Ultraäänivirtausmittarit toimivat mittaamalla, kuinka nopeasti ääniaallot kulkevat veden läpi molempiin suuntiin. Kun signaalit kulkevat virran mukana ja sitä vastaan, mittari laskee tarkasti, kuinka paljon vettä virtaa sen ohi. Mikä on hyvä tässä menetelmässä? Ei mitään kosketa itse veteen. Putkessa ei tarvita pyöriviä hammasrattoja, pumppaavia pistoja tai pyöriviä turbiineja. Näitä mekaanisia osia kuluu ajan myötä, mikä aiheuttaa tavallisten mittareiden hitaasti heikentyvän tarkkuuden vanhetessaan. Kaupungit ovat tehneet testejä ja huomanneet, että vanhat mittarit voivat jättää laskematta jopa 20 % todellisesta käytöstä jo viiden vuoden kuluttua, koska kaikki liikkuvat osat ovat kuluneet. Ultraäänimittarit eivät kärsi tästä ongelmasta, koska ne säilyttävät tehdasasetuksensa koko käyttöikänsä ajan. Lisäksi ilman sisäisiä osia, jotka saastuisivat tai tukkoutuisivat, veden virrassa on myös vähemmän esteitä.
Vesilaitokset ympäri maailman, mukaan lukien AWWA ja OIML -järjestöt, ovat vahvistaneet, että ulträänilaitteet säilyttävät vaikuttavan ±0,5 %:n tarkkuuden kaikissa virtausolosuhteissa, olipa kyseessä nopeasti liikkuva vesi tai lähes paikallaan oleva tilanne. Vertaa tätä mekaanisiin vesimittareihin, joiden tarkkuus on yleensä vain ±2–5 %, ja tilanne heikkenee entisestään, kun virtaus laskee alle 20 % nimellisarvostaan. Miksi? Nämä vanhemmat järjestelmät kamppailevat pienten vesivirtauksen muutosten havaitsemisessa ja reagoivat huonosti veden viskositeetin sekä lämpötilan vaihteluihin. Tarkasteltaessa alan standardeja, havaitaan että ulträänilaitteet säilyttävät tarkkuutensa 0,3 %:n sisällä jopa kymmenen vuoden katkottoman käytön jälkeen, kun taas kalvoventtiilillä varustetut laitteet alkavat jo kolmen vuoden käytön jälkeen poiketa mittauksissaan 3–7 %. Tällainen luotettavuus vähentää mittaustarkkuusvirheitä jopa 80 %, mikä auttaa vesiyhtiöitä seuraamaan rahaa, joka muuten haihtuisi välistä.
Ultrasoniset vesimittarit kestävät paljon pidempään, koska ne poistavat ne osat, jotka yleensä kulumisen vuoksi vaurioituvat ajan mittaan. Nämä mittarit voivat toimia noin 15 vuotta tai vieläkin pidempään, mikä on lähes kaksi kertaa niin kauan kuin perinteiset mekaaniset mittarit, jotka yleensä kestävät 7–10 vuotta. Olemme nähneet tämän pidentyneen käyttöiän toimivan hyvin suurissa kaupungeissa, kuten Filadelfiassa, Torontossa ja Melbournessa, niiden automatisoiduissa mittarialustahankkeissa. Näissä paikoissa ultrasoniset mallit toimivat tasaisesti erilaisissa paineolosuhteissa, olipa kyseessä korkea-, keski- tai jopa matalapaine. Ja ne tekivät näin useiden vuosien ajan jatkuvan seurannan aikana. Niiden teknologia toimii eri tavalla kuin vanhemmat mallit, koska niissä ei ole mitään sisällä, joka kuluisi tai väsyisi, kun vesi virtaa niiden läpi jatkuvasti. Kunnalliset vesiosastot hyötyvät myös suuresti tästä luotettavuudesta. Heidän ei tarvitse vaihtaa laitteita noin 40 prosenttia harvemmin tyypillisellä 15 vuoden huoltokierroksella verrattuna siihen, mitä heidän tulisi tehdä perinteisten mittareiden kanssa.
Kaikkien liikkuvien osien täydellinen poistaminen muuttaa radikaalisti huoltotöihin käytettävää rahamäärää. AWWA:n viime vuoden raportin mukaan kolme eri kaupunkia Yhdysvalloissa näkivät paikan päällä tehtävien korjausten tarpeen putoavan lähes 90 %:iin, kun ne siirtyivät käyttämään ultraäänimittareita perinteisten mittareiden sijaan. Miksi? Koska ongelmat kuten jumittuneet impellerit, kuluneet laakerit ja epätarkat kalibrointilukemat lakkasivat yksinkertaisesti olemasta. Nyt havaitaan, että teknikot saapuvat paikalle vain silloin, kun on todella jotain vikaa, eikä enää noudateta tiukkoja aikatauluja säännöllisiin tarkastuksiin. Se säästää noin 70–80 dollaria mittaria kohti vuodessa pelkästään työvoimakustannuksissa. Useimmat yritykset alkavat nähdä todellisia taloudellisia tuottoja tähän sijoitukseen noin 18 kuukauden kuluessa samalla kun mittaukset pysyvät tarkkoina ja normaalitoiminnot jatkuvat keskeytymättä.
Ulträänilaitteet voivat havaita virtaukset jo 0,01 kuutiometriä tunnissa, mikä on suunnilleen yhtä paljon kuin vuotava hanasta tulee koko päivän ajan. Mekaaniset kaapit tarvitsevat tietyn painetasapainon vain liikkeelle lähtemiseen kitkan vastustamiseksi ja siipipyörän pyörittämiseksi, mutta ulträänilaitteet mittaavat virtausnopeutta ääniaaltojen avulla, jotka heijastuvat putken sisällä. Tämän kyvyn ansiosta laitteet havaitsevat pienten, satunnaisia vuotoja vanhentuneista putkistoista, ruosteisista liitoksista tai rikkoutuneista liittimistä. Tämän tyyppiset tappiot muodostavat noin 30 % niin kutsutusta ei-tuottavasta vedestä vanhemmissa infrastruktuurijärjestelmissä. Ajoissa havaitut ongelmat estävät putkien pahenemisen ajan myötä ja säästävät rahaa kalliilta hätäkorjauksilta myöhemmin.
Kaupungit, jotka ovat asentaneet ultraäänimittareita, nähneet usein katoavan veden (NRW) laskevan noin 22 % jo kuuden kuukauden sisällä. Miksi tämä tapahtuu niin nopeasti? Kolme pääasiallista tekijää vaikuttavat tässä yhdessä. Ensinnäkin mittarit voivat havaita pienet vuodot reaaliajassa, mikä auttaa työryhmiä löytämään ongelmakohteet nopeasti. Toiseksi niiden väärennystä estävä rakenne vaikeuttaa laittomia ohituksia tai vahingoittamista. Kolmanneksi ne mittaavat virtausta molempiin suuntiin, mikä auttaa havaitsemaan, kun vesi virtaa putkissa taaksepäin – merkki siitä, että jotain on rikki maan alla. Kun näihin mittareihin yhdistetään edistynyt mittausinfrastruktuuri (AMI), ne alkavat tuottaa yksityiskohtaista käyttötietoa. Tämä tieto mahdollistaa painevyöhykkeiden tehokkaamman säädön sekä korjaustiimien lähettämisen niihin kohteisiin, joissa niitä tarvitaan kiireisimmin. Vesilaitokset ympäri maata raportoivat, että vuotokorjausten kustannukset ovat jopa 40 % edullisempia asennuksen jälkeen. Jotkut saavat takaisin miljoonia aiemmin huomaamattomien vuotojen vuoksi menetettyinä. Se, mikä oli ennen vain yksi rivi tehokkuusraporteissa, on muuttunut jotain mitattavaksi ja toimenpiteille alttiiksi kunnallisten budjettien kannalta.
Ultraäänivedenmittarit säilyttävät tarkkuutensa, vaikka vesivirtaus häiriintyisi, sykisi epäsäännöllisesti tai muuten häiriintyisi tavalla, joka saisi tavalliset mekaaniset mittarit pettämään. Nämä mittarit on rakennettu kiinteänä laitteena, joten ne eivät reagoi magneettikenttiin, putkistossa kulkeviin värähtelyihin tai äkillisiin hydraulisiin iskuihin, jotka usein aiheuttavat ongelmia vanhemmissa siipipyörätyyppisissä järjestelmissä. Sisällä oleva teknologia käsittelee signaaleita digitaalisesti suodattaakseen pois ilmakuplien, sedimenttipartikkelien mukanaan tuoman tai tilapäisten takaisinvirtausten aiheuttaman kohinan. Kaupungit, jotka ovat siirtyneet käyttämään näitä mittareita, huomaavat myös melko vaikuttavan kehityksen: monet raportoivat noin 40 prosentin laskun asiakkaiden epätarkoista lukemista koskevista valituksista asennuksen jälkeen, erityisesti vanhemmissa vesijohtojärjestelmissä, joissa paineenpiikit ja epäjohdonmukainen virtaus olivat yleisiä ongelmia. Koska näissä mittareissa ei ole liikkuvia osia, ne toimivat edelleen asianmukaisesti, vaikka järjestelmän läpi kulkee likaa, mikä tarkoittaa vähemmän huoltokutsuja ja ylläpitoa yleisesti ottaen.
Ultraäänivirtausmittarit toimitetaan valmiina käyttöön, ja ne mittaavat virtausta molempiin suuntiin sekä lähettävät reaaliaikaista tietoa käyttäen standardoituja teollisuusprotokollia. Ajattele DLMS/COSEM:iä puhuttaessa AMI-järjestelmistä, jotka täytyy saada toimimaan yhdessä, tai MQTT:tä niille, jotka harkitsevat IoT-ratkaisun skaalauttamista useisiin sijainteihin. Se, että nämä mittarit puhuvat jo oikeaa kieltä, tarkoittaa, että ne saadaan asennettua paljon nopeammin ilman kalliita keskikerroksisia ohjelmistoja tai monimutkaisia protokollamuunnoksia. Vesiyritykset saavat yksityiskohtaiset kulutustiedot, joihin on merkitty tarkat aikaleimat joka 15 minuutin välein. Tämä mahdollistaa ongelmien havaitsemisen lähes välittömästi, olipa kyse sitten rikkoutuneesta putkesta jossain maan alla tai jonkun yrityksestä vääristellä mittarin lukemia. Lisäksi manuaaliset mittarinlukupalvelut vähenevät noin 60 prosenttia, mikä säästää rahaa ja vähentää ihmisten aiheuttamia virheitä. Kahdensuuntaisen viestinnän ansiosta operaattorit voivat ohjata venttiilejä kauko-ohjauksella ja säätää hinnoittelurakenteita reaaliajassa. Tämä muuttaa vesienhallintaa perusteellisesti siirtyen korjaustoimiin vasta ongelman sattuessa kohti tarpeiden ennakoimista ennen kuin kriisejä syntyy. Kun yhä useammat kaupungit adoptoivat AMI-teknologiaa (joka kattaa nykyisin noin puolet globaalista älykkään veden markkinasta), ultraäänimittareiden valinta, jotka noudattavat standardiprotokollia, on järkevää pitkän aikavälin sijoitussuojan kannalta sen sijaan, että joutuisi myöhemmin käsittelemään vanhentunutta laitteistoa.
Ultraäänivirtaamittimet tarjoavat vertaansa vailla pitkän ikäisen ja tarkan mittaustarkkuuden, koska ne mittaavat vesivirtausta ääniaalloilla mekaanisten komponenttien sijaan, mikä poistaa kulumisen ja mittausvirheiden kehittymisen ajan myötä.
Ultraäänivirtaamittimet tarjoavat huomattavan tarkan mittauksen ±0,5 % tarkkuudella eri virtausolosuhteissa, mikä tekee niistä selvästi paremman vaihtoehdon verrattuna mekaanisiin mittareihin, joiden tarkkuus vaihtelee ±2–5 %:n välillä.
Poistamalla liikkuvat osat ultraäänimittarit vähentävät ylläpitotoimenpiteiden tarvetta noin 90 %, mikä säästää käyttökustannuksia.
Ultraäänimittarit voivat havaita alhaisia virtausnopeuksia aina 0,01 m³/h:iin saakka, mikä mahdollistaa sellaisten mikrovuotojen tunnistamisen, jotka yleensä jäävät huomaamatta mekaanisilla mittareilla.
Kyllä, ultraäänimittarit tukevat kaksisuuntaista mittausta ja reaaliaikaista tietojen viestintää, mikä tekee niistä yhteensopivia nykyaikaisten AMI-järjestelmien ja tulevaisuuteen valmiiden vesihuoltoratkaisujen kanssa.