Основные термины и определения
Узел учета - это совокупность приборов и устройств, которые обеспечивают учет количества протекающей жидкости.
Средство измерения (прибор учета, расходомер) - техническое средство, предназначенное для измерений. Имеет нормированные метрологические характеристики, умеет хранить и/или воспроизводить некую измеренную физическую величину в пределах установленной погрешности. В данном случае основным значением измерения является объем протекающей жидкости .
Первичный преобразователь расхода (датчик) - устройство обеспечивающая непосредственное измерение параметров протекающей жидкости и передающее их на вторичный преобразователь.
Вторичный преобразователь расхода (регистратор) -устройство преобразующее данные полученные с первичного преобразователя (датчика) и вычисляющее по определенному алгоритму расход протекающей жидкости. Как правило, вторичный преобразователь снабжен дисплейным модулем и устройством хранения данных.

Методы измерения напорных потоков

Для определения расхода в напорных потоках достаточно измерять один параметр протекающей жидкости - скорость. Площадь сечения всегда известна и ограничена стенками водовода. Расход определяется путем перемножения скорости потока жидкости на площадь проходного сечения.

Тахометрический метод - так называемые, механические расходомеры, среди них можно выделить крыльчатые, турбинные и винтовые. Принцип действия основан на измерении скорости подвижного элемента, который вращается под воздействием протекающей жидкости. Наиболее доступное по стоимости оборудование, но имеет целый ряд ограничений к применению.

Метод переменного перепада давления - в зависимости от конструкции и принципа действия первичного преобразователя выделяют несколько видов средств измерений, но в основе каждого из них лежит зависимость перепада давления, которое создается первичным преобразователем от расхода протекающей жидкости. Наибольшее распространение получили средства измерения, получившие название "диафрагмы".

Ультразвуковой времяимпульсный метод - зачастую называют просто «ультразвуковой», хотя это не совсем верно, поскольку ультразвуковых методов измерения расхода несколько. Как правило, в водовод монтируется минимум два пьезоэлектрических преобразователя друг напротив друга под углом от 30 до 60°, которые попеременно работают как излучатель и приемник. Принцип действия данного метода основан на измерении скорости прохождения ультразвукового сигнала от излучателя до приемника, при этом скорость прохождения сигнала по потоку жидкости выше, чем против потока. Возможно исполнение как с врезными в стенки водовода датчиками, так и с накладными датчиками.

Наиболее универсальный на текущий момент метод измерения напорных потоков. Принцип действия основан на измерении электродвижущей силы (ЭДС), возникающей в потоке жидкости, протекающей через искусственно созданное магнитное поле, при этом ЭДС прямо пропорциональна скорости потока жидкости. Этот метод был предложен Майклом Фарадеем еще в начале XIX века. Первичный преобразователь, как правило, представляет из себя полнопроходное измерительное сечение с электромагнитами (для создания магнитного поля) и парой электродов, расположенных диаметрально противоположно в измерительном сечении для съема ЭДС.

Основываясь на опыте организации узлов учета напорных потоков можно утверждать, что наиболее универсальным и востребованным является именно электромагнитный метод измерения. В зависимости от поставленной метрологической задачи возможно применение различных методов измерения, однако необходимо всегда учитывать имеющиеся технические условия на объекте измерения и продумывать мероприятия по дальнейшему обслуживанию и эксплуатации средств измерения.

Методы измерения безнапорных потоков

Акустический (бесконтактный) метод - наиболее распространенный в силу относительно низкой стоимости, измерительное оборудование подобного плана давно производится в России и широко известно. Определение расхода при использовании данного метода производится путем измерения уровня воды и пересчета полученного значения по функции «уровень-расход» с использованием градуировочных таблиц. Уровень вычисляется путем измерения времени прохождения ультразвукового сигнала от первичного преобразователя, расположенного над потоком, до поверхности потока и отраженного эхо-сигнала до датчика. Необходимо отметить, что скорость при данном методе определения расхода не измеряется в явном виде, что приводит к недостоверным результатам в случае возникновения отложений на дне водовода и/или возникновении подпора. Данный метод имеет ряд преимуществ и недостатков.

Ультразвуковой доплеровский метод - название метода обусловлено одновременным измерением как уровня потока, так и его скорости. В сам поток, как правило на дно водовода, монтируются первичные преобразователи скорости и уровня. Скорость определяется по методу Доплера - в поток излучается ультразвуковой сигнал, который отражается от взвешенных частиц в потоке. Затем датчик скорости принимает отраженный сигнал и определяет скорость движения частиц по смещению частоты колебания относительно излученного сигнала. Уровень определяется либо гидростатическим методом (по давлению столба жидкости на чувствительную мембрану), либо ультразвуковым методом (возможно применение акустического уровнемера или погружного ультразвукового датчика уровня - ультразвуковой сигнал излучается вертикально вверх и измеряется скорость его прохождения до раздела сред и обратно). Зная геометрию водовода и измерив уровень потока, вычисляется площадь проходного сечения. Расход определяется путем перемножения скорости потока на площадь сечения.
Имеется также более прогрессивный метод, основанный на методе Доплера, - кросскорреляционный. Суть остается прежней, но измерение скорости производится в нескольких плоскостях и усредняется методом кросскорреляции, что повышает точность измерения относительно традиционного метода Доплера.

Электромагнитный (магнитоиндукционный) метод – в последнее время все чаще используют данный метод для измерения безнапорных потоков. Суть метода заключается в переводе безнапорного потока в напорный, т.е. в качестве расходомера применяют обычный электромагнитный расходомер для напорных систем. Особая конструкция подводящего и отводящего патрубков расходомера позволяют поднять уровень потока воды в измерительном сечении.

В речной гидрометрии наиболее распространенным методом измерения расхода воды является метод «ско­рость -площадь». Он заключается в определении пло­щади водного сечения путем промеров глубин по гидро­створу и измерении гидрометрической вертушкой в от­дельных точках водного сечения скорости течения.

При измерении расхода воды необходимо:

1) записывать обстановку работы;

2) наблюдать за уровнем воды;

3) измерять глубины на гидрометрическом створе;

4) измерять скорости течения воды в отдельных точ­ках живого сечения на скоростных вертикалях.

Все записи данных наблюдений и измерений расхода воды производятся простым черным карандашом в «Книжке для записи измерения расхода воды» КГ-ЗМ *.

Перед началом работ необходимо проверить исправ­ность гидрометрической вертушки и принадлежностей к ней, секундомера, а также наличие и исправность спаса­тельных средств для обеспечения безопасности работ, состояние всего оборудования гидрометрического ство­ра (приложение 1). Для предупреждения несчастных случаев студенты обязаны изучить и строго руководство­ваться инструкцией по технике безопасности (приложе­ние 2).

Для измерения расхода воды выбирается участок реки, отвечающий по возможности следующим требова­ниям:

1) берега ровные (не извилистые), параллельные;

2) русло ровное, устойчивое и не заросшее расти­тельностью;

4) отсутствие мертвого пространства (часть водного сечения, где нет течения).

Для учебной практики на выбранном участке реки должны быть глубины более 1 м, чтобы можно было выявить закономерности изменения скоростей течения.

На выбранном участке намечают гидрометрический створ (гидроствор), на котором и производят измерение расхода воды. На малых реках гидроствор разбивают на глаз перпендикулярно направлению течения реки и закрепляют на обоих берегах знаками - кольями. Знак на одном из берегов принимается за постоянное начало, от которого измеряются расстояния до каждой промер­ной (скоростной) вертикали. В гидростворе натягивает­ся трос (шнур), размеченный через 1 м. Если измерения производятся с лодки, параллельно с разметочным тро­сом (под ним) натягивается ездовой трос, служащий для перемещения лодки вдоль створа и установки ее на вер­тикали.

Наблюдения и измерения производят в следующем порядке.

1. Сведения об обстановке работы (со­стояние реки, погоды, приборов и оборудования) запи­сываются в раздел книжки расхода «Обстановка работ». Отмечаются все явления, которые могут повлиять на направление и величину скорости течения или отразить­ся на точности определения расхода воды. Например, указывается ширина выкошенной полосы гидроствора и отмечается, в каком состоянии она находится: «выкоше­на чисто», «на дне остатки водной растительности вы­сотой... см». Кроме того, указывается степень зараста­ния водной растительностью русла реки ниже гидро­створа (у берегов, сплошь, редкая, густая). Отмечаются отмели, косы, осередки, сооружения (запруды, перемыч­ки, плотины, мосты): следует указать, на каком расстоя­нии от гидроствора они расположены.

2. Наблюдения за уровнем воды ведут на основном гидрологическом посту перед началом и после промеров глубин, а также перед началом и после

измерения скоростей течения. Запись данных наблюде­ний за высотой уровня воды при промерах и измерении расхода производится в соответствующих таблицах книжки расхода.

3. Промеры глубин на гидростворе про­изводятся для вычисления площади водного сечения, как описано в разделе «Производство съемки и обработка результатов промеров». Глубины измеряются один раз перед измерением скоростей течения и записываются в. книжке расхода в разделе «Промеры» (в графу 11). В первой и последней строках, соответствующих первой: и последней промерным вертикалям на урезе воды, в. графе 0 записывается «Ур.л.б.» или «Ур. п.б.» (урез ле­вого или правого берега), а в графу И -глубина на урезе. При обрывистых берегах эта глубина может быть не равна нулю. Графы 3 и 4 заполняются только в тех случаях, когда глубина измеряется при неустойчивом русле дважды: прямым и обратным ходом.

4. Измерения скоростей течения на вер­тикалях обычно выполняют одной гидрометрической вертушкой, последовательно перемещаемой в различные точки вертикали.

Число скоростных вертикалей, на которых произво­дится измерение скоростей течения, при ширине реки до 50 м принимается равным пяти. При выборе мест скоростных вертикалей нужно стремиться к тому, чтобы они по возможности равномерно располагались по ши­рине реки и при этом попадали бы на точки резкого^ перелома дна и в наиболее глубокую точку створа. Крайние скоростные вертикали должны быть как можно" ближе к берегу (насколько это позволяют скорости те­чения и глубины).

Число точек, в которых измеряется скорость течения на вертикали, устанавливают в зависимости от рабочей глубины скоростной вертикали (табл. 4).

Рабочей глубиной скоростной вертикали, так же как и на промерных вертикалях, считается расстояние по> вертикали от дна до поверхности воды. При неизменном уровне воды разница в глубинах на вертикали по проме­ру и в момент измерения скорости в условиях устойчиво­го русла не должна превышать 2-3 см при глубинах до-1 м, 5 см - при глубинах от I до 3 м. При большей раз­нице промер следует повторить.

Таблица 4

Зависимость числа и местоположения измерений скоростей течения на вертикали от рабочей глубины

Методы измерения расходов воды

Постоянное измерение расхода воды требуется во многих случаях. В частности, он необходим для расчета за водоснабжение. Кроме того, при резком возрастании водопотребления без видимой причины измерение расхода на различных участках трубопровода дают возможность определить места скрытых утечек или незаконных подключений.

Методы для напорных коммуникаций

На таких объектах требуется измерить только скорость жидкости. Расход рассчитывается умножением площади сечения на скорость. Для измерений могут использоваться водомеры различного типа.

Тахометрические (механические) приборы замеряют скорость подвижного элемента. Он приводится в движение потоком жидкости. Оборудование имеет невысокую стоимость, но сфера использования такого оборудования существенно ограничена.

Тахометрические счетчики работают автономно, просты в обслуживании, при необходимости легко ремонтируются. Межпроверочный интервал составляет 6 лет, погрешность до 5%. Такие приборы могут использоваться только в чистой воде.

Приборы, которые определяют расход жидкости по перепадам давления, отличаются высокой надежностью и стабильностью измерений. К их преимуществам относятся также невысокие требования к длине прямолинейных участков трубопровода. Их погрешность составляет не более 3%. При установке таких приборов наблюдается потеря давления в трубопроводе. Оборудование требует частой поверки.

Ультразвуковые методики измерения расхода относятся к наиболее современным. Приборы измеряют скорость прохождения ультразвука между установленными на трубе датчиками. Датчики могут быть, как врезными, так и накладными.

Преимущества ультразвуковых приборов:

• Счетчики могут устанавливаться на трубопроводы диаметром 15-5000 мм.
• При использовании накладных датчиков оборудование позволяет измерять расход агрессивных жидкостей.
• Высокая точность измерений.

Электромагнитные приборы наиболее универсальны. Они создают магнитное поле и измеряют в потоке жидкости ЭДС. К их преимуществам относится универсальность (оборудование может использоваться для измерения расхода любых жидкостей, которые проводят ток) и высокая точность измерений (погрешность не более 2%).

При выборе метода измерений основываются на особенностях объекта.

Методики, используемые на безнапорных сетях

Чаще всего используется акустический метод измерений. При этом определяется уровень воды с помощью ультразвуковой методики, а затем полученное значение пересчитывается по градуировочным таблицам в расход. Так как метод бесконтактный, с его помощью можно определять расход любых жидкостей, в том числе, и агрессивных. Есть возможность измерения малых объемов.

Расходомеры, работающие на ультразвуковых методиках, отличаются простым монтажом. Для их установки не нужны дополнительные колодцы. Они подходят для использования в трубопроводах любого диаметра. При выборе такого оборудования необходимо учитывать, что датчики требуют периодической очистки.

Также возможно определение расхода воды в безнапорных сетях электромагнитным методом.

Для различных технологических потребностей и иных нужд часто бывает необходимо определение расхода воды в трубе и его динамика в течение периода времени. Для многих циклических процессов важно постоянно контролировать расход воды и здесь не обойтись без современных измерений.

ЗАО «Экспертиза коммунальных сетей» производит:

• измерение расхода воды и сточных вод в напорных и безнапорных (самотечных) трубопроводах с помощью портативных ультразвуковых расходомеров (временная установка приборов учета воды),
• оценивает точность показаний стационарных расходомеров Заказчика. Замеры производятся по трубам из различных материалов и диаметром от 50 мм до 2 м.

Точное определение расхода и количества жидкости необходимо при коммерческих разногласиях и судебных спорах, для правильного планирования реконструкции, подбора насосных агрегатов и диаметров труб, гидравлических расчётов и моделирования.

Измерение расхода жидкости является важным мероприятием при выявлении распределения потоков, проверки точности работы стационарных водомеров. Замер расхода воды и сточных вод позволяет определить степень использования (нагруженности) сетей водоснабжения и канализации.

Цены

Измерение расходов воды — от 20000 р.
Цены

Оборудование

В своей работе мы используем высокоточное ультразвуковое оборудование. Каждый расходомерный комплект имеет Сертификат соответствия (Свидетельство об утверждении типа средств измерений), проходит периодическую поверку (подтверждённую соответствующими документами). Перед закупкой все наши расходомеры отбирались по результатам сравнения разных марок оборудования, стабильности показаний даже в неблагоприятных условиях, в т.ч. на старых трубах. Это позволяет нам делать точные измерения на действующих сетях, определять распределение потоков, водопотребление отдельных потребителей, находить источники потерь воды, проводить сравнительные измерения с имеющимися стационарными приборами учёта для оценки корректности их показаний.
Для измерений расхода воды на напорных сетях водоснабжения и теплоснабжения (отопления) мы используем следующее оборудование:

• Портативный ультразвуковой измеритель потока GE Panametrics PT878 (США), 2 комплект а. Прибор определяет скорость и расход жидкости в трубопроводе. Погрешность измерений находится в пределах 0,5-2%. Внешний диаметр трубопровода может составлять 50-5000 мм. Каждый комплект дополнительно оборудован толщиномером и различными креплениями: на цепях и магнитах.
• Расходомер ChronoFlo (Hydreka, Франци я). Главным преимуществом этого прибора является долгоживущая аккумуляторная батарея (на протяжении 80 часов с включенным LCD-экраном и выключенной подсветкой).

Приборы, которые определяют расход воды

В нашей компании имеется современное ультразвуковое оборудование известных производителей, которое позволяет точно определить расход воды. В зависимости от особенностей объекта наши специалисты выбирают оптимальный тип прибора. Для установки оборудования не требуется демонтаж части трубопровода.

Пример зоны обследования с целью обнаружения скрытых утечек.

Услуга необходима в ситуациях

• Определение расхода на различных участках сети дает возможность выявить скрытые утечки.
• Измерение расхода воды и сточных вод позволяет определить нагруженность трубопровода, возможность увеличения потока (например, подключение новых абонентов).
• Замеры характеристик потока позволяют определить фактические значения скорости, расхода, наполнения трубопровода: максимальные, минимальные, средние, накопленные. По результатам замеров формируются таблицы и графики
• С помощью замеров в разных точках сети можно выявить неизвестное подключение.
• На промышленных предприятиях контроль расхода воды часто важен для соблюдения технологического процесса, планирования модернизации, оптимизации режимов, экономии ресурсов.

Мы точно определим расход воды и предоставим заключение, если вам требуется доказать свою правоту по этому вопросу в суде.

Преимущества нашей компании:

• Определение расхода воды выполняется с использованием современного оборудования, которое обладает высокой точностью.
• Возможен выезд на объект в день оформления заказа.
• Гарантированно высокое качество работ при умеренных ценах.
• При необходимости наши специалисты выезжают в регионы.
• После выполнения замеров заказчику предоставляется техническое заключение, а также рекомендации по устранению выявленных проблем учета расхода воды.