Конструкция прибора и принцип работы.
Существует ряд разработок умных газовых счетчиков, выполненных специалистами зарубежных стран, а также отечественными специалистами. Однако, судя по информации за первый квартал 2019 года, отечественные разработчики пока что не готовы вывести на коммерческий рынок устройства, в полной мере отвечающие всем требованиям умного прибора. Есть несколько устройств отечественных компаний, приближенно напоминающих умные конструкции учета газа:
- «Гранд» – SPI G4 – G10;
- «Вектор» – Т G4;
- СГБЭТ «Сигма» G1,6 –G10;
- «Омега» ЭТК GSM G1,6 – G4;
- СГБУ G1,6 — G6;
- BK-G ETe G4,G6.
Фактически все эти приборы являются прообразом старых механических систем, попросту дополненных электронным модулем. Соответственно, полноценный функционал умного прибора они не обеспечивают. Тем не менее, разработки 2019 года есть, о чем мы подробно поговорим ниже.
Газовый счетчик «Гранд» — попытка реализации умного прибора. В результате устройство получилось рабочим, но недостаточно отвечающим всем требованиям действительно интеллектуальной электроники.
Импортные измерительные модули, к примеру, продукты фирмы «Metrix» («Apator»), в принципе соответствуют заявленным требованиям по интеллектуальному обеспечению. Однако, как утверждают отечественные специалисты, газовые счетчики «Apator» и прочих зарубежных фирм, не соответствуют измерениям объема газа для стандартных условий (Т = +20 °C, P = 101,3 кПа).
Расходомеры «Metrix»
Примером умного счетчика газа импортного производства, пожалуй, уже могут выступать некоторые новые продукты компании «Apator» из серии изделий «Metrix». В частности, внимания заслуживают две разработки: интеллектуальный модуль «UniSmart» и гибрид-система «GybridSmart».
Внешний вид вспомогательного модуля класса «UniSmart», предназначенного для оснащения обычного механического устройства учета газа мембранного типа.
Первая разработка «UniSmart» представлена как вспомогательный модуль, которым дополняется существующий прибор учета, например, серии «UG». Модулем поддерживается протокол (WMB) стандарта EN13757-4, чем гарантируется возможность подключения к оборудованию других производителей.
Модуль подключается непосредственно к счетчику газа и функционально действует подобно геркону (датчику импульсов). Одному обороту барабана механического счетчика соответствует один импульс датчика – так осуществляется функция считывания данных модулем «UniSmart». Под передачу считанных данных на сервер организуется работа радиоканала – электроники, встроенной в модуле. Все необходимые параметры работы модуля предварительно запрограммированы и сохранены в «прошивке» устройства (микросхема памяти).
Данные прошивки допустимо менять при необходимости, в том числе дистанционно.
Более совершенное устройство из серии «Smart» приборов учета, представляющее практически полноценную сборку, включающую измерительное устройство, оснащенное цифровыми интеллектуальными функциями.
Вторая разработка — «GybridSmart». Прибор, по сути, представляет аналог первого устройства «UniSmart», с той лишь разницей, что в этом варианте используется цельная конструкция «два в одном». То есть счетчик газа и функциональный интеллектуальный модуль составляют единую сборку.
Микротермальный смарт счетчик.
Новая разработка российской компании «Техномер» (г. Арзамас) — это микротермальное устройство, предназначенное для выполнения прямых измерений проходящего объема природного газа. Особенности устройства умного расходомера Прибор полностью соответствует стандартным условиям измерения единиц объема (Т= + 20 °C, P= 101,3 кПа). Параметры передаются на удаленный сервер системой сотовой связи (GRPS).
Структура умного счетчика газа – продукта производства компании «Техномер»: 1 – плата электроники; 2 – сенсор с микротермальными свойствами для измерения объема газа; 3 – корпус прибора (алюминий); 4 – пластиковая крышка.
На картинке выше структура конструкции микротермального измерителя из серии смарт приборов. Как видно на изображении, главными составляющими прибора являются:
- прочный надежный корпус;
- встроенный микротермальный сенсор;
- модуль электроники;
- контрольный ЖК-дисплей;
- защитный кожух (крышка) электронного модуля и дисплея.
Электронная плата содержит микроконтроллер, соответствующую обвязку электронными компонентами и подключенное цифровое табло (контрольный дисплей). Электроникой платы обеспечивается, как процедура измерения, так и процедура формирования/передачи данных (встроенный модуль телеметрии). Как работает микротермальный счетчик?
Преобразующим устройством объемного расхода газа в конструкции счетчика выступает микротермальный датчик. Конкретно в разработке компании «Техномер» используется датчик серии SGM6ххх (продукт швейцарских производителей). Он измеряет проходящую среду калориметрическим принципом. Выполнен по технологии MEMS, благодаря чему обеспечиваются высокие эксплуатационные характеристики.
Структурная схема микротермального сенсора измерения потока газа: 1 – рабочий канал; 2 – нагревающий элемент; 3 – кремниевая пластина (подложка); 4 – уравнительный канал; 5 – температурные датчики; 6 – газовый поток.
Работает сенсор следующим образом: на пути потока природного газа (рабочий канал) на кремниевой подложке установлен модульный чувствительный элемент, состоящий из нагревателя и пары температурных датчиков. Проходящий поток газа нагревается непосредственно в той части, где установлены датчики температуры. В результате ограниченный поток газа имеет несколько иную температуру, из-за чего образуется разница температур. Теоретически это достаточно сложный физический процесс, но главное – работает, и очень качественно, в плане точности измерений. Счетчик газа под смарт-карту.
На примере продукта компании «Actaris» рассмотрим еще одно вполне современное устройство, представляющее диафрагменный газовый счетчик, дополненный контролем исполнения платежей. Особенность этой конструкции – наличие в конструкции прибора запорного клапана, которым автоматически перекрывается подача газа, к примеру, в момент аварийной ситуации.
Однако этот же элемент конструкции успешно используется для блокировки в случае неуплаты потребителем за выборку газа.
Версия прибора учета бытового газа с считывающим устройством смарт-карты. Встроенный считывающий модуль действует как блокиратор подачи газа, как в случаях несанкционированного доступа, так и в случае просрочки платежа.
Такой расходомер имеет в составе конструкции устройство считывания данных с карты. Имеется в виду пластиковая смарт-карта абонента, которая идет как дополнение к установленному пользователем счетчику. Несмотря на то, что фактически имеет место механическая система контроля потребления газа, благодаря установке модуля считывания смарт-карт, прибор превратили в полуавтоматическую систему. Пользователю достаточно вставить кредитную смарт-карту в соответствующее гнездо. Прибор автоматически читает требуемую информацию и снимает средства в счет оплаты за потребление бытового газа.
Если же средства закончились и пользователь своевременно не позаботился о пополнении счета, то умный счетчик сразу же перекрывает подачу газа конкретному абоненту.
Установка газового счетчика в квартире: пошаговая инструкция по монтажу .