Принцип действия любых счетчиков-расходомеров основан на замере скорости потока воды, а по своему устройству и методу измерения они подразделяются на:
- электромагнитные счетчики;
- волюмометрические расходомеры;
- ультразвуковые расходомеры;
- вихревые расходомеры;
- тахометрические счетчики.
Принцип действия электромагнитных или по-другому наименованию магнитно-индукционных счетчиков основан на измерении электродвижущей силы индукции, наводящейся в электропроводящей жидкости, в том числе и в воде, которая движется в магнитном поле, создаваемом электромагнитом прибора. Эта ЭДС – пропорциональная скорости потока преобразуется затем электронным блоком расходомера в электрический аналоговый или цифровой сигнал, отображаемый на дисплее самого прибора или транслируемый в контроллер или компьютер. Расходомеры данного типа значительно дороже, чем, например, тахометрические водомеры и поэтому практически не применяются для поквартирного учета бытовой питьевой воды, а в коммунальном хозяйстве могут использоваться только в качестве домовых водосчетчиков. Как правило, такие приборы чаще всего предназначаются для измерения потоков жидкости, в том числе сточных вод, в фармацевтической, пищевой и пивоваренной промышленности, особенно для замера довольно медленных потоков.
Принцип работы расходомеров волюмометрического типа основан на том, что вода под давлением подается в камеру определенного объема, которая вращается, пропуская за каждый оборот один и тот же объем воды. Это вращение посредством зубчатой передачи сообщается счетчику, регистрирующему количество потребленной воды. Расходомеры волюмометрического типа в нашей стране используются редко, хотя например, в Англии эти водомеры используются в качестве основных приборов для измерения расхода воды организациями осуществляющими водоснабжение городов. Кроме того расходомеры волюмометрического типа применяются для мониторинга очень слабых водяных потоков в специальных системах промышленных зданий и лабораторий.
В ультразвуковых расходомерах в основу принципа работы положено измерение разности времени, затраченного на прохождение ультразвукового сигнала в направлении движения потока жидкости и противоположном ему. Два датчика монтируются на трубопроводе и испускают генерируемый пьезоэлектрическим кристаллом сигнал в противоположных направлениях. Ультразвуковой сигнал, посланный по направлению потока, первым достигает расположенного в противоположном конце участка трубопровода преобразователя, а по разности времени прохождения обоих сигналов вычисляется скорость потока. Естественно, что в случае отсутствия потока оба сигнала регистрируются датчиком одновременно. Регистрирующее устройство прибора может монтироваться на удаленном расстоянии и оснащается дисплеем. При этом существует два типа ультразвуковых расходомеров: один монтируется на наружной поверхности трубы, а другой находится в контакте с рабочей средой. Первый тип применятся при работе с агрессивными жидкостями, для него не существует ограничений по давлению и температуре, а монтаж на наружной поверхности трубы не требует остановки технологического процесса. Второй тип расходомеров чаще применяется для измерения потоков жидкости внутри трубопроводов, изготовленных из материалов с низкой проводимостью звукового сигнала. Вода для промышленных предприятий и сточные воды – основные сферы применения ультразвуковых расходомеров.
Измерение расхода количества воды вихревыми расходомерами основано на возникновении перепада давления, которое возникает на поверхности препятствия при его обтекании потоком жидкости. При этом частота перепадов пропорциональна скорости потока и объемному расходу жидкости. На регистрации количества перепадов давления и преобразовании его в аналоговый или цифровой электрический сигнал основан принцип работы вихревых расходомеров. Эти приборы применяются не только для учета расхода воды и других маловязких жидкостей, но также и для учета расхода пара и газов. Вихревые расходомеры чаще всего используются для регулирования технологических процессов и управления ими.
Самым простым расходомером жидкости является тахометрический счетчик, который включает в свое устройство механизм – тахометр, в котором поток воды напрямую, путем механического давления воздействует на лопасти крыльчатки или турбины, вызывая их вращение. Это вращение посредством зубчатой передачи сообщается счетному устройству, регистрирующему количество расходуемой воды. По дополнительным конструктивным особенностям все тахометрические счетчики разделяют на одноструйные, многоструйные и турбинные расходомеры. Вот эти-то приборы в основном и устанавливаются для поквартирного учета расхода воды.
Следует уточнить, что для учета горячей воды используются такие же типы расходомеров, что и для учета холодной. Коммунально-бытовые водосчетчики горячей воды – это все те же тахометрические счетчики с крыльчаткой, счетчики Вольтмана и комбинированные. Отличия их от тахометрических счетчиков холодной воды заключаются в применяемых материалах и более высокой степени допустимой погрешности. Так допустимая погрешность для счетчиков холодной воды между минимальной и переходной скоростью потока жидкости составляет ±5% и ±2% – между переходной и максимальной. Для счетчиков горячей воды допустимые значения погрешности в этих диапазонах скорости потока жидкости выше и соответственно равны ±6% и ±3%.
Номинальная скорость потока для вариантов счетчиков как горячей, так и холодной воды одинаковых типоразмеров от одного производителя, как правило, совпадает. По требованиям Госстандарта минимальный срок эксплуатации счетчиков горячей и холодной воды составляет 12 лет с двумя обязательными поверками для холодной воды (межповерочный срок 5-6 лет) и тремя (межповерочный срок 4 года) для горячей. Все тахометрические счетчики для горячей воды обязательно должны быть сухого типа.
Что касается приборов учета расхода горячей воды, которые не считают потребление при понижении температура жидкости ниже определенного порога, то среди существующих моделей расходомеров таких, по крайней мере, не нашлось. Да и турбине или крыльчатке тахометрического счетчика все равно – понизилась ли эта самая температура.
