کنتورهای آبی اولتراسونیک با ارسال امواج صوتی از طریق لوله‌ها و با استفاده از دو سنسور که در دو طرف مقابل هم قرار دارند، کار می‌کنند. این دستگاه‌ها با اندازه‌گیری زمان لازم برای عبور پالس‌های صوتی در جهت جریان و مقایسه آن با زمان بازگشت در خلاف جریان، سرعت جریان آب را تعیین می‌کنند. چه چیزی این روش را بسیار خوب می‌کند؟ اندازه‌گیری تفاوت زمانی به نوع ماده لوله یا مواد شیمیایی موجود در آب وابسته نیست. از آنجا که هیچ قطعه متحرکی در این سیستم وجود ندارد، این کنتورها دچار خرابی‌های مکانیکی مانند مدل‌های قدیمی نمی‌شوند. دقت آنها حتی زمانی که آب به دلیل رسوب یا آشفتگی کیفیت پایینی داشته باشد نیز حفظ می‌شود، ضمن اینکه افت فشار بسیار کمتری در سراسر سیستم ایجاد می‌کنند. همچنین از آنجا که سنسورها در بیرون لوله قرار دارند، احتمال بروز مشکلات کالیبراسیون در طول زمان به دلیل فرسودگی قطعات درونی کنتورهای سنتی وجود ندارد.
جریان آب با استفاده از کنتورهای مکانیکی از طریق عناصری مانند توربین‌ها، پیستون‌ها یا چرخ‌های دوّاری که هنگام عبور آب به حرکت درمی‌آیند، اندازه‌گیری می‌شود. مشکل از اصطکاک بین قطعات و ایجاد مقاومت ناشی می‌شود که باعث کاهش حساسیت کنتور می‌گردد، به‌ویژه در مواردی که مقدار جریان آب بسیار کم باشد، شاید حدود ۵٪ از حداکثر ظرفیت دستگاه. رسوب مواد معدنی در داخل این دستگاه‌ها طی ماه‌ها و سال‌ها، به‌ویژه در مناطقی با آب سخت، شروع به تجمع می‌کند. این لایه‌گذاری به‌تدریج دقت دستگاه را کاهش می‌دهد و در این مناطق باعث می‌شود خواندن‌ها هر ساله حدود ۲ تا ۴ درصد از مقدار واقعی انحراف پیدا کنند. برخی تولیدکنندگان سعی در رفع این مشکل دارند با ایجاد فضای داخلی بزرگ‌تر مقاومت را کاهش دهند، اما این روش معمولاً عملکرد دستگاه را در شرایط جریان کم آب بدتر می‌کند.
آنچه این دو را واقعاً از هم متمایز می‌کند، رویکرد آنها به اندازه‌گیری جریان است. کنتورهای التراسونیک با بررسی زمان لازم برای عبور امواج صوتی از مایع، و بدون وجود هیچ قطعه متحرکی که مزاحمت ایجاد کند، کار می‌کنند. اما کنتورهای مکانیکی متفاوت هستند و به حرکت فیزیکی وابسته‌اند، به‌طوری‌که مایع قطعات داخلی را به چرخش درمی‌آورد. طراحی حالت جامد سیستم‌های التراسونیک باعث می‌شود تا از آن اتلاف انرژی آزاردهنده ۰٫۵ تا ۱٫۵ درصدی که در کنتورهای مکانیکی سنتی با چرخ‌دنده مشاهده می‌شود، رنج نبرند. و این موضوع تفاوت چشمگیری در دقت ایجاد می‌کند. بیشتر کنتورهای التراسونیک به دقت حدود مثبت و منفی ۱ درصد می‌رسند، در حالی که کنتورهای مکانیکی معمولاً ۲ تا ۳ درصد خطا دارند. این موضوع به‌ویژه زمانی اهمیت پیدا می‌کند که با جریان‌های متغیری سروکار داشته باشیم که در سیستم‌های آب شهری و سایر کاربردهای شهرداری که شرایط به‌طور مداوم در حال تغییر است، بسیار رایج هستند.
فناوری زمان-پرواز به مترهای اولتراسونیک اجازه می‌دهد تا جریان‌هایی به اندازه ۰٫۰۲ لیتر در دقیقه —معادل یک قطره کند—را تشخیص دهند. از آنجا که این مترها سرعت را مستقیماً اندازه‌گیری می‌کنند نه از طریق قطعات دوار، دقت ۹۸٫۵٪ را حتی در یک صدم ظرفیت حداکثری جریان حفظ می‌کنند (انجمن بین‌المللی آب، ۲۰۲۳).
پره‌های مکانیکی برای غلبه بر مقاومت داخلی به سرعت آبی در حدود ۰٫۵–۱ متر/ثانیه نیاز دارند، بدین معنا که نشتی‌های کوچک اغلب تشخیص داده نمی‌شوند. در مترهای مسکونی که بیش از هفت سال عمر دارند، ۱۸ تا ۳۴ درصد از وقایع جریان کم از قلم می‌افتد. این مومسایت باعث می‌شود نشتی‌ها به طور متوسط ۷۴ روز بیشتر ادامه یابند و سالانه حدود ۹٬۰۰۰ لیتر آب در هر خانوار هدر برود.
آزمایشی ۱۴ ماهه در ۲٬۳۰۰ خانه نشان داد که مترهای اولتراسونیک از دست‌دهی آب گزارش‌نشده را کاهش دادند ۴۲% در مقایسه با کنتورهای مکانیکی. نشتی‌ها به‌طور متوسط ۲۲ روز زودتر شناسایی شدند که مزیت عملی ردیابی جریان کم برتر در کاربردهای واقعی را تأیید می‌کند.
عملکرد روزانه باعث سایش تدریجی در کنتورهای مکانیکی می‌شود، که اصطکاک سالانه موجب فرسایش پروانه‌ها و چرخ‌دنده‌ها به میزان ۰٫۰۳ تا ۰٫۱۲ میلی‌متر در سیستم‌های شهری می‌شود (مجله زیرساخت‌های آب، ۲۰۲۲). رسوبات این آسیب را تسریع می‌کنند و همچنین رسوب مواد معدنی مسیر جریان را تغییر می‌دهد. این عوامل خطاهای تجمعی اندازه‌گیری به میزان ۲ تا ۵ درصد در سال ایجاد می‌کنند که معمولاً تا زمان بازکالیبراسیون اصلاح نمی‌شوند.
دستگاه‌های اندازه‌گیری اولتراسونیک از روش اندازه‌گیری بدون تماس بر اساس زمان عبور موج صوتی استفاده می‌کنند و نیاز به چرخ‌دنده، یاتاقان و آب‌بندی را حذف می‌کنند. پردازش سیگنال دیجیتال تغییراتی مانند کلسیم‌شدگی لوله را جبران می‌کند و دقت ±۱٪ را در طول عمر طولانی خدمات‌رسانی حفظ می‌کند. مطالعات میدانی عملکرد مداوم بیش از ۱۵ سال را نشان می‌دهند (کنسرسیوم شبکه‌های هوشمند آب، ۲۰۲۳).
بررسی ۱۲ هزار دستگاه اندازه‌گیری اولتراسونیک در آمستردام نشان داد که ۹۸٪ آنها پس از هشت سال در محدوده کالیبراسیون کارخانه باقی مانده‌اند. تنها ۰٫۷٪ نیاز به تنظیماتی با انحراف بیش از ۲٪ داشتند — که به‌مراتب بهتر از دستگاه‌های مکانیکی در همان شبکه است که سالانه ۳ تا ۸٪ از دقت خود را به دلیل سایش ذرات از دست می‌دهند.
با وجود ناکارآمدی‌های شناخته‌شده، 43 درصد از شرکت‌های آب و برق شمال آمریکا همچنان از کنتورهای مکانیکی استفاده می‌کنند و هزینه جایگزینی آنها را بین 180 تا 400 دلار به ازای هر واحد عنوان می‌کنند (بررسی مالی AWWA، 2023). بسیاری از این شرکت‌ها بازه‌های تنظیم مجدد کالیبراسیون را به بیش از 10 سال گسترش می‌دهند و تنها 60 تا 70 درصد از دقت از دست رفته را بازیابی می‌کنند. این رویکرد صرفه‌جویی در هزینه، منجر به از دست دادن درآمد سالانه تا 240,000 دلار در هر 10,000 اتصال در شهرهای متوسط می‌شود.
پردازش سیگنال پیشرفته به کنتورهای اولتراسونیک اجازه می‌دهد تا دقت ±1.5٪ را در محدوده وسیعی — از 0.05 مترمکعب بر ساعت تا 15 مترمکعب بر ساعت — حفظ کنند، حتی پس از قرار گرفتن در معرض 100 مترمکعب استفاده شبیه‌سازی‌شده و 200 چرخه ناگهانی روشن-خاموش. این خطی‌بودن، محدودیت «نسبت تغییر ظرفیت» ذاتی در طراحی‌های مکانیکی را حذف می‌کند و اندازه‌گیری قابل اعتمادی را فارغ از تغییرات جریان تضمین می‌کند.
بر اساس استانداردهای انجمن بین‌المللی آب، دستگاه‌های اندازه‌گیری مکانیکی در شرایط جریان آشفته ممکن است تا ۸ تا ۱۲ درصد انحراف داشته باشند. پروفایل‌های نامنظم جریان که توسط زانوهای لوله، شیرهای نیمه‌بسته یا رسوبات ایجاد می‌شوند، چرخش یکنواخت ملخ‌ها را مختل کرده و منجر به ثبت کمتر در شرایط جریان متغیر و ثبت بیش از حد در دوره‌های جریان پایدار و بالا می‌شوند.
سازمان ملی آب سنگاپور عملکرد کنتورها را در ساختمان‌های تجاری بلندمرتبه با برنامه‌های متغیر پمپاژ ارزیابی کرد. کنتورهای التراسونیک نسبت به کنتورهای مکانیکی ۴٫۷ درصد دقت بیشتری داشتند و ۹۲ درصد از نشتی‌های جزئی (کمتر از ۲ لیتر بر ساعت) را تشخیص دادند. در مقابل، کنتورهای مکانیکی به دلیل اینرسی چرخشی، ۶۳ درصد از این رویدادها را از دست دادند.
دستگاه‌های اندازه‌گیری اولتراسونیک پالس‌های دیجیتالی مداومی ارسال می‌کنند که به خوبی با سیستم‌های زیرساخت هوشمند کار می‌کنند و امکان می‌دهند داده‌ها بلافاصله به صفحه‌های مدیریت شرکت‌های خدمات رسان برسند. با این قابلیت، تشخیص فوری نشتی و ردیابی دقیق مصرف امکان‌پذیر است که می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را به طور قابل توجهی کاهش دهد. برخی مطالعات نشان می‌دهند که بر اساس تحقیقات انجمن بین‌المللی آب در سال 2023، این روش حدود ۲۳٪ صرفه‌جویی نسبت به روش‌های سنتی دستی ایجاد می‌کند. آنچه این دستگاه‌ها را در مقایسه با دستگاه‌های مکانیکی قدیمی متمایز می‌کند، ساختار حالت جامد آنهاست. این دستگاه‌ها دچار مشکلات سیگنالی ناشی از فرسودگی نمی‌شوند، چرا که هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد که در طول زمان از بین برود.
اگرچه در ابتدا هزینه بیشتری دارند، اما دستگاه‌های اولتراسونیک به دلیل کاهش نگهداری و دقت بهتر در صدور قبض، در عرض ۵ تا ۷ سال هزینه کل مالکیت کمتری دارند.
| عوامل هزینه | متر اولتراسونیک | دستگاه مکانیکی |
|---|---|---|
| خرید اولیه | $220–$290 | $90–$150 |
| هزینه های نگهداری سالانه | $12–$18 | $45–$60 |
| کاهش دقت (سال ۵) | < ±1% | ±4–7% |
| مجموع ۱۰ ساله | ۳۴۰ تا ۴۷۰ دلار | ۶۰۰ تا ۹۰۰ دلار |
ساختار حالت جامد از خرابی زودهنگام ناشی از رسوب یا خوردگی جلوگیری می‌کند و در آزمایش‌های شهری هزینه‌های بلندمدت را ۳۸ تا ۴۲ درصد کاهش می‌دهد.
وقتی فیلادلفیا در سال ۲۰۲۰ شروع به نصب این دستگاه‌های اندازه‌گیری التراصوتی در سراسر شهر کرد، توانست در طی سه سال بعدی، آب از دست رفته را تقریباً ۱۸ درصد کاهش دهد. علت مؤثر بودن این دستگاه‌ها چه بود؟ این دستگاه‌ها قادر بودند نشت‌های بسیار کوچکی را تشخیص دهند که برای تجهیزات معمولی قابل شناسایی نبودند؛ یعنی هرچیزی کمتر از نیم لیتر در دقیقه. این امر به شناسایی انواع مشکلات پنهان در لوله‌های قدیمی در محله‌های مختلف کمک کرد و تنها با تعمیر آنچه بی‌توجهانه هدر می‌رفت، سالانه حدود ۲٫۷ میلیون دلار صرفه‌جویی ایجاد شد. این نتایج نشان می‌دهد که چرا سرمایه‌گذاری در فناوری بهتر اندازه‌گیری از نظر مالی منطقی است. شهرها می‌توانند به جای اینکه تا زمانی که تعمیرات بزرگ اجتناب‌ناپذیر شود صبر کنند، از همان ابتدا پول صرفه‌جویی کنند و در عین حال سیستم‌های آبرسانی خود را به‌طور کارآمد نگه دارند.
کنتورهای آب فراصوتی از امواج صوتی برای اندازه‌گیری استفاده می‌کنند که باعث حذف قطعات متحرک می‌شود. این امر منجر به خواندن دقیق‌تر، نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری و عمر طولانی‌تر در مقایسه با کنتورهای مکانیکی می‌شود.
کنتورهای فراصوتی به دلیل دقت بالا در اندازه‌گیری، قادر به تشخیص جریان‌های بسیار کم آب هستند که آنها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای شناسایی نشتی‌هایی که اغلب توسط کنتورهای مکانیکی نادیده گرفته می‌شوند، تبدیل می‌کند.
کنتورهای مکانیکی به قطعات متحرکی مانند توربین‌ها وابسته هستند. در طول زمان، این قطعات دچار سایش، تجمع رسوبات معدنی و اصطکاک می‌شوند که همه این موارد باعث کاهش دقت می‌شوند.
بله، در دوره‌ای حدود ۵ تا ۷ سال، کنتورهای فراصوتی به دلیل کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و بهبود دقت در صورتحساب‌ها، مقرون‌به‌صرفه‌تر از قبل ثابت می‌شوند.
ژونگپئی الکترونیک پیشرفتهترین سنجشکنندههای اولتراسونیک آب و گرما را با اندازه‌گیری دقیق، ویژگیهای صرفه‌جویی در انرژی و سیستم‌های مدیریت هوشمند ارائه می‌دهد. از سال 2009 به بعد، خدمات قابل اعتماد سنجش را برای شرکت‌های Utilites جهانی و شهرداریها فراهم کرده است.
دفتر: اتاق 501، بنا وانلی، شماره 1198، جاده ونی خاوری، منطقه یووهانگ، هانگژو.
کارخانه: ساختمان دوم، شماره 25، کوچه 2، جاده یونگتای، منطقه رنه استریت، یووهانگ، هانگژو.
کپیرایت © 2025 توسط شرکت الکترونیک هانگژو ژونگپئی. سیاست حریم خصوصی
EN
اخبار داغ