях. Разработана новая двухступенчатая система передачи, в которой магнитный расходомер использует колеблющиеся магнитные поля для передачи информации о потоке на изготовленное по индивидуальному заказу недорогое, маломощное устройство LoRa IoT, оборудованное магнитометром. Этот двухэтапный процесс также используется для сбора и интерпретации данных датчика влажности с вращающимся магнитом. Эти два магнитных сигнальных датчика оцениваются в различных испытательных средах, включая испытательный стенд с бетонной плитой, лоток и заглубленную ПВХ-трубу.Результаты свидетельствуют о потенциальной эффективности этого типа датчика для недорогого мониторинга потока с поддержкой Интернета вещей для таких приложений, как обнаружение утечек.

Хотя завершенная система магнитного зондирования и LoRa показывает хорошие характеристики системы, может быть желательно увеличить дальность передачи магнитного датчика. Неодимовый магнит с диаметральной полярностью, используемый в большинстве испытаний, имел объем магнитного материала ~ 3,212 см ³ . Увеличение с 0,635 см до 1.Магнитный цилиндр диаметром 27 см приведет к 4-кратному увеличению магнитного материала и напряженности магнитного поля. Из-за экспериментально подтвержденного ухудшения сигнала обратного куба, наблюдаемого при магнитном зондировании в ближнем поле, это соответствует увеличению дальности в 4 раза ^1/3 = 1,59. Увеличение объема материала в этом масштабе относительно легко достичь с помощью существующей конструкции; однако значительно большие объемы магнитов могут быть недопустимыми из-за ограничений по размеру, связанных с установкой в ​​небольшие трубы, а также из-за требований к энергии для перемещения большей массы.Очень большая труба с сильным потоком воды может вместить более крупное устройство: например, неодимовый цилиндр диаметром 10,16 см и длиной 15,24 см обеспечит увеличение дальности действия в 11,6 раза по сравнению с магнитом, используемым в нынешней конструкции.

Еще один способ улучшить диапазон магнитного зондирования — использовать более чувствительный магнитометр. Хотя HMC5883L привлекателен для приложений IoT из-за своей чрезвычайно низкой стоимости, может быть выгодно иметь некоторые устройства IoT, оснащенные более чувствительными магнитометрами.

Датчики потока с поддержкой Интернета вещей и магнитной телеметрией могут интегрироваться с другими системами IoT и мониторинга инфраструктуры и дополнять их. Дальнейшее совершенствование технологии позволит приблизить эти устройства к рыночной цене. Следующим логическим шагом в проектировании системы является интеграция многих датчиков потока IoT в сети двусторонней связи с использованием проникающих возможностей магнитной сигнализации для удаленного управления подземными датчиками.

Авторские взносы

DO и DB спроектировали и построили устройства и провели эксперименты с участием RF.MQ, HM и CO помогали в создании сетей LoRa. DO написал рукопись при поддержке DH и TX. DO и DB подготовили рисунки. Первоначальная идея зародилась в DH, TX и DB. DH и TX курировали проект.

Финансирование

Эта работа была поддержана грантами Национального научного фонда США 1647095 и 1640687, Фондом SPARK Университета Вермонта и VT EPSCoR.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Джона Миллера и White River Technologies за технические советы и использование магнитометра HMR2300.

Список литературы

Адедеджи, Б. К., Хамам, Ю., и Абэ, Б. Т. М. (2017). Алгоритм обнаружения и оценки утечек для снижения потерь в водопроводных сетях. Вода 9: 773. DOI: 10.3390 / w

73

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Христодулу, С., Агафоклеус, А., Коунудес, А., Милис, М. (2010). Беспроводные сенсорные сети для обнаружения потери воды. Eur. Вода . 30, 41–48.

Google Scholar

Гергинов, В. (2017). Перспективы связи и локации магнитного поля с помощью квантовых датчиков. Rev. Sci. Inst. 88: 125005. DOI: 10.1063 / 1.5003821

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Goulet, J. A. Coutu, S., and Smith, I. F.C. (2013). Диагностика фальсификации модели и размещение датчиков для обнаружения утечек в напорных трубопроводных сетях. Adv. Англ. Сообщите . 27, 261–269. DOI: 10.1016 / j.aei.2013.01.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Honeywell (2006). Интеллектуальный цифровой магнитометр HMR2300. Плимут, Миннесота: H.I. Редактор Inc.

Honeywell (2010). ИС с 3-осевым цифровым компасом HMC5883L. Плимут, Миннесота: H.I. Редактор Inc.

Hunaidi, O., Chu, W. T., and Wang, A. (2000). Обнаружение протечек в пластиковых трубах. Am. Водопроводные работы доц. 92, 82–94.DOI: 10.1002 / j.1551-8833.2000.tb08819.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хьюстон, Д. (2017). Механо-магнитная сигнализация и зондирование . Берлингтон, Вермонт: Университет Вермонта.

Google Scholar

Хьюстон Д. и Ся Т. (2017). «EAGER: Измерение, отображение и моделирование подземной инфраструктуры для интеллектуального обслуживания, устойчивости и использования», стендовая сессия , представленная на: восьмой ежегодной встрече ведущих исследователей киберфизических систем (Александрия, Вирджиния).

Хьюстон Д., Ся Т., Бернс Д., Орфео Д., Чжан Ю. и Оу К. (2017). «Картирование, оценка и мониторинг подземной городской инфраструктуры », в 11-й Международный семинар по структурному мониторингу здоровья, 2017 г. (Стэнфорд, Калифорния: DEStech Publications, Inc).

Хулиф Ю.А., Халифа А.Э., Бен-Мансур Р. и Хабиб М.А. (2012). Акустическое обнаружение утечек в водопроводах с помощью измерений внутри трубы. J. Pipeline Syst. Англ. Практик .3, 47–54. DOI: 10.1061 / (ASCE) PS.1949-1204.0000089

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ламберт А.О. (2002). Международный отчет: управление потерями воды и методы. Water Sci. Технол . 2, 1–20.

Google Scholar

Лю З., Кляйнер Ю. (2013). Обзор новейших технологий контроля для оценки состояния водопроводных труб. Измерение 46, 1–15. DOI: 10.1016 / j.measurement.2012.05.032

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Монтеструк, Л., и Леммон, М. (2008). «CSOnet: беспроводная сеть сенсоров в мегаполисе», в MODUS ’08: Международный семинар по мобильным устройствам и городскому зондированию, .

Montestruque, L.A., и Ruggaber, T.P. (2007). «Использование децентрализованной беспроводной сенсорной сети для борьбы с загрязнением и контролем ОГО», Всемирный конгресс по окружающей среде и водным ресурсам 2007 (Тампа, Флорида).

Google Scholar

Moon, F. (1984). Механика магнитного твердого тела .Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley.

Google Scholar

Пикос, Р., Лопес-Грифол, А., Мартинес-Вильяграсса, Д., Симо, Г., Венгер, Б., и Даннерманн, Дж. (2016). «Разработка недорогой привязной баллонной сенсорной системы для мониторинга нижних слоев атмосферы», в EGU General Assembly Conference Abstracts (Вена).

Google Scholar

Пууст Р., Капелан З., Савич Д. и Коппель Т. (2010). Обзор методов управления утечками в трубопроводных сетях. Городская вода J .7, 25–45. DOI: 10.1080 / 15730621003610878

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Раджани Б. и Кляйнер Ю. (2004). «Методы неразрушающего контроля для определения структурных индикаторов неисправности в водопроводной сети», в Оценка и контроль потерь воды в городских сетях водоснабжения (Валенсия), 1–20.

Google Scholar

Вангснесс, Р. К. (1986). Электромагнитные поля . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: John Wiley & Sons.

Google Scholar

Чжан, Дж.(1996). «Разработка рентабельной и надежной системы обнаружения утечек в трубопроводе», на конференции по надежности трубопроводов , REL Instrumentation Limited (Манчестер: Хьюстон, Техас), 11.

Google Scholar

.