电磁表在印度市场的应用

印度面临着由气候变化、快速工业化、人口增长以及供水网络未能满足需求所引发的水分配问题。目前，水供应通常由所谓的“关键转动器”在不同地区进行配给，他们每天关闭供水几个小时。然而，这种方法，连同管道和泵的状况，给分配网络带来了自身的问题，例如水锤、空气或蒸汽囊，以及水中的夹带空气（管道中大部分水的空气泡，这通常使水呈现出乳白色）。 机械表在当前条件下通常会迅速退化，出现喷嘴堵塞、叶轮叶片凹痕和过度机械磨损等问题，导致精度迅速下降。那么替代方案有哪些呢？最常选择的是利用超声波或电磁技术的固态表。 超声波表在试验台上可以产生非常精确的测量值，然而，某些现场条件会影响其性能，包括上游阀门或弯头产生的湍流、温度、颗粒物、盐度以及粘度。 住宅式超声波水表测量的是水的瞬时流速，而不是直接测量水量。它们通过测量在特定时间点，声脉冲与水流方向一致和相反时的传输时间差来实现这一点。然后根据声脉冲在水中路径的流速进行计算。每个制造商都有不同的路径剖面，但需要注意的是，脉冲速度仅反映水流沿该路径的流动速度，而不是测量管全截面平均流速。由于流速在横截面上不均匀，脉冲沿路径的流速和实际平均水流速度不同。通常，中间的流速比边缘快，测量管剖面速度的分布以复杂的方式依赖于几何形状、流速和水的属性，如粘度，这是一个随着温度变化而显著变化的参数。因此，时间差的原生测量与平均速度之间不是线性相关的，所有的超声波水表都必须使用复杂、与温度相关的计算来进行转换。这种算法补偿相对较大，可能达到 流量率范围内的变化可达30%。在实验室环境中，使用新仪表、清水和理想流量条件下，可以实现良好的线性响应，但在实际现场仪表安装中，即使是很小的变化也可能使仪表超出精确平衡的复杂线性化校正范围。 当水被定期关闭且测量管干燥时，沉淀物可能会积累并减小有效直径，从而影响计算出的体积。此外，安装效果、杂质、磨损等因素都会导致仪表读数错误。 颗粒物和气泡也可能特别成问题，因为它们会散射并反射超声波脉冲。这通常会导致仪表的电子设备生成无效数据集，并停止测量。结果是低报并无法计量的水量。对于水质较差的水，这些问题可能会抵消机械仪表的任何计数值优势。此外，反射器的退化或损坏也是一个令人担忧的问题。这些敏感且关键部件始终暴露在水流和水中任何沉积物中，随着时间的推移可能会严重磨损和划痕，进一步影响测量的准确性。 由于复杂的算法处理、脉冲生成以及相关的电池功耗，超声波计量仪仅在离散的时间点进行测量，因此任何间歇性或变化的流量都可能导致混叠效应——输出结果无法准确反映流量变化。 当超声波技术在测量较大管道直径时非常有效时，对于小型管道（如为住宅物业提供服务的管道）存在问题。在大多数设计中，镜子和支架会安装在管道流动方向上，以反射声波，这会在仪表内部形成复杂的流动路径并造成影响精度的扰动。这一点在水流进入仪表时由于多个管道弯头而产生旋涡或漂移流动时尤其明显。为了防止这种流动效果的发生，通常采用的指导方针是确保一段直管道将仪表喂入，其长度为管道直径的5倍甚至10倍。然而，在实际部署中，为了将其安装在合适的位置，将不得不将仪表安装在多个管道弯头附近。超声波横截面 超声计量的横截面图，展示了随时间及条件变化的不正确测量的原因。 电磁计量是用于较大直径管道的一种历史悠久的水流测量方法。当这项技术应用于居民用水表时，相较于其他静态计量技术，它具有多项优势。此类仪表基于水通过绝缘管道中相邻磁场时，在电极间产生的电压来测量水的流速，然后通过将管道横截面积乘以很短的时间间隔内计算出的平均流量。这种计算在比任何其他流量计量技术更宽的范围内都是线性的，并且与超声波仪表不同，它不需要处理密集的算法校正和温度补偿。此外，高采样率确保不会出现有害的混叠效应，因此即使对于快速变化的流量特性，输出测量值也是正确的。 旧的和较大的电磁表在其主传感器的核心使用标准电磁铁。然而，这种做法会浪费能量，因为需要连续流动的电流来创建、维持和反转磁场。这种设计限制最初限制了电磁技术在计量应用中的使用，主要用于更大的C&I和工业计量表，在这些计量表中，市电更易于获得。关键突破发生在研发出具有足够“残留磁性”以在没有恒定电流流动的情况下维持磁场的磁铁时，但磁铁的磁场方向仍然可以翻转，以确保在每次测量周期结束后从相关电极释放出旧的带电离子，从而消除电极上的任何虚假积聚的电荷。电极的设计也很重要，同样重要的是用于形成测量管的材料，以确保非常低的噪声特性。这是因为需要更多能量来克服噪声效应，因此噪声越大，生成强大磁场以引导水中的带电离子流向电极以克服虚假噪声所需的能量就越大。 此外，一些较老型电磁表中使用的标准圆形测量管无法实现磁场分布均匀，因此更易受水流中“涡流”和速度梯度问题的影响。解决此问题的方法非常直接，将测量管的几何形状从圆形改为矩形，可以消除这些有害影响，并无论水流性质如何，都能提供正确的平均流速。 Sensus iPERL®电磁住宅表的设计中采用了残留效应磁技术和矩形管型创新，确保流量测量天生线性，在其20年的使用寿命中无需重新校准。它还对现实世界的现场干扰具有根本的免疫力：温度变化、振动、颗粒物、气泡、安装方向和可变的流量模式都不会影响仪表的精度。此外，管道内没有阻碍水流的因素，也没有敏感的反射器和其他可能被其中所含的任何污染物降解的组件。这意味着对于住宅仪表而言，iPERL电磁住宅表可以安装在与阀门、T形连接器和弯头等通常在仪表井和住宅区地下室中找到的位置旁边，无需在仪表前后保持管道的无缝部分以确保获得准确的测量值。这使得iPERL的选择成为低风险的选择，因为任何必要的管道施工以满足管道内直管段的要求都不会受到影响。 超声波和机械仪表的要求可以显著增加它们的总体真实成本，而未能做到这一点可能导致它们提供误导性的测量结果，其测量精度可能在没有可辨别的或可预测的规律下变化。电磁截面 电磁：印度市场最佳的住宅计量技术 使用电磁水表的公用事业公司可以期待以下益处： 在仪表整个使用寿命期间具有高精度度能够在大流量下极精确地进行测量即使在存在颗粒污染物的情况下，也能实现更好的高流量耐久性。无安装方向限制无流量扰动影响不受场干扰影响——振动、温度、颗粒物、气泡无算法线性化和校正连续测量以实现间歇/零星流量的高精度可靠的空管和倒灌情况检测管道内无部件会干扰流态或暴露于损坏的风险 印度水务公司需要一种在漫长的使用寿命中可靠且可信赖的智能表技术，在可能非常苛刻的环境中。安装简便性和持续运行的简便性也同样重要，这可以节省返工和不必要的维护成本。 Sensus，Xylem品牌，帮助水务、能源供应商和城市利用其基础设施实现更多功能，提高其社区的生活质量。我们通过应用技术和数据驱动的见解，使我们的客户能够走得更远，提高效率和响应速度。我们与他们合作，通过通信技术、高级计量、数据分析和服务方面的创新，预见并响应不断变化的企业需求。了解更多信息，请访问contactAP@xyleminc.comsensus.com并且跟随@SensusGlobal在Facebook、LinkedIn和Twitter上。