Uvod

Ovaj dokument ima za cilj da prikaže na?ine korištenja opreme za mjerenje i detekciju gubitaka vode.

Dokument prenosi iskustava ste?ena višegodišnjim  radom sa opremom u razli?itim uslovima i podru?jima rada i u skladu je sa obukom koju je autor proveo u više od 100 vodovodnih preduze?a

Mjerna oprema

Opšte o mjernoj opremi

Mjerna oprema se koristi za mjerenje hidrauli?kih parametara u vodovodnim sistemima i osnovna podjela joj je na mjernu opremu koja se koristi za mjerenje protoka (mjera?i protoka) i mjernu opremu za mjerenje pritiska (sonde pritiska i manometri). Uz opremu koja se koristi za mjerenje hidrauli?kih parametara koristi se i pomo?na mjerna oprema kao što je ultrazvu?ni mjera? debljine stjenke cijevi, mjerni to?ak za mjerenje dužine cijevi izme?u sondi korelatora, pomi?no mjerilo i mjerna traka za mjerenje obima ili pre?nika cijevi (u svrhu prora?una  vanjskog pre?nika cijevi. U mjernu opremu se može uvrstiti i GPS ure?aj kojim se odre?uju geografske koordinate interesantnih pozicija prije i za vrijeme kampanje mjerenja i detekcije gubitaka

Vodovodi u svojim sistemima tako?er imaju na pojedinim mjestima instalirane ugradbene el-magnetne mjera?e protoka koje mogu koristiti u toku mjerenja u tim podru?jima i o ?emu treba voditi ra?una prilikom izrade planova za mjerenje gubitaka.

Mjerna oprema za mjerenje protoka – Prijenosni ultrazvu?ni mjera?i protoka

Priprema ure?aja za mjerenje

Ultrazvu?ni prijenosni mjera?i protoka se koriste za povremeno mjerenje protoka na stalnim ili privremenim mjernim mjestima. To je ure?aj sa kojim je mjerenje veoma jednostavno, ali je ipak potrebno ispoštovati odre?ene uslove da bi mjerenje bilo ta?no.

Ure?aj radi na principu razlike vremena prijenosa ultrazvu?nog signala u te?nostima. Ovo vrijeme je u direktnoj zavisnosti od brzine zvuka i zapreminskog protoka.

Dvije sonde koje su sastavni dio ure?aja rade alternativno kao prijemnici i kao predajnici ultrazvu?nih talasa. Mjerenje se naj?eš?e vrši tzv. refleksnom metodom, kada se sonde nalaze na istoj strani cijevi, na odgovaraju?oj udaljenosti. Ova metoda se primjenjuje u zavisnosti od proizvo?a?a i vrste sondi kod mjerenja na cijevima pre?nika do 200 mm.

Prije nego se po?ne sa radom ure?aj treba pripremiti za mjerenje kako ne bi došlo do njegovog prekida u radu u momentu kada bi to moglo ugroziti samu kampanju mjerenja te je potrebno provjeriti ili obezbijediti slijede?e:

1. Provjeriti i dopuniti baterije na ure?aju,

Baterije na ure?ajima (ovo važi za svu vrstu opreme) imaju svoj vijek trajanja koji u zavisnosti od na?ina korištenja ure?aja traje od jedne do tri godine.

Kada do?e vrijeme da se izvrši zamjena baterija ista se naru?uje od proizvo?a?a koji je proizveo ure?aj (skuplja varijanta) ili se ukoliko posjedujemo podatke o bateriji, na tržištu (preko interneta i sl.) prona?e zamjenska baterija istih karakteristika koju ?e u ure?aj instalirati stru?no lice (jeftinija varijanta).

Bitno je napomenuti da baterije za ure?aje ne proizvode kompanije koje proizvode ure?aje ve? da ih i oni kupuju na tržištu ili im ih obezbje?uju njihovi dobavlja?i, a osim toga na tržištu se ?esto mogu prona?i baterije ?iji kapacitet je ve?i od kapaciteta originalne baterije pa je samim tim i mogu?e koristiti ure?aj duže vremena na terenu.

Prije mjerenja baterija na ure?aju treba biti potpuno napunjena i ure?aj se drži u punja?u sve do polaska na mjerno mjesto gdje ?e isti biti instaliran.

Ukoliko se ure?aj ne?e koristiti duže vrijeme bateriju treba potpuno isprazniti a ako je to mogu?e (kod ure?aja kod kojih je baterija dostupna i nije ga potrebno rastavljati) bateriju i odvojiti.

2. Provjeriti i podesiti vrijeme i datum

Nikada se ne smije zaboraviti prije mjerenja podesiti vrijeme i datum na ure?aju. Ukoliko imamo ve?i broj ure?aja ovo bi trebalo da se uradi istovremeno kako bi prilikom obrade podataka svi podaci mogli biti vezani za isto vrijeme.

3. Provjeriti da li je sva dodatna oprema i pribor priložena uz ure?aj,

Dodatna oprema koja se koristi uz prijenosni ultrazvu?ni mjera? protoka su: ultrazvu?ne sonde, kablovi, gel i priklju?ne trake ili lanci. Bez navedene opreme ultrazvu?ni mjera? protoka nije mogu?e koristiti. Osim toga postoji i oprema koja uveliko olakšava i osigurava mjerenje a to su: ultrazvu?ni mjera? debljine stjenke cijevi , mjerne trake  ili pomi?no mjerilo za mjerenje obima odnosno pre?nika cijevi a u svrhu dobivanja ta?nog podatka o vanjskom promjeru cijevi, elektri?na ili baterijska brusilica za pripremu mjernog mjesta na metalnim cijevima i brusni papir za istu namjenu.

Korisno je prilikom postavljanja ure?aja kod sebe imati  baterijsku lampu i papirni ubrus koji ?e sigurno imati više namjena (brisanje gela, ?iš?enje cijevi i sl.)

4. Obezbijediti rezervno napajanje ure?aja strujom.

Na osnovu podataka koji se nalaze u planovima za mjerenje u kojima je definirano trajanje mjerenja mora se obezbijediti alternativno napajanje strujom i za tu svrhu prema potrebi obezbijediti produžne kablove (voditi ra?una da dužina kabla bude dovoljna), akumulator 12V, rezervne baterije, benzinski ili solarni agregat), 

5.  Priprema mjernog mjesta i proba ure?aja

Ako postoj mogu?nost, jedan dan ili nekoliko sati prije po?etka mjerenja dobro je izvršiti pripremu mjernog mjesta za mjerenje. Cijevi koje su napravljene od plasti?nih masa potrebno je dobro o?istiti dok kod ?eli?nih i lijevano željeznih cijevi mjesto gdje ?e biti instalirane sonde treba o?istiti do metalnog sjaja.

Prethodnom probom ure?aja na mjernom mjestu ?e se izbje?i mogu?i problemi kada je u pitanju kvaliteta signala prolaza ultrazvu?nih talasa kroz cijev i sl.

6. Obezbijediti zaštitu ure?aja od vremenskih neprilika, 

• Ve?ina ultrazvu?nih mjera?a protoka nije zašti?ena od vremenskih uticaja i o tome treba dobro voditi ra?una kako ne bi došlo do trajnog ošte?enja ure?aja.
• Za vrijeme mjerenja na otvorenim prostorima potrebno je obezbijediti adekvatnu zaštitu ure?aja od oborina i sun?evih zraka.
• Temperatura zraka na kojoj rade ultrazvu?ni mjera?i je izme?u 0 i 50 °C, a kod skladištenja izme?u -5 i 50 °C.
• Sonde ultrazvu?nog mjera?a prilikom instalacije na cijev mogu djelomi?no biti uronjene u vodu (ekscesan slu?aj) i to ne?e utjecati na kvaliteta mjerenja ili na bezbjednost ure?aja ali nipošto nivo vode ne smije dose?i do konektora na koje su priklju?eni kablovi.
• Procesorska jedinica mjera?a ne smije do?i u dodir sa vodom i najbolja zaštita je da se ure?aj stalno drži u originalnoj kutiji, djelomi?no zatvorenoj.
• Za ovu svrhu se obezbjede razne vrste pokriva?a, stalaka i kišobrana a definitivno najbolji na?in je da se ure?aj drži u mjernom ili bilo kakvom vozilu. 

7. Obezbijediti zaštitu ure?aja od otu?enja za vrijeme mjerenja, 

Prilikom rada ure?aja na otvorenom mjernom mjestu kada mjerenje traje samo nekoliko sati  uz ure?aj mora stajati i operater. Osim mjere predostrožnosti od mogu?eg otu?enja ure?aja njegovo prisustvo je neophodno i zbog stalne kontrole ispravnog rada ure?aja. 

Kada mjerenja traju duži period neophodno je unaprijed previdjeti na?in fizi?ke zaštite ure?aja tako što ?e se okno sa ure?ajem zaklju?ati, parkirati vozilo preko okna i sl. 

 Odabir pozicije mjernog mjesta za instalaciju ultrazvu?nog mjera?a protoka 

Prilikom odabira same lokacije za mjerenje mora se voditi ra?una o sljede?em:

1. Mjesto na kojem ?e se vršiti mjerenja mora biti suho, a akomjeri u šahtu isti mora biti dovoljno velik da se u njemu može lako postaviti mjerni ure?aj. Kod izgradnje šahta za povremeno mjerenje treba voditi ra?una da se u taj šaht može ugraditi i stalni mjera?, ukoliko se naknadno za to ukaže potreba.
2. Ako je mogu?e mjerno mjesto treba odabrati da bude u blizini elektro i telefonskih linija kako bi se ure?aj mogao napajati strujom i kako bi se eventualno podaci sa mjera?a mogli elektronski prenositi na daljinu gdje bi se pohranjivali u PC ra?unar.
3. Lokacija okna mora biti nizvodno od eventualnih preljeva vode, ili nemjerenih priklju?aka, jer se takvo mjerenje ne bi moglo uspore?ivati sa mjerenjima kod potroša?a.
4. Ukoliko postoji mogu?nost širenja naselja i same distributivne mreže, onda mjerno mjesto mora biti uzvodno u odnosu na to podru?je.
5. Ultrazvu?ni mjera?mogu mjeriti ta?no samo ukoliko je profil cijevi potpuno ispunjen vodom. Popunjenost cijevi vodom u punom profilu je jako važan uslov kada je u pitanju odabir lokacije za mjerenje. Tako?er treba voditi ra?una da na mjestu mjerenja ne postoji nikakva mogu?nost stvaranja vazdušnih džepova.
6. Cijev na koju ?e biti postavljen mjera? protoka, mora biti u pravcu na odre?enoj dužini uzvodno i nizvodno od mjernog ure?aja kako bi se na mjernom mjestu izbjegla neravnomjerna turbulencija, a zbog ?ega mjerenje ne bi bilo ta?no. Ovi principi za sve pojedina?ne slu?ajeve su opisani u nastavku. 

Osnovni podaci neophodni za mjerenje sa ultrazvu?nim mjera?em protoka

 U sve mjera?e protoka bez obzira na proizvo?a?a, godinu proizvodnje ili model se unose isti podaci a to su: 

1. Materijal cijevi,
2. Promjer cijevi u mm,
3. Debljina stjenke cijevi,
4. Vrsti fluida koji se mjeri,
5. Debljina izolacije cijevi (uvijek treba nastojati da se skine izolacija cijevi jer je mjerenje mnogo pouzdanije a instalacija ure?aja je mnogo jednostavnija)

 Pošto smo prethodno odredili mjernu jedinicu u kojoj ?e se vršiti mjerenje (naj?eš?e m³/h ili l/s) te gore navedene podatke pokretanjem ure?aja on ?e nam izbaciti podatak o vrsti sondi, metodi kojom ?e se vršiti mjerenje (dijagonalna i refleksna) i njihovom me?usobnom razmaku. Jedna sonda je uvijek nepomi?na i druga se postavlja na navedenu udaljenost u odnosu na nju.

Slika : Mjerenje protoka ultrazvu?nim mjera?em – u dijagonalnom modu

Slika : Mjerenje protoka ultrazvu?nim mjera?em – u refleksnom modu

Sonde su na ve?ini ure?aja postavljene na baždarenu šinu tako da je ovo podešavanje veoma jednostavno. Ovako podešene sonde se zajedno sa baždarenom šinom pri?vrš?uju na cijev uz pomo? lanaca ili traka koje su sastavni dio opreme mjera?a.

Pošto se izvrši spajanje sondi sa procesorom mjera?a potrebno je izvršiti provjeru ja?ine signala kroz cijev.

Nakon ?ega se starta sa mjerenjem protoka poslije ?ega nam ostaje još jedino da uklju?imo i podesimo logger na ure?aju koji ?e vršiti zapis podataka u memoriju ure?aja.

Prilikom podešavanja logger-a potrebno je voditi ra?una da broj podataka koji ?emo dobiti odre?ivanjem intervala zapisa odgovara našim potrebama, te da ne do?e do punjenja memorije ure?aja koji može zaustaviti rad logger-a.

Za no?no mjerenje i sva druga mjerenja koja traju manje od 6 sati mjerni interval se uzima od 30 fo 60 sec.

Kada se ure?aj koristi kod mjerenja u kampanji mjerenja metodom bilansa koja traje najmanje 7 dana interval memorisanja se podešava izme?u 5 i 30 minuta.

Mjerna jedinica koja se odre?uje na osnovu vrijednosti protoka. Kod manjih protoka bolje je podesiti ure?aj za mjerenje u m³/h ?iji je index vrijednosti ve?i 3,6 puta u odnosu kada se mjeri u l/s. Mjerenje u l/s je pogodnije kod velikih protoka.

 Pogodnost za mjerenje  ultrazvu?nim mjera?em protoka u zavisnosti od materijala cijevi

Najpovoljnije cijevi za mjerenje ultrazvu?nim mjera?em protoka su PVC cijevi na ?ijim se unutarnjim zidovima zbog njihove glatke površine najmanje stvara kamenac. Osim toga PVC cijev se lako priprema za mjerenja i dovoljno ju je samo o?istiti. Nešto su slabije cijevi od PE i PEHD. ?eli?ne cijevi zahtijevaju puno dužu i obimniju pripremu za mjerenje.

Na ?eli?nim cijevima je korisno prije po?etka instalacije sondi na mjernom mjestu cijev udariti par puta manjim ?eka?em tako da ne do?e do ošte?enja cijevi. Ovim se postiže da se unutarnja obloga cijevi oslobodi od naslaga kamenca što ?e omogu?iti dobivanje boljeg signala. Lijevano željezne cijevi su još zahtjevnije u odnosu na ?eli?ne dok azbest cementne cijevi uop?e nisu pogodne za mjerenje ultrazvu?nim mjera?em protoka i nikada ne treba mjeriti na njima. Ako se to baš mora uraditi onda ukoliko se i uspije uspostaviti mjerenje taj podatak treba uzeti sa rezervom i nipošto se ne smije osloniti na njega ve? se može prihvatiti samo kao informativan o postojanju ili pravcu te?enja.

Uslovi koji moraju biti obezbje?eni za mjerenje ultrazvu?nim mjera?em protoka

Da bi se ispravno mjerilo sa bilo kojim ultrazvu?nim mjera?em protoka mora se voditi ra?una o slijede?em:

1.Cijev mora biti u potpunosti ispunjena vodom

Ultrazvu?ni mjera? radi na principu mjerenja brzine strujanja te?nosti u cijevi. Ova brzina se množi sa popre?nim presjekom cijevi i dobiva se vrijednost protoka.

Q=A x V

Ukoliko cijev nije puna onda ?e prikazani protok na instrument biti ve?i za onoliko koliko je popre?ni presjek cijevi ve?i od popre?nog presjeka cijevi koji je ispunjen vodom a koji ?e predstavljati nepoznanicu.

Ovo je stvar o kojoj stalno treba voditi ra?una jer veoma ?esto se dešava da se zbog ove greške dobije rezultat koji nema smisla i protoci koji su mnogo ve?i od stvarnih.

Ako postoji sumnja da cijev nije ispunjena vodom u potpunosti potrebno je instalirati sonde okomito u odnosu na cijev. U koliko nikako nije mogu?e uspostaviti mjerenje to je siguran znak da cijev nije u potpunosti ispunjena vodom.

Ako se uspije uspostaviti mjerenje onda je cijev u potpunosti ispunjena vodom i nakon toga se sonde instaliraju po propisu na „dva sata“ u odnosu na položaj kazaljki na satu (2/3 visine cijevi)

Slika: Mjerenje protoka ultrazvu?nim mjera?em – popunjenost cijevi 

2. U cijevi ne smije biti ve?e prisustvo zra?nih džepova 

Kao što je ve? navedeno u prethodnom slu?aju, prisustvo vazdušnih džepova prekida  ili ometa mjerenje

 Slika: Mjerenje protoka ultrazvu?nim mjera?em – zra?ni džepovi

Ako su sonde instrumenta postavljene okomito na cijev mjera? vjerojatno?a da ?e zra?ni džepovi ometati mjerenje je mnogo ve?a nego kada se mjerne sonde postave sa strane cijevi (na gornjoj polovini popre?nog presjeka).

3. Brzina te?enja vode u cijevi mora biti iznad donje granice osjetljivosti ure?aja

 Slika: Mjerenje protoka ultrazvu?nim mjera?em – brzina strujanja

Ultrazvu?ni mjera?i protoka imaju definiran limit osjetljivosti kada je u pitanju brzina te?enja te?nosti. Ovaj liit zavisi od vrste i tipa ure?aja i obi?no se kre?e izme?u 0,05 i 0,03 l/s. Ovaj limit može predstavljati problem kod predimenzioniranih cjevovoda. Problem je mogu?e riješiti jedino na taj na?in da se izgradi mjerno mjesto na kojem ?e biti ugra?ena cijev manjeg promjera.

4.  Te?enje vode u cijevi mora biti  ujedna?eno (stacionarno) turbulentno a ne neujedna?eno (nestacionarno) turbulentno

 Ako je strujanje u cijevi turbulentno mjerenje ?e biti otežano i ne?e biti validno. Siguran pokazatelj turbulentnog strujanja u cijevima su velike i brze promjene protoka koje se o?itavaju na ure?aju. Turbulencija se uvijek javlja iza koljena, ventila, T komada i sl. 

Slika: Mjerenje protoka ultrazvu?nim mjera?em – turbulencija

Da bi smo bili sigurni da je u cijevi na kojoj ?emo mjeriti strujanje ujedna?eno (stacionarno) turbulentno moraju biti zadovoljeni slijede?i kriteriji:

• Utjecaj koljena 90° na izbor mjesta za mjerenje

Najbolja pozicija za mjerenje je na više od 5 dijametara uzvodno, ili više od 15 dijametara nizvodno od koljena.

• Utjecaj aktivnog ventila na izbor mjesta za mjerenje

Najbolja pozicija za mjerenje je na više od 10 dijametara uzvodno, ili više od 25 dijametara nizvodno od aktivnog ventila.

• Utjecaj “T” komada na izbor mjesta za mjerenje

Najbolja pozicija za mjerenje je na više od 5 dijametara uzvodno, ili više od 10 dijametara nizvodno od “Y” komada.

• Utjecaj pumpne stanice na izbor mjesta za mjerenje

Razli?ite vrste pumpi izazivaju razli?ite promjene protoka ali za svaku ?e biti dovoljno ukoli­ko se ure?aj postavi na udaljenosti od 15 dijametara od posljednje pumpe u seriji.