Ինչու՞ է Ուլտրաձայնային Ջրաչափը ավելի ճշգրիտ, քան սովորականը

Ինչպե՞ս է Ուլտրաձայնային Ջրային Հաշվիչի Տեխնոլոգիան Ապահովում Գերազանց Ճշգրտություն

Ուլտրաձայնային Հոսքի Չափման Մեջ Անցման Ժամանակային Տարբերակման Սկզբունքը

Ուլտրաձայնային ջրային հաշվիչները աշխատում են ջուրը խողովակներով շարժվելու արագությունը չափելով: Դա կատարվում է անվանված անցման ժամանակային տարբերակման մեթոդի միջոցով: Ըստ էության, դրանք փոքրիկ ձայնային ալիքներ են ուղարկում երկու ուղղությամբ ջրի միջով և չափում են, թե ինչքան ժամանակ է անհրաժեշտ յուրաքանչյուրի վերադառնալու համար: Երբ կա հոսք, այն ալիքները, որոնք հոսքի ուղղությամբ են շարժվում, ավելի արագ են վերադառնում, քան դրան հակառակ ուղղությամբ շարժվողները: Սա մեզ տալիս է ճշգրտության մոտավորապես պլյուս կամ մինուս 1 տոկոս ցուցանիշ, նույնիսկ երբ համակարգում ճնշումը տատանվում է: Ամբողջ գործընթացը հիմնված է հիմնարար ֆիզիկական սկզբունքների վրա, ոչ թե ատամնանիվների կամ այլ շարժվող մասերի վրա, ինչպես ավանդական մեխանիկական հաշվիչներում: Այս կառուցվածքի շնորհիվ հաշվիչները չեն կրում անճշգրտություններ հեղուկների խտացումից կամ ժամանակի ընթացքում խտության փոփոխություններից, ինչը դրանք շատ ավելի հուսալի է դարձնում երկարաժամկետ հսկողության համար:

Մեխանիկական մասերի բացակայությունը վերացնում է մաշված կորուստների անճշտությունները

Ուլտրաձայնային հաշվիչները աշխատում են այլ կերպ, քանի որ դրանք չունեն շարժական մասեր, ինչպես շարժական անիվներ, ատամնանիվներ կամ առանցքակալներ, որոնք իրականում հպվում են ջրին: Այս կառուցվածքը նպաստում է նրանց շատ ավելի երկար ժամանակ տևելուն, քանի որ մեծ մասամբ մեխանիկական հաշվիչները սկսում են ցույց տալ մաշված վիճակի նշաններ մոտ ութ տարի անց՝ համաձայն 2022 թվականին հրատարակված Միջազգային ջրային ասոցիացիայի հետազոտությունների: Ավանդական հաշվիչների մոտ 80 տոկոսը ժամանակի ընթացքում սկսում է վատանալ: Ուլտրաձայնային մոդելների համար բնորոշ է ստատիկ չափման համակարգը, որը տարիներ շարունակ մնում է կայուն և չի պահանջում վերակարգավորում: Դրանք պահպանում են մոտավորապես երկու տոկոսանոց ճշտություն իրենց ամբողջ կյանքի ընթացքում, ինչը գերազանցում է հնացած մեմբրանային հաշվիչների աշխատանքը, որոնք հետագայում շեղվում են մոտ 5 տոկոսով:

Բարձր զգայություն ցածր հոսքի պայմանների և միկրոներկայացուցիչ արտահոսքի հայտնաբերման նկատմամբ

Ուլտրաձայնային սենսորները կարողանում են հայտնաբերել հոսքեր ընդամենը 0.05 լիտր ժամային արագությամբ, ինչը նրանց դարձնում է մոտ 50 անգամ ավելի զգայուն, քան այն հին մեխանիկական հաշվիչները, որոնք մենք տարիներ շարունակ օգտագործել ենք: Այս ճշգրտությունը օգնում է ջրային ընկերություններին հայտնաբերել այն փոքրիկ արտահոսքերը, որոնք մինչև հիմա ոչ ոք չէր նկատել, քանի դեռ դրանք գումար չէին կորցրել: Ըստ 2023 թվականին Journal AWWA-ում հրապարակված հետազոտության, այս փոքր խնդիրները բաշխման ցանցերի միջոցով կորցված ջրի մոտ 1.3 տոկոսն են կազմում: Ամենազարմանալին այն է, թե ինչպես են այս սենսորները կարգավորում ինտերֆերենցիան պոմպային թրթիռներից և ֆոնային խողովակների աղմուկից: Նրանք շարունակում են ճշգրիտ ցուցմունքներ տալ նույնիսկ այն ժամերին, երբ սովորական հաշվիչները սկսում են բաց թողնել այն, ինչ տեղի է ունենում, քանի դեռ բավարար ջուր չկա ճիշտ ցուցմունքներ տալու համար:

Ավանդական մեխանիկական ջրաչափերի հիմնական սահմանափակումները

Չափման շեղումը ներքին մաշվածքի և բաղադրիչների վատթարացման պատճառով

Ջրի հաշվիչները, որոնք ստեղծված են մեխանիկական մասերի շուրջ, ժամանակի ընթացքում ավելի քիչ ճշգրիտ դառնում, քանի որ շարժական այդ մասերը՝ ատամնանիվները, մխոցները, շոգեշրջանակները, բնական կերպով մաշվում են: Գիտական հետազոտությունները ցույց են տվել, որ մեծամասն մեխանիկական հաշվիչները տարեկան մոտ 1-ից 2 տոկոս ճշտություն են կորցրել: Ավելի վատ բան է տեղի ունենում, երբ ավազի կուտակում է տեղի ունենում կամ հանքային նստվածքներ են հայտնվում համակարգում, ինչը մեծապես արագացնում է այդ մաշվածության գործընթացը: Իրական տվյալների վերլուծությունը հինգ տարվա ընթացքում ցույց է տվել նաև վախեցնող թվեր: Մեխանիկական հաշվիչների մոտ չորսից մեկը վերջապես ընկել է թույլատրելի սխալի սահմաններից դուրս՝ պարզապես այն պատճառով, որ նրանց ինքնաթիռները մաշվել էին, իսկ ներքին խցերը քայքայվել էին: Սա կտրուկ հակադրվում է նորագույն ուլտրաձայնային մոդելներին, որոնք իրենց մեջ ներդրված ախտորոշիչ համակարգ ունեն, որը նախազգուշացնում է սպասարկող անձնակազմին, երբ ճշտությունը սկսում է նվազել:

Աղքատ արդյունքներ ցածր հոսքի և բուռն հոսքի պայմաններում

Շատ մեխանիկական հաշվիչներ պարզապես չեն կարող գրանցել 0.5 գալոնից ցածր հոսք րոպեում, ինչը նշանակում է, որ դրանք բաց են թողնում 18-ից մինչև 34 տոկոսը այն ջրից, որը իրականում օգտագործվում է, երբ տնում առկա է արտահոսք: Երբ փականները հանկարծակի փակվում են կամ պոմպերը միանում են, առաջանում է անկանոնություն, որն առաջացնում է ռոտորի ավելցուկային պտույտներ, ինչի արդյունքում շրջադիր հաշվիչների ցուցմունքները կարող են սխալ լինել մինչև 6%: Թվերը ևս ստույգ են՝ կոմունալ ընկերությունները հաստատել են, որ այն տարածքներում, որտեղ օգտագործվում են ավելի հին մեխանիկական հաշվիչներ, կորուստները կազմում են շուրջ 12% ավելի շատ գումար, քանի որ շատ ջուր մնում է հաշվարկված չլինելու պատճառով: Սա ոչ թե աբստրակտ թվեր են, այլ իրական գումարներ, որոնք անհետ կորչում են խորանարդ փողով:

Տեղադրման ազդեցությունների և հոսքի պրոֆիլի խանգարումների ենթակայություն

Շարժական հաշվիչները խողովակաշարի ծնկներին չափազանց մոտ տեղադրելը կամ սխալ անկյուններով տեղադրելը նրանց ճշգրտությունը կարող է նվազեցնել մոտ 15-ից մինչև նույնիսկ 20 տոկոսով: Այդ սարքերի ճիշտ աշխատանքի համար անհրաժեշտ են երկար հատվածներ ուղիղ խողովակաշար: Ամենաշատը խորանարդ տրամագծի տաս անգամ առաջ և հինգ անգամ հետո խորանարդ հաշվիչի համար, որպեսզի ջուրը հարթ հոսի առանց բուռն շարժման: Բայց ճիշտ է, հնացած համակարգերում այդքան ուղիղ խողովակի տեղ գտնելը գրեթե անհնար է: Հետո կա ճնշման ցատկերի խնդիրը: Մենք տեսել ենք դեպքեր, երբ ճնշումը 150 ֆունտ քառակուսի դյույմից ավելի է դեֆորմացնում հաշվիչի ներքին մասերը: Տեղանքի զեկույցները ցույց են տալիս, որ այդ դեպքը տեղի է ունենում մոտ 14-ի մեջ 100 տեղադրումներից երեք տարվա ընթացքում:

Հոսքի պրոֆիլի զգայունություն և իրական աշխատանքի տարբերություններ

Բուռն և փոփոխական ճնշման հոսքերի ազդեցությունը հաշվիչի ճշգրտության վրա

Շիթային փոխարկիչների անկանոն հոսքի օրինաչափությունները, որոնք պայմանավորված են խողովակների ծռումներով կամ պոմպերի աշխատանքով, վատացնում են մեխանիկական հաշվիչների աշխատանքը: Աղմուկը առաջացնում է ճնշման տատանումներ, որոնք տեղաշարժում են ներքին մասերը, իսկ ցածր հոսքի պայմանները մեծացնում են մեխանիկական իներցիայի սխալերը: Այս գործոնները միասին նպաստում են տարեկան ճշտության կորուստներին, որոնք գերազանցում են 2.5%-ը ավարտվող ենթակառուցվածքներում:

Ուլտրաձայնային հաշվիչների հակադրությունը հոսքի խանգարումներին պայմանավորված ոչ ներթափանցող դիզայնով

Ուլտրաձայնային հոսքաչափերը աշխատում են՝ ջրի միջով ձայնային ալիքներ ուղարկելով և չափելով նրա շարժման արագությունը: Քանի որ դրանք հեղուկին չեն դիպչում, դրանք չեն տուժում այլ համակարգերի խանգարում առաջացնող խճճված շրջապտույտների և ճնշման կտրուկ փոփոխությունների ազդեցությամբ: Այս հոսքաչափերը օգտագործում են անցման ժամանակի տարբերության տեխնիկան, որը դիմադրում է նույնիսկ ամենախանդավոր պայմաններին: Մեկ այլ մեծ առավելություն է ներքին շարժական մասերի բացակայությունը, ուստի ժամանակի ընթացքում դրանք չեն կորցնում ճշգրտությունը՝ մանրաթելերի մաշվածքի կամ միներալների կուտակման պատճառով: Այս տեսակի մաշվածքն է հենց այն, ինչը մեխանիկական հոսքաչափերը հաճախ ձախողվում են:

Դաշտային ապացույց. 5 տարի անց ճշգրտության պահպանում՝ 98.7% (AWWA հետազոտություն)

2023 թվականին Ամերիկյան ջրային աշխատանքների ասոցիացիայի (AWWA) կողմից իրականացված հետազոտությունը հետևել է 1200 ուլտրաձայնային հաշվիչների տեղադրմանը համայնքային ցանցերում: Շարունակական օգտագործման հինգ տարի անց սարքերը պահպանել են իրենց սկզբնական ճշգրտության 98.7%-ը՝ մեխանիկական հաշվիչներից զգալիորեն ավելի լավ արդյունք ցուցադրելով, որոնք ցույց տվեցին միջինը 3.2% ճշգրտության կորուստ նույն պայմաններում:

Ինտելեկտուալ ինտեգրում և իրաժամանակյա ճշգրտության հսկում

Ուլտրաձայնային ջրաչափերը կազմում են այսպես կոչված Ծավալուն Հաշվառման Ենթակառուցվածքի կամ կրճատական ​​AMI-ի հիմքը: Այս նորատիպ սարքերը թույլ են տալիս ջրային ընկերությունների սպառման տեղեկությունը հավաքել ավելի մանրամասն, քան հնացած մեխանիկական ջրաչափերը երբևէ կարող էին անել: Սովորական ջրաչափերը պարզապես ամբողջական ցուցանիշներ էին ցույց տալիս, սակայն ուլտրաձայնային տեխնոլոգիան իրականում ստեղծում է հոսքի տվյալների անընդհատ հոսքեր՝ կցված ժամանակային նիշերով: Սա հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել արտահոսքերը, մինչև դրանք խոշոր խնդիրներ դառնան, և օգնում է կանխատեսել օգտագործման օրինաչափությունները հարևան թաղամասերում: Ամբողջ համակարգը աշխատում է ինտելեկտուալ ցանցերի հետ համատեղված, որոնք իրար հետ կապված են Ինտերնետ Բանալիների միջոցով, ինչն էլ օգտատիրոջ կառավարիչներին տալիս է իրական ժամանակում տեսանելիություն իրենց ցանցերի մասին:

Ուլտրաձայնային զգայունականության դերը ինտելեկտուալ ջրաչափման և AMI համակարգերում

Ուլտրաձայնային հոսքաչափերը հարթ են ինտեգրվում AMI ցանցերում՝ օգտագործելով ցածր հզորության լայն տիրույթ (LPWA) հաղորդակցության պրոտոկոլներ, ինչպիսին է LoRaWAN-ը, որն ապահովում է երկու ուղղությամբ տվյալների փոխանակում՝ կրիտիկական զգուշացումների համար 5 վայրկյանից պակաս ուշացմամբ: Դրանց կայուն վիճակի դիզայնը ապահովում է անընդհատ աշխատանքը ճնշման ցատկերի ընթացքում, որոնք հաճախ դուրս են բերում մեխանիկական հաշվիչները:

Շարունակական ճշգրտության ստուգում իրական ժամանակում տվյալների հաղորդման միջոցով

Ուլտրաձայնային հաշվիչները ինտելեկտուալ հնարավորություններով մոտ 15 րոպեն մեկ ինքնուրույն ստուգում են իրականացնում՝ հնչյունային ալիքների խողովակներով տարանցման ընթացքում սահմանված սխալների սահմանային ցուցանիշների համեմատ։ Երբ ցուցմունքները գերազանցում են 1,5 տոկոսը, այդ համակարգերը նշում են ցանկացած անսովոր բան և SCADA ցանցերի միջոցով ուղարկում են նախազգուշացումներ, որպեսզի տեխնիկական անձնակազմը տեղեկացված լինի, որ ինչ-որ բան ուշադրություն է պահանջում։ AWWA-ի 2023 թվականի հետազոտությունը ցույց տվեց, որ այս տեսակի անընդհատ ստուգումների իրականացումը կալիբրման խնդիրները 92 տոկոսով կրճատում է համեմատաբար հին հաշվիչների հետ, որոնք մեկ անգամ տարեկան ստուգվում էին ձեռքով։ Դա մեծ տարբերություն է անում ջրային համակարգերի ճշգրիտ աշխատանքի ապահովման և անսպասելի դադարների կանխարգելման գործում։

Ուսումնասիրություն՝ Քաղաքային AMI-ի ներդրում և եկամուտ չապահովող ջրի կրճատում

Հարավ-արևմտյան ԱՄՆ-ի մեծ համայնքային կառավարությունը 220,000 մեխանիկական հաշվիչները փոխարինեց ալտրաձայնային AMI կետերով և 90 օրվա ընթացքում հայտնաբերեց նախօգտագործման տվյալների հիման վրա չհայտնաբերված 3,400 մանրաթելային արտահոսք: Բարձր հնարավորությամբ հոսքի տվյալների վերլուծության և ճնշման զգայուն սենսորների մուտքային տվյալների հիման վրա կոմունալ ծառայությունը տարեկան կրճատեց եկամուտների կորուստը 37%-ով՝ վերականգնելով տեղական ջրի տարифների հիման վրա 2.8 միլիոն դոլար գործարկման ծախսեր:

Ծախսեր ընդդեմ երկարաժամկետ ճշգրտության. Ալտրաձայնային հաշվիչների համար գործողությունների հիմնավորում

Բարձր սկզբնական ծախսերը համակշռվում են կյանքի ճշգրտությամբ և ցածր սպասարկմամբ

Ուլտրաձայնային ջրաչափերը սկզբում ավելի թանկ են, քան մեխանիկական ջրաչափերը, որոնք մենք բոլորս տեսել ենք քաղաքում: Անցյալ տարվա արդյունաբերության հետազոտությունները ցույց են տվել, որ սկզբնապես նրանց գները սովորաբար 30-ից մինչև 50 տոկոսով ավելի բարձր են: Սակ երկարաժամկետ առումով նրանք ավելի լավ են. այս ջրաչափերը չունեն շարժվող մասեր, որոնք կարող են մաշվել, ուստի չի պահանջվում պարբերական սպասարկում կամ նորից կալիբրացում: Քաղաքները, որոնք հաշվապահական հաշվետվություններ են կազմել, իրականում գտել են, որ չնայած ավելի բարձր գնին, ընդհանուր ծախսերը տասնամյա գործողության ընթացքում 25-ից մինչև նույնիսկ 40 տոկոսով ցածր են ավարտվել: Մեխանիկական ջրաչափերը նույնպես ժամանակի ընթացքում կորցնում են ճշտությունը՝ տարեկան կորցնելով 1-ից մինչև 3 տոկոս, քանի որ ատամնանիվերը պարզապես մաշվում են: Ընդ որում, ուլտրաձայնային տարբերակները մնում են բավականին համապատասխան չափումների մեջ՝ ավելի քան տասն տարի շարունակ պահպանելով ճշտությունը տոկոսի կեսի սահմաններում:

Երկարաժամկետ ջրի կորուստների տնտեսելով հաղթահարել մունիցիպալ դիմադրությունը

Կոմունալ համայնքները, որոնք անցել են ուլտրաձայնային հաշվիչների, տեսնում են, որ դրանց համակարգերով անցնում է 15-ից մինչև 30 տոկոսով պակաս եկամուտ չտվող ջուր, քանի որ այդ հաշվիչները ավելի լավ են հայտնաբերում առանձրացումները և աշխատում են գրեթե զրոյական նվազագույն հոսքի դեպքում: Վերջացած տարվա ընթացքում տասներկու տարբեր ջրային շրջաններում կատարված հետազոտությունների հիման վրա հետազոտողները տեսել են, որ այդ փոփոխությունը տարեկան մոտ 2.7 միլիոն դոլար խնայում է ամեն 100 հազար միացումների համար: Սկզբնական ծախսերը կարող են բյուջեի համար դժվարացնող լինել, իհարկե, սակայն երբ դիտարկում ենք ընդհանուր նկարը ժամանակի ընթացքում, ամենաշատ տեղերում դրանք սկսում են հասնել կորուստների և եկամուտների հավասարման 3-5 տարվա ընթացքում: Այդ կետից հետո այդ խնայումները սկսում են անմիջապես ցուցադրվել կոմունալ ծառայությունների եկամուտների մեջ:

Frequently Asked Questions - Հաճ📐

Ինչու՞ են ուլտրաձայնային ջրի հաշվիչները համարվում ավելի ճշգրիտ, քան սովորականները:

Ուլտրաձայնային ջրի հաշվիչները հոսքի արագությունը չափելու համար օգտագործում են անցման ժամանակի դիֆերենցիալ մեթոդը՝ ձայնային ալիքներով, ապահովելով մոտավորապես ±1% ճշգրտության աստիճան: Մեխանիկական հաշվիչների տարբերությամբ՝ դրանք չեն ենթարկվում հեղուկի խտության փոփոխությունների ազդեցությանը:

Ինչու են ուլտրաձայնային հաշվիչները մեխանիկական հաշվիչներից ավելի երկար ժամանակ գործում

Ուլտրաձայնային հաշվիչներն առանց շարժվող մասերի են, ինչը նվազեցնում է մաշվածությունը և այդպիսով երկարացնում է նրանց կյանքի տևողությունը՝ առանց անհրաժեշտության նորից կարգավորելու, պահպանելով ճշտությունը ժամանակի ընթացքում։

Ինչպե՞ս են ուլտրաձայնային հաշվիչները փոքր արտահոսքեր հայտնաբերում

Նրանք բարձր զգայուն են ցածր հոսքի պայմանների նկատմամբ և կարող են հայտնաբերել հոսքեր 0,05 լիտր ժամային արագությամբ, ինչը օգնում է վաղ հայտնաբերել արտահոսքերը։

Ուլտրաձայնային հաշվիչների AMI համակարգերին ինտեգրման ինչ առավելություններ կան

Ուլտրաձայնային հաշվիչներն ապահովում են մանրամասն սպառման տվյալներով և իրական ժամանակում հսկում են AMI համակարգերի միջոցով, որը օգնում է ճշգրիտ արտահոսքերի հայտնաբերման և օգտագործման օրինաչափությունների վերլուծության գործում։