Რატომ არის ულტრაბგერითი წყლის მრიცხველები უფრო ზუსტი ვიდრე ტრადიციული?

Როგორ უზრუნველყოფს ულტრაბგერითი წყლის მრიცხველის ტექნოლოგია სიზუსტის მაღალ დონეს

Გადაცემის დროში განსხვავების გამოზომვის პრინციპი ულტრაბგერითი ნაკადის გასაზომ მოწყობილობებში

Ულტრაბგერითი წყლის მრიცხველები მუშაობენ იმით, რომ იზომებენ წყლის მოძრაობის სიჩქარეს მილებში. ისინი ამას აკეთებენ გადაცემის დროში განსხვავების მეთოდის გამოყენებით. საბაზოდ, ისინი წყალში ამოაქვთ პატარა ბგერითი ტალღები ორივე მიმართულებით და იზომებენ თითოეულის დაბრუნების დროს. როდესაც ნაკადი მოძრაობს, ტალღები, რომლებიც მიედინებიან ნაკადის მიმართულებით, უფრო სწრაფად ბრუნდებიან, ვიდრე ისინი, რომლებიც ეწინააღმდეგებიან მას. ეს სიზუსტის მაჩვენებელს აქვს დაახლოებით პლიუს მინუს 1 პროცენტი, მიუხედავად იმისა, რომ სისტემაში ხშირად იხილება წნევის მრუდი. მთელი სისტემა დამოკიდებულია ფიზიკის საბაზო პრინციპებზე, ხოლო არა გირსაბჭოებზე ან სხვა მოძრავ კომპონენტებზე, როგორც ეს ხდება ტრადიციულ მექანიკურ მრიცხველებში. ამ დიზაინის გამო, ასეთი მრიცხველები არ განიცდიან სიზუსტის დაქვეითებას სითხეების გასქელების ან სიმკვრივის დროთა განმავლობაში შეცვლის გამო, რაც უფრო სანდოს ხდის მათ გრძელვადიანი მონიტორინგის აპლიკაციებისთვის.

Მექანიკური ნაწილების არ არსებობა ამოწურვის დაკარგვის შეცდომებს აღმოფრთხობს

Ულტრაბგერითი საზომი მოწყობილობები სხვაგვარად მუშაობენ, რადგან მათ არ აქვთ მოძრავი ნაწილები, როგორიცაა დანაგები, ბორბები ან ბრუნვის ღერძები, რომლებიც პირდაპირ შეხებაში არიან წყალთან. ეს დიზაინი უზრუნველყოფს მათი სიცოცხლის გახანგრძლივებას, ვინაიდან უმეტესი მექანიკური საზომი მოწყობილობები დახვეწის ნიშნებს იჩვენებს დაახლოებით რვა წელზე მეტი ხნის განმავლობაში ინტერნაციონალური წყალის ასოციაციის 2022 წელზე დაბრუნებით მოძიებული კვლევების მიხედვით. ტრადიციული საზომი მოწყობილობების დაახლოებით 80 პროცენტი დროთა განმავლობაში დეგრადირებულია. ულტრაბგერითი მოდელების განსაკუთრებულობა მათი სტატიკური საზომი სისტემითაა განპირობებული, რომელიც წელზე მეტი ხნის განმავლობაში მდგრადად რჩება და არ საჭიროებს ხელახლა კალიბრაციას. ისინი მთელი მომსახურების ვადის განმავლობაში მარცხნივ ან მარჯვნივ 2 პროცენტის სიზუსტე ინარჩუნებენ, რაც აღემატება ძველი დიაფრაგმის საზომი მოწყობილობების შედეგებს, რომლებიც დროთა განმავლობაში დაახლოებით 5 პროცენტით გადახრილია.

Დაბალი დინების პირობებისა და მიკრო წილოვანი დაგლეჯის აღმოჩენაში მაღალი მგრძნობელობა

Ულტრაბგერითი სენსორები შესაძლოა გამოვიდნენ დიდი ზუსტისა მექანიკური რეგისტრატორების მიმართ, რომლებიც ასევე გამოიყენებოდნენ წლების განმავლობაში, რადგან ისინი შეძლებენ დებიტის გამოვლენას მხოლოდ 0.05 ლიტრი საათში. ასეთი ზუსტობა საშუალებას აძლევს წყლის კომპანიებს გამოივლინონ მცირე წყლის დანაკარგი, რომელიც ადამიანების ყურადღებას არ იზიდავს, სანამ ის ფულის დანაკარგის მიზეზად არ იქცევა. ჟურნალ AWWA-ში 2023 წელს გამოქვეყნებული კვლევის მიხედვით, ასეთი პატარა პრობლემები განაწილების ქსელების მეშვეობით დაკარგული წყლის მთლიანად 1.3 პროცენტს შეადგენს. საოცარია ის, თუ როგორ უგულველყოფენ სენსორები ხაოსს, რომელსაც ქმნიან პომპების ვიბრაციები და საინჟინრო ხმაური. ისინი ზუსტ მაჩვენებლებს გვაძლევენ მშვიდობიან საათებშიც კი, როდესაც ჩვეულებრივი მეტრები ხშირად ვერ ასახავენ მომხდარს, რადგან წყლის მოძრაობა საკმარისად ნაკლებია იმისთვის, რომ მათ გამოვლინებულიყო.

Საწყისი მექანიკური წყლის მეტრების მთავარი შეზღუდვები

Შიდა გახმარების და კომპონენტების დეგრადაციის გამო გაზომვის წაადგილება

Წყლის მეტრები, რომლებიც მექანიკური ნაწილების გარშემოა აგებული, დროთა განმავლობაში უფრო ნაკლებად ზუსტი ხდება, რადგან მოძრავი კომპონენტები - გირები, პისტონები, ტურბინები - ბუნებრივად ისვენება. კვლევები აჩვენებს, რომ უმეტესი მექანიკური მეტრები ყოველწლიურად დაახლოებით 1-2 პროცენტით კარგავს ზუსტი გამოთვლის შესაძლებლობას. სიტუაცია უფრო უარესდება, როდესაც ქვიშის დაგროვება ან მინერალური ნალექები ხვდება სისტემაში, რაც განათელებს გაუმჯობესების პროცესს. ასევე შესამჩნევად უარესი მაჩვენებლები აქვს მონაცემებს რეალური ინსტალაციებიდან ხუთწლიანი პერიოდის განმავლობაში. დაახლოებით მეოთხედი მექანიკური მეტრების შეცდომის დაშვებულ დიაპაზონს გადაუსცდა მარტივად იმიტომ, რომ მათი საყრდენები ისვენა და შიდა სივრცეები გაიშლა. ეს კი მკვეთრად განსხვავდება ახალგაზრდა ულტრაბგერითი მოდელებისგან, რომლებსაც შეცდომის დიაგნოსტიკა შეუძლია და გაფრთხილებს მომსახურე პერსონალს, როდესაც ზუსტი მონაცემების გადმოცემა შეიძლება შესრულდეს.

Დაბალი და დახურული დინების პირობებში არაკმარისი მუშაობა

Უმეტესი მექანიკური მეტრი ვერ იღებს ნაკადებს 0,5 გალონზე ნაკლებს წუთში, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი აგუშნიან 18-დან 34 პროცენტამდე იმ რაოდენობის წყალს, რომელიც ფაქტობრივად იხარჯება სახლში წყლის დაგლეჯის შემთხვევაში. როდესაც კლაპანები იხურება ან ტუმბოები უცებ იწყებენ მუშაობას, ასეთი დაბრკოლებები იწვევს როტორის გადატრიალების პრობლემებს, რაც შეიძლება ტურბინის საზომის ჩვენებებს 6%-ით გადაახაროს. რიცხვები არ მტკივარებენ, სამსახურები ასევე აღმოაჩენენ, რომ ზონები, რომლებიც დამოკიდებულნი არიან ძველ მექანიკურ მეტრებზე, საშუალოდ 12%-ით მეტ ფულს კარგავენ, რადგან ბევრი წყალი გამოუვიდებელი რჩება. ეს არ არის მხოლოდ აბსტრაქტული რიცხვები, არამედ ნამდვილი ფული, რომელიც მიდის ჩანთის ქვეშ.

Მოწყობილობის ზემოქმედებისა და ნაკადის პროფილის დარღვევების ალბათობა

Მექანიკური მეტრების მილების მრუდებთან ახლოს მოდება ან არასწორი კუთხით დაყენება მათ სიზუსტეს 15-დან 20 პროცენტამდე შეიძლება შეამციროს. ამ მოწყობილობების სწორად მუშაობისთვის საჭიროა გრძელი უწყვეტი მილების სექციები. უმეტესობა ადამიანის რეკომენდაცია არის მეტრამდე ათი მილის დიამეტრი და მის შემდეგ ხუთი იმისთვის, რომ წყალი გლუვად დინდეს და არ იყოს ტურბულენტური. მაგრამ მოდით ვისაუბროთ სინამდვილეზე, ადგილის პოვნა ასეთი სიგრძის მილებისთვის ძალიან რთულია ძველი სისტემების მორგებისას. ასევე არსებობს პრობლემა წნევის წახტებთან დაკავშირებით. ჩვენ ვნახეთ შემთხვევები, სადაც წნევა 150 ფუნტზე მეტი ინჩზე მეტრის შიდა ნაწილების დეფორმაციას იწვევს. მონაცემები აჩვენებენ, რომ ეს ხდება დაახლოებით ყოველი 100 დაყენებიდან 14-ში სამი წელზე ნაკლებ დროში.

Ნაკადის პროფილის მგრძნობელობა და სინამდვილეში წარმოდგენის განსხვავებები

Ტურბულენტური და ცვლადი-წნევიანი ნაკადების მეტრის სიზუსტეზე გავლენა

Მილების მოხრების ან პომპის მუშაობის გამო დამახინჯეული დინების პატერნები აარიდებს მექანიკური საზომი მოწყობილობების მუშაობას. ტურბულენტური დინება იწვევს წნევის გარკვეულ გადახრებს, რაც აწევს შიდა კომპონენტებს, ხოლო დაბალი დინების პირობები უფრო მეტად ამაგრებს მექანიკური ინერციის შეცდომებს. ეს ფაქტორები ერთად უზრუნველყოფს წელზე 2,5%-ზე მეტ სიზუსტის დაკარგვას ძველ ინფრასტრუქტურაში.

Ულტრაბგერითი საზომი მოწყობილობების წინააღმდეგობა დინების მაშლელი ფაქტორების მიმართ არასაჭიდო დიზაინის გამო

Ულტრაბგერითი ნაკადის საზომი მოწყობილობები მუშაობს იმ პრინციპით, რომ წყალში გადაჰქანს ბგერით ტალღებს, რათა გაზომოს მისი მოძრაობის სიჩქარე. ვინაიდან ისინი არ შეიხებიან სითხეს, ისინი არ არიან გავლენის ქვეშ იმ არასასურველი ბრუნვით ან წნევის უცებ ცვლილებებით, რომლებიც არღვევენ სხვა სისტემებს. ეს მოწყობილობები იყენებს ტრანზიტის დროის სხვაობის მეთოდს, რომელიც მაშინაც კი საკმარისად მდგრადია, როდესაც სიტუაცია არაკარგია. კიდევ ერთი დიდი დამატებითი უპირატესობაა ის, რომ მათ შიგნით არ აქვთ მოძრავი ნაწილები, ამიტომ დროის განმავლობაში ისინი არ კარგავენ სიზუსტეს იმ მიკრონაწილაკების გამო, რომლებიც ახარვებენ მათ ან მინერალების დაგროვების გამო ზედაპირებზე. ზუსტად ასეთი სახის მოხმარებაა იმის მიზეზი, რომ მექანიკური საზომი მოწყობილობები ხშირად მარცხავს.

Საველე მტკიცებულება: 5 წელზე მეტი ხანგრძლივობის შემდეგ სიზუსტის შენარჩუნება 98,7% (AWWA კვლევა)

2023 წლის ამერიკის საწყობი მუშაკთა ასოციაციის (AWWA) კვლევა ათვალიერდა 1,200 ულტრაბგერითი მრიცხველის ინსტალაცია სამუნიციპალო ქსელებში. ხუთი წელი უწყვეტი ექსპლუატაციის შემდეგ, მოწყობილობებმა შეინარჩუნეს თავდაპირველი სიზუსტის 98.7%, რაც მნიშვნულად აღემატება მექანიკური მრიცხველების შედეგებს, რომლებმაც იმავე პირობებში სიზუსტის საშუალო 3.2% დაკარგეს.

Გონივრული ინტეგრაცია და სიზუსტის რეალურ დროში მონიტორინგი

Ულტრაბგერითი წყლის საზომი მანქანები წარმოადგენს ამ სახელწოდების მქონე სისტემის საშიშ ძირს, რომელსაც უწოდებენ მოწინავე საზომი ინფრასტრუქტურას, ან მოკლედ AMI-ს. ეს თანამედროვე მოწყობილობები საშუალებას აძლევს წყლის კომპანიებს მოხმარების ინფორმაცია გააჩერონ ძალიან მცირე დეტალებით, რასაც ძველი მექანიკური მანქანები ვერ ახერხებდნენ. ტრადიციული მანქანები უბრალოდ დროის განმავლობაში ადიდებდნენ საერთო რიცხვს, მაგრამ ულტრაბგერითი ტექნოლოგია სინამდვილეში აქვს დინების მონაცემების უწყვეტი ნაკადის შექმნის შესაძლებლობა დროის ნიშნებით დაკავშირებული. ეს საშუალებას გვაძლევს დავინახოთ წყლის დანაგვები სანამ ისინი მნიშვნელოვან პრობლემებად იქცევიან და გვეხმარება მოხმარების შაბლონების პროგნოზირებაში მეზობლობებში. მთელი სისტემა მუშაობს ერთად ინტელექტუალური ბადეებით დაკავშირებული IoT-ის საშუალებით, რაც საშუალებას აძლევს სასარგებლო მმართველებს მიიღონ საშუალო და სისტემის ქსელების მონიტორინგის შესაძლებლობა.

Ულტრაბგერითი გამოიყენება ინტელექტუალურ წყლის საზომ მანქანებში და AMI სისტემებში

Ულტრაბგერითი ნაკადის საზომი მოწყობილობები თავისუფლად ინტეგრირდება აქტიური მომხმარებელი ინტერფეისის (AMI) ქსელებში დაბალი სიმძლავრის გამოყენებით ფართო არეალური (LPWA) კომუნიკაციის პროტოკოლების, როგორიცაა LoRaWAN, საშუალებით, რაც უზრუნველყოფს ორმხრივ მონაცემთა გაცვლას 5 წამზე ნაკლები დაყოვნებით მნიშვნელოვანი შეტყობინებებისთვის. მათი ნახევარგამტარიანი კონსტრუქცია უზრუნველყოფს გაწყვეტილების გარეშე მუშაობას წნევის ატაკების დროს, რაც ხშირად გააუქმებს მექანიკური საზომი მოწყობილობების მუშაობას.

Სიზუსტის მუდმივი ვერიფიკაცია რეჟიმში სინქრონული მონაცემთა გადაცემა

Სმარტ ულტრაბგერითი საზომი მოწყობილობები თითოეულ 15 წუთში ახორციელებენ საკუთარ დიაგნოსტიკას, რათა შეამოწმონ ხმის ტალღების მიერ მილების გავლის დრო შეცდომების დაწესებულ ზღვრებში. როდესაც მონაცემები გადააჭარბებს პლუს ან მინუს 1,5 პროცენტს, ასეთი სისტემები ყვებიან ნებისმიერი გაუმჯობესების შესახებ და გააგზავნიან გაფრთხილებები SCADA ქსელების საშუალებით, რათა ტექნიკოსები იცოდნენ, რომ საჭიროა ყურადღება. AWWA-ს მიერ 2023 წელს ჩატარებული კვლევები აჩვენა, რომ ასეთი სახის მუდმივი შემოწმების სისტემა საზომი მოწყობილობების კალიბრაციის პრობლემებს ამცირებს 92 პროცენტით უფრო ძველი მოდელების წინააღმდეგობაში, რომლებიც ხელით შემოწმდებოდა წელზე ერთხელ. ეს საშუალებას გვაძლევს წყალსაცავის სისტემების მუშაობა უფრო სწრაფად და ზუსტად მოხდეს უცხადესი შეჩერებების გარეშე.

Შემთხვევის ანალიზი: საზოგადოებრივი AMI გაშლა და არასაბაჟო წყლის შემცირება

Დიდი სამხრეთ-დასავლეთის აშშ-ის მუნიციპალიტეტმა 220,000 მექანიკური საზომი მანქანა შეცვალა ულტრაბგერითი AMI ბოლო წერტილებით, 90 დღის განმავლობაში ათვისებული 3,400 მიკრო-წილის გამოვლენით. მაღალი გარჩევადობის ნაკადის მონაცემების და წნევის სენსორის შეყვანის ანალიზით, საშენ წყალში დანაკარგი წყალის დანაკარგი წელზე 37%-ით შემცირდა - ადგილობრივი წყლის საფასურის გათვალისწინებით 2.8 მილიონი დოლარის აღდგენით.

Ხარჯები წინააღმდეგ გრძელვადიანი სიზუსტის: ულტრაბგერითი საზომი მანქანების სამართლიანი შემთხვევა

Უფრო მაღალი საწყისი ხარჯები დაბალი მომსახურების ხარჯებით და ციკლური სიზუსტით

Ულტრაბგერითი წყლის მრიცხველები ნამდვილად უფრო ძვირი გამოდის პირველ დათვალიერებისას იმ მექანიკურებთან შედარებით, რომლებიც ჩვენ ყველას ვნახულობთ ქალაქში. წინა წელს ჩატარებული კვლევები აჩვენებს, რომ საწყისი ფასები საშუალოდ 30-50 პროცენტით მაღალია. მაგრამ მათი გრძელვადიანი გამოყენების პერიოდში ისინი საუკეთესო ალტერნატივას წარმოადგენენ: ასეთი მრიცხველების მოძრავი ნაწილები არ გაი wearingება, ამიტომ არ მოხდება მათი მუდმივი მომსახურება ან ხშირად კალიბრაცია. ქალაქებმა, რომლებმაც ამ მონაცემები შეადარეს, ნამდვილად იპოვეს, რომ მიუხედავად მაღალი ფასისა, საერთო ხარჯები დაახლოებით 25-40 პროცენტით ნაკლები იქნებოდა მთელი ათწლიანი ექსპლუატაციის პერიოდში. მექანიკური მრიცხველები დროთა განმავლობაში სიზუსტეს კარგავს, ყოველწლიურად დაკარგული სიზუსტე 1-3 პროცენტს შორისაა, რადგან მათი გირჩები ისვევა. საპირისპიროდ, ულტრაბგერითი ვერსიები მუდმივად ინარჩუნებს ზუსტ მაჩვენებლებს, რომლებიც მეტი ან ნაკლები ნახევარი პროცენტით განსხვავდება ათზე მეტი წელზე.

Სამუნიციპალო წინააღმდეგობის დამარცხება გრძელვადიანი წყლის დანაკარგის ეკონომიით

Იმ მუნიციპალიტეტებმა, რომლებმაც გადახატა ულტრაბგერითი მეტრების გამოყენებაზე, შეამჩნიეს არასაშემოსავლო წყლის დაახლოებით 15-დან 30 პროცენტამდე შემცირება, რადგან ასეთი მეტრები უკეთ ადგენენ წყლის დაგლეჯვას და მუშაობენ მინიმალური დინების პირობებშიც. გამოკვლეული იყო წინა წელს განსხვავებული წყლის რაიონების შესახებ შესრულებული კვლევა, რომელიც აჩვენებს, რომ გადასვლა ამ მეტრებზე ზოგავს დაახლოებით 2.7 მილიონ დოლარს ყოველი 100 ათასი წვდომის შემთხვევაში წელზე. თავდაპირველი ხარჯები შეიძლება დაბლოკოს ბიუჯეტს, მაგრამ თუ განვიხილავთ სრულ სურათს დროის განმავლობაში, უმეტესობა ადგილებში სამიდან ხუთ წელში ხელახლა აღდგება. ამ მომენტიდან დაწყებული, ყველა ასეთი ზოგი უკვე ასახულია საშემოსავლო საშუალებების ბოლო ხაზზე.

Ხშირად დასმული კითხვები

Რატომ მიიჩნევა ულტრაბგერითი წყლის მეტრები უფრო ზუსტად ტრადიციულებზე?

Ულტრაბგერითი წყლის მეტრები იყენებენ გადაადგილების დროის სხვაობის მეთოდს ბგერითი ტალღების გამოყენებით დინების სიჩქარის გასაზომად, რაც უზრუნველყოფს დაახლოებით ±1% სიზუსტეს. მექანიკური მეტრებისგან განსხვავებით, ისინი არ არიან გავლენა შემოსავლის სიმკვრივის ცვლილებების მიერ.

Რატომ გრძელდება ულტრაბგერითი საზომი მანქანების ვადა მექანიკური საზომების განმავლობაზე უფრო მეტად?

Ულტრაბგერით საზომ მანქანებში მოძრავი ნაწილები არ არის, რაც ამცირებს მათ გასვლას და ასე გამოიწვევს მათ გახანგრძლივებას კალიბრაციის ხელახლა გაკეთების გარეშე, ხოლო სიზუსტე დროის განმავლობაში ინარჩუნებს.

Როგორ ამჩნევენ ულტრაბგერითი საზომი მანქანები პატარა წვდებს?

Ისინი საკმარისად მგრძნობიარენი არიან დაბალი დინების პირობების მიმართ, შესაძლოა დინების აღმოჩენა 0.05 ლიტრ საათში, რაც ადრეულ წვდების აღმოჩენას უწყობს ხელს.

Რა სარგებელი მოაქვს ულტრაბგერითი საზომი მანქანების ინტეგრირებას AMI სისტემებში?

Ულტრაბგერითი საზომი მანქანები მომსახურების დეტალურ მონაცემებს და რეჟიმში დროულ მონიტორინგს უზრუნველყოფს AMI სისტემების მეშვეობით, რაც ზუსტი წვდების აღმოჩენასა და გამოყენების შაბლონების ანალიზში ეხმარება.