Do czego służy wodomierz? Pomiar bez tajemnic

Wodomierze suchobieżne Konstrukcja tych wodomierzy oparta jest o sprzęgło magnetyczne. Znajduje się ono przy wirniku wodomierza i składa się z cewek o różnych biegunach magnetycznych. Przyłożenie siły kinetycznej do wirnika (jego obrotu pod wpływem strumienia wody) powoduje powstanie pola magnetycznego, które oddziałuje na wskaźnik znajdujący się po drugiej stronie (suchej) płyty uszczelniającej (rys. 1). Cewki są wprawiane w ruch proporcjonalnie do obrotu wirnika (1:1). W prosty sposób zjawisko to można wyjaśnić na podstawie eksperymentu z magnesem znajdującym się po jednej stronie tektury (w wodomierzu ścianka oddzielająca część mokrą od suchej) oraz z kawałkiem metalu znajdującym się po drugiej stronie – obrót magnesu wokół własnej osi pociąga za sobą proporcjonalny obrót wspomnianego kawałka metalu. Do grupy wodomierzy suchobieżnych możemy zaliczyć wodomierze skrzydełkowe jednostrumieniowe i wielostrumieniowe oraz śrubowe. Niepodważalną zaletą tego typu wodomierzy jest brak czułości układu pomiarowego na złej jakości wodę.

Wodomierze mokrobieżne Konstrukcja tych wodomierzy oparta jest z kolei o sprzęgło mechaniczne. Obrót rolek liczydła, na których znajduje się wskazanie wodomierza, odbywa się poprzez przekładnię mechaniczną (rys. 2). Konstrukcja wodomierza mokrobieżnego charakteryzuje się tym, że cały mechanizm liczydła jest zalany wodą przepływającą przez korpus. Zaletą tego typu wodomierzy jest całkowita odporność magnetyczna ze względu na zastosowanie przekładni mechanicznej. Występują również wodomierze mokrobieżne z rolkami liczydła zanurzonymi w roztworze gliceryny (rys. 3), co zabezpiecza mechanizm przed negatywnym skutkiem przepływu zanieczyszczonej wody przez liczydło.

Napęd przekładni Ze względu na sposób napędzania przekładni mechanizmu lub sprzęgła magnetycznego, a pośrednio od tego, gdzie wodomierze będą zamontowane, dzieli się je na:

* Wodomierze skrzydełkowe. Charakteryzują się one tym, iż przepływająca woda przez korpus porusza znajdującym się w nim wirnikiem wyposażonym w łopatki, którego oś znajduje się w pozycji prostopadłej do kierunku przepływającej wody. Konstrukcja wymusza stosowanie tego typu wodomierzy do instalacji o średnicy przyłącza do 50 mm. Zwykle tego typu wodomierze znajdują zastosowanie w instalacjach mieszkań lub domów jednorodzinnych.

Podział wodomierzy skrzydełkowych:

– Jednostrumieniowe (Js) – woda dopływa jednym strumieniem do wirnika. Przy dużym uderzeniu strumienia wody możliwe jest chwilowe zerwanie sprzęgła, co powoduje zaburzenie poprawności metrologicznej.

– Wielostrumieniowe (Ws) – woda dopływa wieloma strumieniami do wirnika poprzez zastosowanie dodatkowej komory ze szczelinami w korpusie. Podczas uderzenia silnego strumienia wody dopływ wody do wirnika jest bardziej regularny, co minimalizuje możliwość zerwania sprzęgła magnetycznego. Niektóre modele wodomierzy wielostrumieniowych posiadają dodatkową siatkę zabezpieczającą przed zanieczyszczeniami płynącymi ze strumieniem wody (rys. 3).

* Wodomierze śrubowe – ich konstrukcja charakteryzuje się poziomą lub pionową osią wirnika wyposażonego w łopatki o kształcie śruby. Ze względu na konstrukcję wodomierze są stosowane do instalacji o średnicach przyłącza powyżej 50 mm. Ten typ wodomierzy bardzo dobrze sprawdza się przy pomiarze wody o dużej zmienności przepływu. Wodomierze śrubowe najczęściej stosowane są w instalacjach domów wielorodzinnych oraz w branży przemysłowej.

* Wodomierze sprzężone – układ pomiarowy złożony z dwóch wodomierzy o różnych nominalnych strumieniach objętości oraz z urządzenia przełączającego, regulującego samoczynnie strumień objętości w obu wodomierzach2. W praktyce jest to wodomierz, który wykazuje się budową hybrydową wodomierza skrzydełkowego (poniżej 50 mm) i śrubowego (powyżej 50 mm) oraz zaworu przełączającego w zależności od wielkości strumienia przepływu wody. Przy niskich przepływach wody główny wodomierz jest zamykany przez zawór przełączający, a strumień wody jest kierowany do mniejszego wodomierza skrzydełkowego. Konstrukcja ta pozwala na opomiarowanie strumienia wody, który jest zbyt mały, aby przekroczył próg rozruchowy i osiągnął przepływ minimalny dla wodomierza śrubowego. Wodomierze tego typu najczęściej stosuje się tam, gdzie wymagana jest szeroka rozpiętość pomiędzy przepływem minimalnym a przepływem maksymalnym, czyli w budynkach użyteczności publicznej, gdzie mogą występować skrajnie niskie pobory wody oraz skrajnie wysokie.

* Wodomierze irygacyjne – osobna grupa charakteryzująca się nietypową budową, elementem pomiarowym jest wystająca mała turbina w świetle rury, co pozwala na pomiar wody zawierającej duże zanieczyszczenia, nie uszkadzając wodomierza. Przeniesienie napędu z turbiny do liczydła odbywa się za pomocą sprzęgła magnetycznego.

Temperatura wody Wodomierze dzieli się również ze względu na temperaturę wody płynącej w instalacji. Można wyróżnić:

* Wodomierze do wody zimnej – wykonanie oraz materiały zastosowane w konstrukcji wodomierza pozwalają na pomiar wody o temperaturze od 0 do 30°C (niebieski kolor korpusu).

* Wodomierze do wody ciepłej – wykonanie oraz materiały zastosowane w konstrukcji wodomierza pozwalają na pomiar wody o temperaturze od 30 do 90°C (czerwony kolor korpusu).

* Wodomierze do wody gorącej – wykonanie oraz materiały zastosowane w konstrukcji wodomierza pozwalają na pomiar wody o temperaturze od 30 do 130°C lub od 30 do 180°C (czerwony kolor korpusu).

Budowa W praktyce, w klasycznych instalacjach mieszkaniowych najczęściej wykorzystywane są wodomierze suchobieżne jednostrumieniowe, w związku z czym staje się zasadne przybliżenie budowy takiego wodomierza oraz czynników, które wpływają na dokładność metrologiczną wodomierza. Wodomierz składa się między innymi z takich elementów jak:

* Pokrywa zabezpieczająca – nakładana na liczydło wodomierza i bezpośrednio stykająca się z korpusem, zamykając w ten sposób część suchą.

* Mechanizm liczydła z rolkami wskazującymi aktualny pomiar.

* Płyta uszczelniająca – oddziela część mokrą (korpus) od suchej (mechanizm liczydła), co zapobiega przedostaniu się wody do liczydła.

* Łożysko oraz wirnik – elementy bezpośrednio wpływające na dokładność uzyskanego pomiaru (rys. 4). Ważnymi elementami jest połączenie osi z wirnikiem oraz podstawy liczydła ze wskaźnikiem, to tutaj powstają najwyższe opory oraz tarcia powodowane ruchem łopatek podczas pracy wodomierza. Zastosowanie wysokiej klasy materiałów obniża tarcie (zwiększając dokładność metrologiczną urządzenia) oraz zmniejsza ich ścieralność (wpływając na trwałość deklarowanych parametrów przez cały okres legalizacyjny). Rysunek 4 przedstawia przykładowy wodomierz, w którym zastosowano następujące materiały:

– Wolfram – bardzo duża twardość materiału oraz odporność na reakcje z tlenem, wodą, kwasami i zasadami.

– Kamień szafirowy – bardzo wysoka twardość materiału oraz niski współczynnik tarcia, co wpływa na wysoką klasę parametrów metrologicznych oraz zapewnia trwałość zakładanych parametrów metrologicznych.

* Korpus – najczęściej mosiężny, jego błędny montaż w instalacji może wywołać pogorszenie parametrów metrologicznych (kontynuacja w kolejnych cyklach artykułów).

Piotr Komoniewski                                                                                        Rys. z archiwum firmy BMETERS.
Zobacz artykuł w wersji pdf pdfpdf

1. Dz. U. nr 40 poz. 360 z dnia 20 lutego 2004 r. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie wymagań metrologicznych, którym powinny odpowiadać wodomierze.

2. Dz. U. nr 40 poz. 360 z dnia 20 lutego 2004 r. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie wymagań metrologicznych, którym powinny odpowiadać wodomierze.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij