مترهای آب اولتراسونیک نسبت به مترهای سنتی چه مزایایی دارند؟

دقت بی‌همتا و پایداری بلندمدت

چگونه اندازه‌گیری زمان عبور از سایش و انحراف مکانیکی جلوگیری می‌کند

کنتورهای آب اولتراسونیک با اندازه‌گیری سرعت عبور موج‌های صوتی از طریق آب در هر دو جهت، عمل می‌کنند. هنگامی که این سیگنال‌ها در جهت جریان آب و یا خلاف آن حرکت می‌کنند، کنتور دقیقاً محاسبه می‌کند که چه مقدار آب از آن عبور کرده است. نکته جالب در این روش این است که هیچ قطعه‌ای به طور فیزیکی با آب تماس نمی‌گیرد. بنابراین نیازی به چرخ‌دنده‌های در حال چرخش، پیستون‌های پمپاژ یا توربین‌های در حال گردش در داخل لوله نیست. این قطعات مکانیکی تمایل به فرسودگی در طول زمان دارند و این موضوع باعث می‌شود کنتورهای معمولی به تدریج با گذشت زمان دقت خود را از دست بدهند. شهرداری‌ها آزمایش‌هایی انجام داده‌اند و دریافته‌اند که کنتورهای قدیمی ممکن است پس از تنها پنج سال، تا ۲۰٪ از مصرف واقعی آب را ثبت نکنند، زیرا تمام این قطعات متحرک خراب شده‌اند. کنتورهای اولتراسونیک این مشکل را ندارند، زیرا در طول تمام عمر خود، از زمان تولید تا پایان عمر، همچنان دقیقاً کالیبره باقی می‌مانند. علاوه بر این، از آنجا که هیچ قطعه داخلی‌ای کثیف یا گرفته نمی‌شود، موانع کمتری در مقابل جریان آب وجود دارد.

دقت مبتنی بر داده: دقت ±0.5٪ در مقابل ±2–5٪ برای کنتورهای مکانیکی در جریان‌های متغیر

سازمان‌های آب در سراسر جهان، از جمله گروه‌هایی مانند AWWA و OIML، تأیید کرده‌اند که کنتورهای التراصوتی دقت قابل توجهی در حدود ±0.5% را در تمام شرایط جریان، چه در شرایط آب با سرعت بالا و چه در شرایط تقریباً ساکن، حفظ می‌کنند. در مقایسه، کنتورهای مکانیکی عموماً تنها دقتی در حدود ±2-5% دارند و عملکرد آن‌ها زمانی که جریان به زیر 20% ظرفیت نامی خود برسد، بدتر می‌شود. چرا؟ این سیستم‌های قدیمی‌تر در تشخیص تغییرات کوچک در سرعت آب با مشکل مواجه می‌شوند و واکنش ضعیفی به تغییرات در ویسکوزیته و دمای آب دارند. با بررسی استانداردهای صنعتی مشاهده می‌شود که دستگاه‌های التراصوتی پس از ده سال کار مداوم، دقت خود را در محدوده 0.3% حفظ می‌کنند، در حالی که کنتورهای دیافراگمی از سه سالگی بهره‌برداری، شروع به انحراف در دقت به میزان 3-7% می‌کنند. این سطح از قابلیت اطمینان باعث کاهش خطاهای اندازه‌گیری تا 80% می‌شود و به شرکت‌های آب کمک می‌کند تا پولی را که در غیر این صورت از دست می‌رفت، ردیابی کنند.

بدون قطعات متحرک: هزینه کل مالکیت پایین‌تر و عمر طولانی‌تر

طول عمر سرویس 15+ ساله در مقابل 7 تا 10 سال برای کنتورهای سنتی — تأییدشده توسط پیاده‌سازی‌های شهرداری AMI

کنتورهای آب اولتراسونیک عمر بسیار طولانی‌تری دارند، زیرا از بین بردن قطعاتی که معمولاً در طول زمان فرسوده می‌شوند را از بین می‌برند. این کنتورها می‌توانند حدود 15 سال یا بیشتر کار کنند که تقریباً دو برابر عمر کنتورهای مکانیکی سنتی است که معمولاً بین 7 تا 10 سال دوام می‌آورند. ما این عمر طولانی‌تر را در شهرهای بزرگی مانند فیلادلفیا، تورنتو و ملبورن در پروژه‌های زیرساخت کنتور خودکار به خوبی مشاهده کرده‌ایم. در این شهرها، مدل‌های اولتراسونیک به‌طور مداوم و در شرایط فشار مختلف — چه فشار بالا، چه فشار متوسط و حتی در شرایط فشار پایین — عملکرد پایداری داشتند و این عملکرد را در طول چندین سال نظارت مداوم حفظ کردند. فناوری به کار رفته در این کنتورها با طراحی‌های قدیمی متفاوت است، زیرا هیچ قطعه‌ای در داخل آن وجود ندارد که در اثر جریان مداوم آب فرسوده یا خسته شود. ادارات آب شهرداری‌ها نیز از این قابلیت اطمینان بسیار بهره‌مند می‌شوند. آن‌ها در یک چرخه نگهداری معمولی 15 ساله، حدود 40 درصد کمتر نسبت به گذشته مجبور به تعویض تجهیزات می‌شوند، در مقایسه با کنتورهای متعارف.

کاهش ۹۰ درصدی مداخلات تعمیر و نگهداری — بینش‌های مطالعه موردی AWWA 2023

حذف کامل تمام این قطعات متحرک به‌طور کامل نحوه هزینه‌کرد پول برای تعمیر و نگهداری را تغییر می‌دهد. طبق گزارش AWWA از سال گذشته، سه شهر مختلف در ایالات متحده شاهد کاهش نزدیک به ۹۰ درصدی نیاز به تعمیرات در محل بودند، همین‌جا که شروع به استفاده از کنتورهای اولتراسونیک به جای کنتورهای سنتی کردند. چرا؟ زیرا مشکلاتی مانند دست‌گیربودن پروانه، فرسودگی بلبرینگ‌ها و انحراف در خوانش‌های کالیبراسیون کاملاً متوقف شدند. آنچه اکنون شاهد آن هستیم این است که تکنسین‌ها تنها زمانی حضور می‌یابند که واقعاً مشکلی وجود داشته باشد، نه اینکه طبق برنامه‌های سفت و سنگین برای بازدیدهای منظم عمل کنند. این امر به تنهایی حدود ۷۰ تا ۸۰ دلار در هر کنتور در هر سال صرفه‌جویی در هزینه‌های نیروی کار ایجاد می‌کند. بیشتر شرکت‌ها حدود ۱۸ ماه پس از سرمایه‌گذاری، بازده مالی واقعی را مشاهده می‌کنند، در حالی که همچنان اندازه‌گیری دقیق دارند و عملیات عادی بدون وقفه ادامه می‌یابد.

حساسیت عالی به جریان کم و کاهش آب غیردرآمدی (NRW)

تشخیص نشت تا حداقل 0.01 متر مکعب بر ساعت، امکان شناسایی نشت‌های خیلی کوچکی را فراهم می‌کند که برای کنتورهای مکانیکی دیده نمی‌شوند

کنتورهای اولتراسونیک قادر به تشخیص جریان‌هایی به اندازه 0.01 متر مکعب در ساعت هستند که تقریباً معادل مقدار آبی است که از یک شیر آب در حال نشت در طول یک روز بیرون می‌آید. کنتورهای مکانیکی برای غلبه بر اصطکاک و چرخاندن توربین‌های خود به سطح مشخصی از فشار نیاز دارند، اما دستگاه‌های اولتراسونیک واقعاً سرعت جریان را با استفاده از امواج صوتی که درون لوله منعکس می‌شوند اندازه‌گیری می‌کنند. به همین دلیل، این کنتورها قادر به تشخیص نشت‌های بسیار کوچک و پراکنده از لوله‌های فرسوده، اتصالات زنگ‌زده یا قطعات شکسته هستند. این نوع از تلفات تقریباً 30 درصد از آنچه در سیستم‌های قدیمی به عنوان آب بدون درآمد شناخته می‌شود را تشکیل می‌دهد. تشخیص به موقع این مشکلات مانع از تشدید خرابی لوله‌ها در طول زمان شده و در تعویض‌های گرانقیمت و اضطراری در آینده صرفه‌جویی می‌کند.

کاهش متوسط 22 درصدی آب بدون درآمد در عرض 6 ماه پس از نصب کنتورهای اولتراسونیک آب

شهرهایی که کنتورهای اولتراسونیک نصب کرده‌اند، معمولاً در عرض تنها شش ماه شاهد کاهش حدود ۲۲ درصدی آب غیردرآمدی (NRW) هستند. چرا این اتفاق به سرعت رخ می‌دهد؟ سه عامل اصلی در اینجا با هم کار می‌کنند. اول، این کنتورها می‌توانند نشتی‌های کوچک را به صورت لحظه‌ای تشخیص دهند و به تیم‌های تعمیراتی کمک کنند تا محل مشکل را سریعاً پیدا کنند. دوم، طراحی مقاوم در برابر دستکاری آن‌ها، باعث می‌شود افراد به راحتی نتوانند به صورت غیرقانونی از آن‌ها عبور کنند یا آن‌ها را خراب کنند. سوم، این کنتورها جریان آب را در هر دو جهت اندازه‌گیری می‌کنند که به شناسایی جریان معکوس آب در لوله‌ها کمک می‌کند — نشانه‌ای از اینکه چیزی در زیرزمین خراب شده است. با ترکیب این کنتورها با سیستم‌های زیرساخت پیشرفته کنتورگذاری (AMI)، داده‌های دقیقی از مصرف آب تولید می‌شود. این اطلاعات به اپراتورها اجازه می‌دهد تا مناطق فشار را مؤثرتر تنظیم کنند و تیم‌های تعمیراتی را به جایی بفرستند که بیشترین نیاز فوری وجود دارد. ادارات آب در سراسر کشور گزارش داده‌اند که پس از نصب این کنتورها، هزینه‌های تعمیر نشتی‌ها تا ۴۰ درصد کاهش یافته است. برخی حتی میلیون‌ها واحد پول را که قبلاً به دلیل نشتی‌های تشخیص‌نیافته از دست رفته بود، بازیابی کرده‌اند. آنچه قبلاً تنها یک ردیف دیگر در گزارش‌های کارایی بود، اکنون به موضوعی قابل اندازه‌گیری و عملیاتی برای بودجه‌های شهرداری تبدیل شده است.

عملکرد قوی در شرایط آشفتگی جریان دنیای واقعی

کنتورهای آب اولتراسونیک دقت خود را حتی زمانی که جریان آب به‌شدت مختل شده، نامنظم پالس داشته باشد یا دچار تلاطم شود، حفظ می‌کنند؛ حال آن‌که این شرایط معمولاً باعث اختلال در کنتورهای مکانیکی معمولی می‌شوند. این کنتورها به صورت دستگاه‌های حالت جامد ساخته شده‌اند، بنابراین تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی، ارتعاشات منتقل‌شده از لوله‌ها یا ضربه‌های هیدرولیکی ناگهانی قرار نمی‌گیرند که اغلب مشکلاتی برای سیستم‌های قدیمی‌تر از نوع تیغه‌ای ایجاد می‌کنند. فناوری داخلی این دستگاه‌ها به‌صورت دیجیتالی سیگنال‌ها را پردازش می‌کند و نویزهای ناخواسته ناشی از عواملی مانند حباب‌های هوا، ذرات رسوب گرفته یا لحظات کوتاهی که جریان آب معکوس می‌شود را فیلتر می‌کند. شهرهایی که به این کنتورها تغییر وضعیت داده‌اند، شاهد اتفاق جالبی بوده‌اند. بسیاری از آن‌ها حدود ۴۰ درصد کاهش در تعداد شکایات مشتریان دربارهٔ خوانش‌های نادرست پس از نصب گزارش داده‌اند، به‌ویژه در سیستم‌های توزیع آب قدیمی که نوسانات فشار و جریان نامنظم آب مشکل رایجی بود. از آنجا که در این کنتورها هیچ قطعه متحرک فیزیکی وجود ندارد، حتی زمانی که مواد زائد از سیستم عبور می‌کنند نیز به‌درستی کار می‌کنند و در نتیجه نیاز به تعمیرات و خدمات پس از فروش کمتری دارند.

یکپارچه‌سازی هوشمند بومی برای AMI و مدیریت آب آماده آینده

اندازه‌گیری دوطرفه و تله‌متری در زمان واقعی با پشتیبانی از DLMS/COSEM و MQTT

کنتورهای آب التراسونیک به صورت پیش‌ساخته و آماده از جعبه خارج می‌شوند تا دبی جریان را در هر دو جهت اندازه‌گیری کرده و داده‌های لحظه‌ای را با استفاده از پروتکل‌های استاندارد صنعتی ارسال کنند. در سیستم‌های AMI که نیاز به کار کردن هماهنگ دارند، به فکر DLMS/COSEM باشید، یا MQTT برای کسانی که قصد گسترش راه‌حل‌های اینترنت اشیای خود در مکان‌های متعدد را دارند. اینکه این کنتورها از همان ابتدا به زبان مناسب صحبت می‌کنند، باعث می‌شود نصب آن‌ها بسیار سریع‌تر انجام شود و دیگر نیازی به نرم‌افزارهای میانی گران‌قیمت یا تبدیل‌های پیچیده پروتکل نیست. شرکت‌های آب می‌توانند رکوردهای دقیق مصرف را با برچسب زمانی دقیق هر ۱۵ دقیقه یکبار دریافت کنند. این امر به آن‌ها امکان می‌دهد مشکلات را تقریباً بلافاصله تشخیص دهند، چه یک لوله شکسته در زیرزمین باشد و چه کسی سعی در دستکاری خوانش کنتور داشته باشد. علاوه بر این، کارهای خوانش دستی کنتور حدود ۶۰٪ کاهش می‌یابد که این امر هم هزینه را کاهش می‌دهد و هم خطاهای انسانی را کم می‌کند. با قابلیت ارتباط دوطرفه، اپراتورها می‌توانند شیرها را به صورت دور از راه کنترل کرده و ساختارهای قیمت‌گذاری را به صورت پویا تنظیم کنند. این امر کاملاً نحوه مدیریت آب را تغییر می‌دهد و تمرکز را از رفع مشکلات پس از وقوع به پیش‌بینی نیازها قبل از بحران منتقل می‌کند. با افزایش تعداد شهرهایی که از فناوری AMI استقبال می‌کنند (که اکنون حدود نیمی از بازار جهانی آب هوشمند را پوشش می‌دهد)، انتخاب کنتورهای التراسونیک که از پروتکل‌های استاندارد پیروی می‌کنند، برای حفاظت از سرمایه‌گذاری‌های بلندمدت معقول است و از مواجهه با تجهیزات قدیمی در آینده جلوگیری می‌کند.

سوالات متداول

مزیت اصلی کنتورهای آب فراصوتی نسبت به کنتورهای مکانیکی چیست؟

کنتورهای آب التراسونیک به دلیل استفاده از امواج صوتی به جای قطعات مکانیکی برای اندازه‌گیری دبی آب، دقت و طول عمر بی‌نظیری ارائه می‌دهند و با حذف سایش و تغییرات درازمدت، عملکرد پایداری دارند.

دقت کنتورهای آب التراسونیک چقدر است؟

کنتورهای آب التراسونیک دقت شگفت‌انگیزی معادل ±0.5% در شرایط مختلف جریان دارند که به‌مراتب بهتر از کنتورهای مکانیکی است که دقت آن‌ها بین ±2 تا 5% متغیر است.

کنتورهای التراسونیک چگونه به کاهش هزینه‌های نگهداری کمک می‌کنند؟

با حذف قطعات متحرک، کنتورهای التراسونیک نیاز به مداخلات تعمیر و نگهداری را حدود 90% کاهش می‌دهند و هزینه‌های عملیاتی را صرفه‌جویی می‌کنند.

کنتورهای التراسونیک چگونه در تشخیص نشتی کمک می‌کنند؟

کنتورهای التراسونیک قادر به تشخیص نرخ جریان پایین تا 0.01 مترمکعب بر ساعت هستند که امکان شناسایی نشتی‌های خیلی کوچک را فراهم می‌کند—نشتی‌هایی که معمولاً توسط کنتورهای مکانیکی نادیده گرفته می‌شوند.

آیا کنتورهای التراسونیک می‌توانند در سیستم‌های مدرن مدیریت آب ادغام شوند؟

بله، کنتورهای اولتراسونیک از اندازه‌گیری دوطرفه و ارتباطات داده در زمان واقعی پشتیبانی می‌کنند و بنابراین با سیستم‌های مدرن AMI و راه‌حل‌های مدیریت آب آینده‌نگر سازگار هستند.