Slimme gasmeters: hoe slimme debietmeters zijn opgebouwd en werken + montagekenmerken van nieuwe meters

Digitale technologieën bieden nieuwe mogelijkheden voor het verkrijgen van nauwkeurige informatie over het verbruik van elektriciteit, water, gas en andere energieresources die door de bevolking worden verbruikt. En nu biedt de markt consumenten slimme gasmeters die met hoge precisie het verbruik kunnen meten.

Bovendien, naast nauwkeurige metingen, zorgt de nieuwe klasse van apparaten voor een volledige overdracht van meetgegevens zonder tussenkomst van mensen – de gasverbruikers. Maar hoe werkt zo'n meter en kunt u deze zelf installeren?

Precies deze vragen bespreken we in ons artikel – we bekijken de opbouw en het werkingsprincipe van de nieuwe meters, praten over de installatieregels en voorbereiding op gebruik. We vullen het materiaal aan met thematische foto's en video's.

Wat is een 'slimme' debietmeter?

Laten we samen proberen te begrijpen wat een nieuwe slimme gasmeter is en hoe hij werkt. De term 'slim' verwijst naar de meter simpelweg als functionaliteit van moderne elektronica op basis van een microprocessor.

Microprocessorgestuurde (in feite computergestuurde) besturing van verschillende soorten apparaten is een fenomeen dat al alledaags is geworden. Nu is de beurt aan de gasmeetapparaten, die tot voor kort nog grotendeels mechanisch waren. Maar als we slimme besturing combineren met meetfunctie, krijgen we een slimme meter.

Voorbeeld van een meetapparaat voor gas met mechanisch werkingsprincipe. Dit soort apparaten voldoen niet volledig aan de behoeften van de moderne nationale economie.

Als u het idee om volledig slimme gasmeters te installeert realiseert, krijgen we een serieuze doorbraak op het gebied van gasverbruiksregistratie door huishoudens. We raden u ook aan de normen voor gasverbruik te raadplegen.

Bij installatie van slimme meetapparatuur wordt het volgende gegarandeerd:

• hoge meetnauwkeurigheid;
• hoge betrouwbaarheid van de apparaten;
• betrouwbare bescherming tegen ongeautoriseerde toegang;
• veelzijdigheid van montage;
• automatische overdracht van gegevens.

Het nieuwe intelligente apparaat kan echt als «slim» worden beschouwd, gezien de mogelijkheden om gasvolumemetingen uit te voeren onafhankelijk van de druk, zelfdiagnose uit te voeren, externe invloeden op afstand te detecteren en vast te leggen.

Een slimme gasmeter bepaalt zelfstandig de kenmerken van het huishoudgas dat in onze woningen binnenkomt, en houdt een archief bij van meetgegevens en technische gebeurtenissen.

Constructie van het apparaat en werkingsprincipe

Er bestaat een reeks ontwikkelingen van slimme gasmeters, uitgevoerd door specialisten uit het buitenland, evenals door binnenlandse specialisten.

Echter, volgens de informatie van het eerste kwartaal van 2019 zijn binnenlandse ontwikkelaars nog niet klaar om apparaten op de commerciële markt te brengen die volledig voldoen aan alle eisen van een slim apparaat.

Er zijn enkele apparaten van binnenlandse bedrijven die ongeveer lijken op slimme gasmeetconstructies:

• «Grand» – SPI G4 – G10;
• «Vector» – T G4;
• SGBET «Sigma» G1,6 – G10;
• «Omega» ETK GSM G1,6 – G4;
• SGBU G1,6 – G6;
• BK-G ETe G4,G6;

Feitelijk zijn al deze apparaten een voorbeeld van oude mechanische systemen, eenvoudigweg aangevuld met een elektronische module. Dienovereenkomstig leveren ze geen volledige functionaliteit van een slim apparaat.

Desalniettemin zijn er ontwikkelingen uit 2019, waar we hieronder uitgebreid over zullen spreken.

Gasmeter «Grand» – een poging tot implementatie van een slim apparaat. Als resultaat is het apparaat functioneel gebleken, maar niet voldoende om aan alle eisen van echt intelligente elektronica te voldoen.

Importmeetmodules, bijvoorbeeld producten van het bedrijf «Metrix» («Apator»), voldoen in principe aan de gestelde eisen voor intelligente ondersteuning.

Echter, zoals binnenlandse specialisten beweren, voldoen gasmeters van «Apator» en andere buitenlandse bedrijven niet aan de metingen van gasvolume voor standaardomstandigheden (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

Optie #1 — debietmeters 'Metrix'

Als voorbeeld van een slimme gasmeter van geïmporteerde productie kunnen wellicht al enkele nieuwe producten van het bedrijf «Apator» uit de serie «Metrix» dienen.

In het bijzonder verdienen twee ontwikkelingen aandacht: de intelligente module «UniSmart» en het hybride systeem «GybridSmart».

Uiterlijk van de hulpmodule van de klasse «UniSmart», bedoeld voor het uitrusten van een gewoon mechanisch membraan-type gasmeetapparaat.

De eerste ontwikkeling «UniSmart» wordt gepresenteerd als een hulpmodule waarmee een bestaand meetapparaat, bijvoorbeeld van de serie «UG», wordt aangevuld. De module ondersteunt het protocol (WMB) van de norm EN13757-4, waarmee de mogelijkheid tot aansluiting op apparatuur van andere fabrikanten wordt gegarandeerd.

De module wordt direct op de gasmeter aangesloten en functioneert vergelijkbaar met een reedcontact (impulssensor). Één omwenteling van de trommel van de mechanische teller komt overeen met één puls van de sensor – op die manier wordt de functie van het uitlezen van gegevens door de «UniSmart»-module uitgevoerd.

Voor de overdracht van de uitgelezen gegevens naar de server wordt de werking van het radiokanaal – de in de module ingebouwde elektronica – georganiseerd. Alle noodzakelijke werkingsparameters van de module zijn vooraf geprogrammeerd en opgeslagen in de «firmware» van het apparaat (geheugenchip). Het is toegestaan de firmwaregegevens indien nodig te wijzigen, ook op afstand.

Een geavanceerder apparaat uit de «Smart»-serie van meetinstrumenten, dat vrijwel een volledige eenheid vormt, inclusief een meetinrichting die is uitgerust met digitale intelligente functies.

Een tweede ontwikkeling – «GybridSmart». Het apparaat is in wezen een analoog van het eerste apparaat «UniSmart», met het verschil dat in deze variant een geïntegreerde constructie «twee-in-één» wordt gebruikt. Dat wil zeggen, de gasmeter en de functionele intelligente module vormen één geheel.

Optie #2 — microthermische slimme meter

Een nieuwe ontwikkeling van het Russische bedrijf «Technomer» (Arzamas) – dit is een microthermisch apparaat dat is ontworpen voor het direct meten van het passerende volume aardgas.

Kenmerken van de slimme debietmeter

Het apparaat voldoet volledig aan de standaard meetcondities voor volume-eenheden (T= +20 °C, P= 101,3 kPa). De parameters worden via een mobiel communicatiesysteem (GRPS) naar een externe server verzonden.

Structuur van de slimme gasmeter – product van het bedrijf «Technomer»: 1 – elektronica-printplaat; 2 – sensor met microthermische eigenschappen voor het meten van het gasvolume; 3 – behuizing van het apparaat (aluminium); 4 – plastic deksel

Op de afbeelding hierboven staat de structuur van de microthermische meter uit de serie slimme apparaten.

Zoals op de afbeelding te zien is, zijn de belangrijkste onderdelen van het apparaat:

• een stevige, betrouwbare behuizing;
• een ingebouwde microthermische sensor;
• een elektronica-module;
• een controle-LCD-scherm;
• een beschermkap (deksel) van de elektronische module en het display.

De elektronische printplaat bevat een microcontroller, de bijbehorende elektronische componenten en een aangesloten digitaal paneel (controledisplay). De elektronica van de printplaat zorgt zowel voor het meetproces als voor het proces van gegevensvorming/-overdracht (ingebouwde telemetriemodule).

Hoe werkt een microthermische meter?

Het omvormende apparaat voor het volumetrische gasdebiet in de constructie van de meter is een microthermische sensor. Specifiek wordt in de ontwikkeling van het bedrijf «Technomer» een sensor uit de serie SGM6xxx gebruikt (product van Zwitserse fabrikanten).

Het meet de passerende vloeistof volgens het calorimetrische principe. Het is vervaardigd volgens MEMS-technologie, waardoor hoge prestatiekenmerken worden gegarandeerd.

Structurele schema van de microthermische sensor voor gasstroommeting: 1 – werkkanaal; 2 – verwarmingselement; 3 – siliciumplaat (substraat); 4 – evenwichtskanaal; 5 – temperatuursensoren; 6 – gasstroom

De sensor werkt als volgt: in de weg van de natuurlijke gasstroom (werkkanaal) is op een siliciumsubstraat een modulair gevoelig element geïnstalleerd, bestaande uit een verwarming en een paar temperatuursensoren. De passerende gasstroom wordt direct verwarmd in het deel waar de temperatuursensoren zijn geïnstalleerd.

Als gevolg hiervan heeft de beperkte gasstroom een iets andere temperatuur, waardoor een temperatuurverschil ontstaat. Theoretisch is dit een vrij complex fysisch proces, maar het belangrijkste is dat het werkt, en zeer nauwkeurig, qua meetnauwkeurigheid.

Optie #3 — gasmeter met smartcard

Aan de hand van het product van het bedrijf 'Actaris' bekijken we nog een vrij modern apparaat, een membraangasmeter, aangevuld met betalingscontrole.

Een bijzonderheid van deze constructie is de aanwezigheid van een afsluitklep in het apparaat, waarmee de gastoevoer automatisch wordt afgesloten, bijvoorbeeld in geval van een noodsituatie.

Ditzelfde constructie-element wordt echter ook met succes gebruikt voor blokkering in geval van betalingsachterstand van de consument voor het afgenomen gas.

Een versie van de huishoudelijke gasmeter, aangevuld met een smartcard-leesapparaat. De ingebouwde leesmodule fungeert als een blokkering van de gastoevoer, zowel in geval van een ongeval, ongeautoriseerde toegang, als bij betalingsachterstand.

Een dergelijke debietmeter heeft in zijn constructie een apparaat voor het uitlezen van gegevens van de kaart. Het betreft de plastic smartcard van de abonnee, die als aanvulling op de door de gebruiker geïnstalleerde meter wordt geleverd.

Ondanks dat het feitelijk een mechanisch systeem voor gasverbruikscontrole is, is het apparaat door de installatie van de smartcard-leesmodule omgevormd tot een semi-automatisch systeem.

De gebruiker hoeft alleen de credit-smartcard in de juiste gleuf te steken. Het apparaat leest automatisch de vereiste informatie en schrijft geld af voor de betaling van het verbruik van huishoudelijk gas. Als het geld op is en de gebruiker niet tijdig heeft gezorgd voor het opladen van de rekening, sluit de slimme meter onmiddellijk de gastoevoer naar die specifieke abonnee af.

Energievoorziening van de slimme meter

Slimme debietmeters zijn, net als eenvoudige elektronische, volledig autonoom – ze hebben geen extra netvoeding nodig. De autonomie van de apparaten wordt verzekerd door een paar voedingselementen – batterijen.

In het bijzonder is het primaire energie-element een Li-SOC12-accu (lithium-thionylchloride), terwijl het reserve-element een Li-MnO₂-batterij is (lithium-mangaanoxide).

De primaire energiebron van de slimme gasmeter is een accucel op basis van lithium-thionylchloride (Li-SOC12). Deze zorgt voor een tienjarige werking van het intelligente meetapparaat.

De primaire batterij levert een spanning van 3,6 volt en is een verwijderbaar en volledig vervangbaar onderdeel. De tweede (reserve)batterij is stevig in de elektronische printplaat ingebouwd en is daarom niet uitwisselbaar.

Deze voedingsbron met een spanning van 3 volt wordt aangesloten op het systeem tijdens het verwisselen van de primaire batterij, waardoor de technische parameters van het apparaat behouden blijven.

Volgens de specificatie van de fabrikant is de primaire voeding voldoende voor een gebruiksduur van de meter tot 10 jaar. Daarom valt de vervanging van de batterij doorgaans samen met de kalibratieprocedure van de apparaten, die gewoonlijk elke 5-6 jaar wordt uitgevoerd. De werking van de reservebatterij is, bij afwezigheid van de primaire batterij, gegarandeerd voor een periode van 1 jaar.

Installatieregels voor nieuwe meters

Gezien de uiteenlopende gebruiksomstandigheden van de apparaten, worden aan gasmeters, inclusief 'slimme' modellen, de desbetreffende plaatsingsnormen ten opzichte van andere gasapparaten en de montagevoorschriften (vereisten) gesteld.

De montageprocedure van het apparaat voor het meten van het verbruik van huishoudgas gaat traditioneel gepaard met het naleven van de desbetreffende normen en regels. Voor moderne slimme meters worden deze regels eenvoudig nageleefd.

In het bijzonder voor het apparaat van de fabrikant 'Technomer' zien de vereisten er als volgt uit:

1. Het apparaat dient te worden gemonteerd in afgesloten nutsruimten, in het uiterste geval buiten onder een speciaal ingerichte overkapping. De meter moet betrouwbaar worden beschermd tegen directe zonnestraling en neerslag.
2. Het is toegestaan het apparaat te monteren op leidingen die zowel verticaal als horizontaal zijn aangelegd, waarbij het niet uitmaakt onder welke hoek de installatie wordt uitgevoerd.
3. Indien de montage plaatsvindt op een horizontaal of verticaal pijpgedeelte, hoeft de richting van de gasstroom door de meter niet in aanmerking te worden genomen. Het apparaat kan dus in elke stand worden geplaatst wat betreft de richting. De fabrikant adviseert echter de richting volgens de aanwijzing op de behuizing van de meter aan te houden.
4. Montage van de meter op de laagste punten van het gasleidingtraject is niet toegestaan, omdat in deze installatievariant het risico op ophoping van condens ontstaat.
5. Als controlemonsters de aanwezigheid van water in het huishoudgas aantonen, moet de meetmeter worden gemonteerd op een verticaal geplaatste leiding, waarbij de stroomrichting van boven naar beneden wordt gekozen.

Bij de montage van een nieuwe gasmeter op een specifieke locatie in woningen, moet de meter worden beschermd tegen mogelijke stoten, trillingen en andere mechanische invloeden.

Ook mag u in het geval van verplaatsing van de meter niet vergeten de goedgekeurde verplaatsingsregels te volgen.

Slimme gasstroommeter uit de serie apparaten 'SMT Smart G4' en de punten van 'registratie' na installatie: 1 – bevestigingspunt van de verzegeling van de organisatie die de kalibratie uitvoert; 2 – bevestigingspunt van de controleverzegeling van de organisatie die het gas aan de consument levert; 3 – verzegelingspunt van de inlaatnippel van het apparaat.

De installatievereisten specificeren geen specifieke waarde voor de nominale diameter van de buis, noch specificeren ze regels voor het waarborgen van de uitlijning van de aansluitingen van de flowmeter en de leidingen. Ook zijn er geen specifieke eisen met betrekking tot de rondheid van de leidingen of de aanwezigheid van stappen op de contactpunten van de meter met de gasleiding.

Voorbereiding op gebruik en opstarten

Volgens de vastgestelde regels omvat de voorbereiding na installatie van de slimme meter voor ingebruikname het uitvoeren van een procedure om de gemonteerde eenheid op lekdichtheid te controleren.

Hiervoor worden standaardmiddelen gebruikt –  in huishoudelijke omstandigheden zeepsop, professioneel – gasleksensoren.

Na de controle wordt het apparaat in gebruik genomen. De aanbevolen opstartmethode is het geleidelijk openen van de gasafsluitkraan op de leiding waar de meter is geïnstalleerd.

Het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het werkgebied van de slimme meter wordt gevuld zonder een plotselinge drukstijging, om te voorkomen dat gevoelige componenten van het systeem worden beschadigd door een drukslag.

Wij raden u ook aan de normen en verzeggingsregels voor gasmeters te raadplegen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het nieuwe aspect maakt potentiële gebruikers of consumenten altijd een beetje bang. Desalniettemin valt er niet aan de technologische vooruitgang te ontsnappen. Bovendien bevorderen technologieën de servicecomponent aanzienlijk.

Door een slimme gasmeter in uw eigen appartement te installeren, neemt de potentiële consument de taak van voortdurende gegevenscontrole en informatieoverdracht naar de verzoeker van zich af. Het is eenvoudig te installeren en te gebruiken en is uiterst onderhoudsvriendelijk.

Wat vindt u van het vervangen van oude meters door nieuwe slimme meters? Als u zelf zo'n slim meetapparaat gebruikt, deel dan uw ervaringen met andere bezoekers van onze website, vertel over de voor- en nadelen die u tijdens het gebruik heeft ontdekt. Geef uw mening, neem deel aan discussies en debatten – het contactformulier vindt u hieronder.