يجمع عداد الغاز الذكي بين انضباط الطاقة لجهاز مُحكَم الإغلاق لعشر سنوات ونبضتين متطلبتين: إرسال خلوي أو LPWAN يومي، و– الأهم بكثير للسلامة– الصمام المُحرَّك الذي يجب أن يُغلق عند الأمر أو عند اكتشاف تدفق غير طبيعي. بما أن العداد يوجد في جو قابل للانفجار محتمل، فإن تصميم بطاريته لا تحكمه فقط قياسات EN 1359 وOIML R137 والمطابقة القانونية MID، بل حدود ATEX للسلامة الذاتية على الطاقة المخزنة. تكشف هذه الورقة عن ملف الحمل هذا ومكان خزان نبض هيدريد معدن النيكل بجانب خلية الليثيوم الأولية.
تُصنع عدادات الغاز الحجابية في أوروبا وفق EN 1359، مع متطلبات مترولوجية متوافقة مع OIML R137، وتعالج EN 16314 الأجهزة الإلكترونية التكميلية؛ تتبع المترولوجيا القانونية وحدات MID (عادة B زائد D). تستشهد أوراق بيانات المصنعين– من Honeywell إلى CHINT وGoldcard– بفئة دقة MID وEN 1359 وOIML R137 وتصنيف منطقة ATEX (المنطقة 0 داخل العداد، المنطقة 2 لكثير من التركيبات)، ونطاق تشغيل حوالي −25 إلى +55 °م وحماية دخول IP65–IP67.
بُعد ATEX هو ما يفصل تصميم طاقة عداد الغاز عن عداد الماء: كل مصدر كهربائي في جو قابل للانفجار يجب أن يحترم حدود السلامة الذاتية للتيار والجهد والطاقة المخزنة حتى لا يتسبب عطل واحد في إشعال الغاز. البطارية وأي خزان نبض جزء من هذا التحليل، لا مُعفى.
يتتبع الشكل المتحرك الأول الحياة الكهربائية للعداد. طوال معظمها ينام المؤشر والمعالج والراديو عند عشرات الميكروأمبيرات. عند فاصل الإبلاغ– مرة يوميًا نموذجي لـ NB-IoT، وأكثر تكرارًا لـ LoRaWAN– يربط الراديو ويرسل لثوانٍ بتيار مرتفع. ثم، نادرًا ولكن بشكل حاسم، يدور صمام الكرة المُحرَّك ليُغلق (أو يُعاد فتحه)، ساحبًا نبضة محرك طوال ثواني حركته. توضح أوراق البيانات حساب العمر مباشرة: يُقيّم أحد الموردين خلية أولية ER26500 بجهد 3.6 فولت وسعة 8.5 أمبير-ساعة بأكثر من اثني عشر عامًا عند الإبلاغ الأسبوعي وتشغيل الصمام مرة شهريًا.
التقرير اليومي حدث موثوقية؛ الصمام حدث سلامة. العداد الذي يستطيع الإبلاغ لكن لا يستطيع الإغلاق عند الأمر يكون قد أخفق في وظيفته الوقائية الأساسية، لذا يجب ضمان نبضة الصمام في نهاية العمر وعند درجة الحرارة المنخفضة.
كما في عدادات الماء، مخزن الطاقة الافتراضي هو خلية ليثيوم أولية بجهد 3.6 فولت (Li-SOCl2، عادة ER26500 أو زوج من خلايا D)، تُقدَّر لكثافة طاقتها وعمر يزيد عن عقد. مقاومتها الداخلية العالية والتخميل لا يتوافقان مع مضخم الراديو، وخاصة محرك الصمام، الذي يمكن لتيار توقفه وتشغيله أن يُسقط جهد خلية أولية عند −25 °م. العلاج القياسي هو خزان نبض يقدم الذروة بينما تعيد الخلية الأولية شحنه ببطء.
خلية NiMH مُحكمة أو حزمة صغيرة خزان فعال: المقاومة الداخلية المنخفضة ومنسوب 1.2 فولت المسطح يحركان المحرك ونبضة الراديو بشكل متكرر، ويقبل الشحن الانسيابي البطيء من الخلية الأولية عبر آلاف الأحداث اليومية، وكيمياؤه المائية حميدة داخل غلاف مُحكَم ومُصنَّف للسلامة.
يحدد الشكل الثاني الرافعتين اللتين يتحكم فيهما المشغلون. التحميلات الأكثر تكرارًا تقصر العمر لأن كل ارتباط خلوي يحمل تكلفة طاقة ثابتة، وعمليات الصمام الأكثر تكرارًا تقصره أكثر لأن نبضة المحرك تُقزم دفقة الراديو. تقييمات الموردين من ثمانية إلى ستة عشر عامًا ليست تناقضات؛ هي نقاط مختلفة على هذا السطح، من إبلاغ أسبوعي متحفظ وصمام شهري إلى ملف يومي أو كل ساعة متطلب.
طبقة نبض NiMH ذات الحجم الصحيح تجعل الأحداث عالية التيار فعالة– لا يُطلب من الخلية الأولية أبدًا توفير الذروة مباشرة– مما يُسطّح عقوبة الإبلاغ المتكرر ويحمي إجراء الصمام المضمون حتى مع تقدم الخلية الأولية في العمر.
في عداد ATEX، يجب تقييم الخزان نفسه: تيار دائرة القصر، الطاقة التي يمكنه إطلاقها في عطل، والحماية (مقاومة تسلسلية، انصهار، تحديد تيار) التي تبقي الدائرة داخل حدود السلامة الذاتية لمجموعة الغاز وفئة درجة الحرارة. حزمة NiMH متواضعة ومتوافقة جيدًا بمقاومة داخلية محددة أسهل في التحليل والحماية من مخزن مفرط الحجم، وتتجنب تعقيد إدارة الحرارة الإضافي لخلية ليثيوم قابلة لإعادة الشحن في غلاف مجاور للمنطقة 0.
لذا يسجل ملف التصميم ليس فقط السعة بل تيارات دائرة القصر والنبض في أسوأ الحالات، ومكونات الحماية وأنماط فشلها، وتصنيف درجة الحرارة– أدلة يتوقعها مقيّم ATEX.
يسجل موجز بطارية عداد الغاز تيار النوم، تقنية الراديو وملف الارتباط، تيار محرك الصمام ووقت حركته، أسوأ درجة حرارة، فئة ATEX والعمر المستهدف. تحول الورقة B هذه إلى حساب هجين للطاقة والنبض تحت قيود السلامة الذاتية؛ تربط الورقة C التصميم بـ EN 1359 وOIML R137 وMID وATEX والأدلة على مستوى الخلية.
Weijiang Power تُصنّع خلايا هيدريد معدن النيكل المُحكمة ووحدات دعم النبض لعدادات الغاز الذكية ومشغلات الإغلاق الآمن. أرسل لنا ملف الراديو الخاص بك، تيار محرك الصمام ووقت حركته، فئة ATEX وفئة درجة الحرارة، وسيصمم مهندسونا خزان نبض NiMH ملحومًا آمنًا ذاتيًا أو وحدة خدمة مطابقة للخلية الليثيوم الأولية. اطلع على التنسيقات في صفحة المنتجات.
