Ultrazvukové vodomery fungujú na základe merania času, ktorý zvukové vlny potrebujú na prejdenie vody v oboch smeroch. Keď sa tieto signály pohybujú smerom toku a proti nemu, meter presne vypočíta, koľko vody práve preteká. Čo je na tomto princípe skvelé? Nič neprichádza do priameho kontaktu s vodou. Nie je potrebné mať ozubené kolesá, piesty ani turbíny, ktoré by sa otáčali vo vnútri rúrky. Tieto mechanické časti sa postupom času opotrebúvajú, čo spôsobuje, že bežné merače postupne strácajú presnosť. Mestá už vykonali niekoľko testov a zistili, že staršie merače môžu po pätich rokoch nepoznať až 20 % skutočnej spotreby, pretože sa opotrebovali všetky pohyblivé časti. Ultrazvukové merače tento problém nemajú, pretože si zachovávajú továrne nastavenú kalibráciu po celú dobu svojej životnosti. Navyše, keďže vo vnútri nie sú žiadne časti, ktoré by sa mohli zašpiniť alebo ucpať, voda tiež stretáva menší odpor.
Vodné úrady po celom svete, vrátane skupín ako AWWA a OIML, potvrdili, že ultrazvukové meracie prístroje udržiavajú pôsobivú presnosť ±0,5 % vo všetkých podmienkach toku, a to či ide o rýchlo tečúcu vodu alebo takmer stojaté situácie. Porovnajte to s mechanickými meracími prístrojmi, ktoré zvyčajne dosahujú presnosť len ±2–5 %, a tá sa ešte zhoršuje, keď tok klesne pod 20 % ich menovitej hodnoty. Prečo? Tieto staršie systémy majú problém detekovať malé zmeny rýchlosti vody a zle reagujú na kolísanie viskozity vody a teplotných výkyvov. Pohľad na priemyselné normy odhaľuje, že ultrazvukové zariadenia udržiavajú svoju presnosť v rámci 0,3 % aj po desiatich rokoch nepretržitého prevádzkovania, zatiaľ čo membránové meracie prístroje začínajú odkláňať od správnej hodnoty o 3–7 % už po troch rokoch prevádzky. Takýto druh spoľahlivosti môže znížiť chyby merania až o 80 %, čím pomáha vodným spoločnostiam sledovať peniaze, ktoré by inak unikli cez medzery.
Ultrazvukové vodomery vydržia oveľa dlhšie, pretože eliminujú časti, ktoré sa zvyčajne opotrebujú v priebehu času. Tieto počítadlá môžu pracovať približne 15 rokov alebo viac, čo je takmer dvojnásobok doby životnosti tradičných mechanických vodomierov, ktoré zvyčajne vydržia medzi 7 a 10 rokmi. Tento predĺžený život sme pozorovali v kľúčových mestách, ako sú Philadelphia, Toronto a Melbourne počas ich projektov inteligentných vodomerov. V týchto lokalitách ultrazvukové modely konzistentne fungovali za rôznych tlakových podmienok, a to pri vysokom, strednom i nízkom tlaku. A to všetko počas viacerých rokov nepretržitého monitorovania. Technológia, na ktorej sú založené, sa líši od starších konštrukcií, pretože vo vnútri nie je nič, čo by sa mohlo erodovať alebo unaviť pri nepretržitom pretekajúcom vode. Veľký prospech z tejto spoľahlivosti majú aj mestské vodárenské úrady. Počas typického 15-ročného cyklu údržby vymieňajú zariadenia približne o 40 percent menej často, ako by bolo potrebné pri bežných vodomeroch.
Úplné odstránenie všetkých pohybujúcich sa súčiastok radikálne mení výšku nákladov na údržbu. Podľa správy AWWA z minulého roku potreba opráv na mieste klesla o takmer 90 % vo troch rôznych mestách v USA, hneď ako začali používať ultrazvukové meracie prístroje namiesto tradičných. Prečo? Pretože problémy ako zaseknuté obežné kolesá, opotrebené ložiská a drift kalibračných údajov prestali úplne existovať. V súčasnosti teda technici prichádzajú len vtedy, keď naozaj niečo nie je v poriadku, nie podľa pevného harmonogramu pravidelných kontrol. To ušetrí približne 70–80 USD ročne na jeden meter iba na pracovných nákladoch. Väčšina spoločností začne vidieť skutočný finančný návrat z tejto investície približne do 18 mesiacov, pričom stále zachováva presné merania a nepretržitý chod prevádzky.
Ultrazvukové počítadlá dokážu zaznamenať prietoky tak malé ako 0,01 kubických metrov za hodinu, čo je približne to isté, ako keby celý deň kvapkala vodovodná batéria. Mechanické počítadlá potrebujú určitý tlak, aby prekonali trenie a roztočili obežné koleso, no ultrazvukové zariadenia skutočne merajú rýchlosť toku pomocou zvukových vĺn odrážajúcich sa vo vnútri potrubia. Vďaka tejto schopnosti tieto počítadlá zachytia tie drobné, občasné úniky z opotrebených rúr, hrdzavých spojov alebo poškodených armatúr. Takéto straty predstavujú približne 30 % tzv. nevymedzených strát v starších systémoch infraštruktúry. Včasná detekcia problémov bráni ďalšiemu poškodzovaniu potrubia a ušetrí náklady na drahé opravy v neskoršom období.
Mestá, ktoré inštalovali ultrazvukové meracie zariadenia, zvyčajne zažijú pokles nefakturovanej vody (NRW) približne o 22 % už do šiestich mesiacov. Prečo k tomu dochádza tak rýchlo? Tri hlavné faktory tu pôsobia spoločne. Po prvé, tieto meracie zariadenia dokážu v reálnom čase detekovať malé úniky, čo umožňuje posádkam rýchlo nájsť problematické oblasti. Po druhé, ich odolný dizajn zabraňujúci manipulácii znemožňuje nelegálne obejdenie alebo poškodenie. Po tretie, merajú tok v oboch smeroch, čo pomáha zistiť, keď voda tečie späť potrubím – čo je známkou toho, že niečo pod zemou nie je v poriadku. Keď sa tieto meracie zariadenia skombinujú so systémami pokročilej infraštruktúry pre meranie, začnú generovať podrobné údaje o spotrebe. Tieto informácie umožňujú prevádzkovateľom efektívnejšie upravovať tlakové zóny a posielať opravárske tímy tam, kde sú najnaliehavejšie potrebné. Vodárenské úrady po celom štáte hlásia až o 40 % nižšie náklady na opravy netesností po inštalácii. Niektoré dokonca získajú späť milióny, ktoré boli predtým stratené kvôli nezisteným únikom. To, čo bolo kedysi len ďalšou položkou v reportoch o efektivite, sa stalo niečím merateľným a konkrétne riešiteľným pre mestské rozpočty.
Ultrazvukové vodomery si uchovávajú svoju presnosť, aj keď je prúd vody narušený, pulzujúci alebo rozrušený spôsobmi, ktoré by mohli znefunkčniť bežné mechanické mery. Tieto mery sú vyrobené ako solid-state zariadenia, takže nie sú ovplyvnené magnetickými poľami, vibráciami prenášanými potrubím, ani náhlymi hydraulickými rázmi, ktoré často spôsobujú problémy starším systémom s impulznými kolesami. Technológia vo vnútri skutočne digitálne spracováva signály, aby odstránila nežiadúci šum spôsobený vecami ako napríklad vzduchové bubliny, čiastočky sedimentu, ktoré sa zachytia, alebo krátkymi momentmi, keď sa voda začne pohybovať späť. Mestá, ktoré prešli na tieto mery, zaznamenali tiež dosť pôsobivé výsledky. Mnohé hlásia približne 40-percentný pokles sťažností od zákazníkov na nepresné údaje po inštalácii, najmä v starších systémoch rozvodu vody, kde boli bežné problémy ako skoky tlaku a nepravidelný tok vody. Keďže vo vnútri týchto meradiel nie je žiadna pohybujúca sa fyzická súčasť, pokračujú v správnom fungovaní aj vtedy, keď je systémom preplavovaný odpad, čo znamená menej servisných volaní a celkovo nižšie nároky na údržbu.
Ultrazvukové vodomery sú pripravené hneď po vybalení na meranie prietoku v oboch smeroch a odosielanie dát v reálnom čase pomocou štandardných priemyselných protokolov. Myslite na DLMS/COSEM, keď hovoríme o AMI systémoch, ktoré musia spolupracovať, alebo MQTT pre tých, ktorí plánujú škálovať svoje IoT nastavenie na viacerých miestach. Skutočnosť, že tieto merače už „hovoria“ správnym jazykom, znamená, že ich inštalácia prebehne omnoho rýchlejšie a nie je potrebný drahý softvér strednej vrstvy ani komplikované konverzie protokolov. Vodné podniky dostávajú podrobné záznamy o spotrebe opatrené presnými časovými pečiatkami každých 15 minút. To im umožňuje okamžite zistiť problémy, a to či už ide o prerušený potrubie niekde pod zemou, alebo o pokus o manipuláciu s údajmi z merania. Navyše sa ručné čítanie údajov z vodomierov zníži približne o 60 %, čo šetrí náklady a znižuje ľudské chyby. Vďaka dvojsmernému komunikačnému kanálu môžu prevádzkovatelia diaľkovo ovládať ventily a prispôsobovať cenové štruktúry za behu. Tým sa celkom zmení princíp riadenia vodného hospodárstva – od postupu, kedy sa problémy riešia až po ich vzniku, sa prechádza k anticipácii potrieb ešte pred vypuknutím kríz. Keďže čoraz viac miest prijíma technológiu AMI (ktorá teraz pokrýva približne polovicu globálneho trhu so smart vodomermi), má zmysel voliť ultrazvukové vodomery so štandardnými protokolmi, aby sa chránila investícia do budúcnosti namiesto riešenia zastaranej techniky v neskoršom období.
Ultrazvukové vodomery ponúkajú nezvyčajnú presnosť a dlhú životnosť, pretože merajú prietok vody pomocou zvukových vĺn namiesto mechanických komponentov, čím eliminujú opotrebovanie a drift v priebehu času.
Ultrazvukové vodomery majú výnimočnú presnosť ±0,5 % pri rôznych podmienkach prietoku, čo výrazne prevyšuje mechanické merače s presnosťou medzi ±2–5 %.
Elimináciou pohyblivých častí ultrazvukové merače znížia potrebu údržbových zásahov približne o 90 %, čím ušetria prevádzkové náklady.
Ultrazvukové merače dokážu detekovať nízke prietoky, až do 0,01 m³/h, čo umožňuje identifikáciu mikroúnikov, ktoré by si mechanické merače zvyčajne nevšimli.
Áno, ultrazvukové počítadlá podporujú obojsmerné meranie a komunikáciu dát v reálnom čase, čo zabezpečuje ich kompatibilitu s modernými systémami AMI a budúcimi riešeniami riadenia vodného hospodárstva.