لا يحتوي عداد الحرارة بالموجات فوق الصوتية على أجزاء متحركة ولا يكاد يكون له تآكل ميكانيكي، لذا فإن عمره التشغيلي تحدده بطاريته وإلكترونياته بالكامل تقريبًا. يخضع لمعيار EN 1434، وللمترولوجيا القانونية في أوروبا للملحق MI-004 من توجيه أجهزة القياس، ويجب أن يقيس التدفق بتوقيت الموجات فوق الصوتية في كلا الاتجاهين، ويقرأ زوجًا من مجسات الحرارة الدقيقة، ويدمج الطاقة الحرارية، ويعرض النتيجة لاسلكيًا أو عبر منفذ بصري EN 62056-21 لمدة ست إلى إحدى عشرة سنة على خلية محكمة الإغلاق. إن فهم دورة عمل القياس والإبلاغ هذه هو الخطوة الأولى لاختيار مصدر الطاقة – ورؤية أين يساعد خزان نبضي صغير من النيكل-هيدريد الفلز.
يحدد معيار EN 1434 عدادات الحرارة – مجس التدفق، ومجسي الحرارة المزدوجين (عادة عنصران بلاتينيان PT500 أو PT1000 في خطي الإمداد والرجوع) والحاسبة التي تدمج التدفق مع فرق الحرارة في طاقة حرارية – ويضع الملحق MID MI-004 متطلبات المترولوجيا القانونية الأساسية، وعادة ما تكون فئة الدقة 2 بنطاق ديناميكي واسع (نطاق قياس تدفق حوالي 1:100 للمجس وحتى 1:1000 للجهاز الكامل في التصاميم الرائدة).
توضح المنتجات السائدة هدف الطاقة: تم تحديد Siemens UH50 أو Landis+Gyr ULTRAHEAT T230 لسنوات عديدة من التشغيل بالبطارية، حيث تشير إحدى تهيئات T230 إلى حوالي إحدى عشرة سنة عند إيقاع قياس 20 ثانية، بينما يستهدف Qalcosonic HEAT2 الفئة البيئية C بنطاق تشغيل 5–55 مئوية. الخيط المشترك هو قدرة متوسطة منخفضة للغاية – في حدود نصف مللي واط لعداد DN100 تمثيلي يقيس كل بضع ثوان.
يوسع الشكل المتحرك الأول الحياة الكهربائية للعداد. في معظم الوقت تنام وحدة التحكم الدقيقة والواجهة الأمامية للموجات فوق الصوتية والراديو عند مستوى ميكروأمبير. في كل فاصل قياس تستيقظ الحاسبة، وتطلق محولات الموجات فوق الصوتية في كلا الاتجاهين (نبضة تناظرية قصيرة عالية التيار نسبيًا)، وتثير وترقمن كلا مجسي الحرارة البلاتينيين، وتحسب التدفق والطاقة وتعود إلى السكون. وفقًا لجدول الإبلاغ – تحميل لاسلكي يومي، أو قراءة بصرية أو لاسلكية بنظام walk-by/drive-by – تظهر نبضة اتصال أطول.
الأهم من ذلك، يستغل المصممون كشف الأنبوب الفارغ: عند عدم وجود تدفق يمدد العداد فاصل القياس، وتظهر التصاميم المنشورة انخفاض القدرة المتوسطة إلى حوالي 30 % من قيمة التدفق. هذا الإيقاع التكيفي هو أكبر رافعة لعمر البطارية.
يُظهر الشكل الثاني نفس المقايضة غير الخطية في القياس الذكي: مع طاقة مخزنة ثابتة، فإن تقصير فاصل القياس من 20 إلى 2 ثانية، أو نقل الراديو من شهري إلى يومي، يضغط عمر إحدى عشرة سنة نحو ست. كل نبضة فوق صوتية صغيرة بمفردها لكنها تحدث آلاف المرات يوميًا، لذا تهيمن طاقتها على المتوسط طويل الأمد رغم أن نبضة الراديو تهيمن على التيار اللحظي.
الفصل بين الاثنين هو انضباط التصميم الأساسي: تحدد ميزانية التيار المتوسط طويل الأمد حجم خلية الطاقة، بينما تحدد القمم القصيرة للموجات فوق الصوتية والراديو حجم خزان نبضي يبقي جهد الإمداد مستقرًا أثناء القياس والإرسال.
كما في عدادات الماء والغاز، مخزن الطاقة الافتراضي هو خلية ليثيوم أولية 3.6 فولت تُختار لكثافة الطاقة وفترة الصلاحية. إن مقاومتها الداخلية المتزايدة مع العمر والحرارة وميلها إلى التخميل لا يتناسبان مع الواجهة التناظرية للموجات فوق الصوتية، التي تحتاج إلى إمداد نظيف ومستقر لتوقيت النبضات الصوتية بدقة نانوثانية، ومضخم قدرة الراديو. إن الجهد المترهل أثناء قياس زمن الطيران ليس مجرد خطر انقطاع – بل يمكن أن يُفسد القياس نفسه الذي وُجد العداد لأجله.
خزان نبضي NiMH صغير – يُشحن بشحنة تنقيطية من الخلية الأولية بين الأحداث – يمد نبضات القياس والراديو بمقاومة منخفضة ومنصة مستوية، ويعزل المرحلة التناظرية الدقيقة عن مقاومة الخلية الأولية ويحمي دقة التوقيت مع تقدم الخلية الأولية في العمر.
تعيش عدادات الحرارة في محطات التدفئة الفرعية وخزائن العدادات الداخلية الأكثر دفئًا من عداد الماء المدفون – وغالبًا ما تكون قريبة من الأنابيب الدافئة. يساعد ذلك قياس الموجات فوق الصوتية لكنه يسرّع التفريغ الذاتي، ويتطلب لأي عنصر قابل لإعادة الشحن شحنًا منضبطًا: لا ينبغي شحن NiMH باستمرار فوق حوالي 45 مئوية. عمليًا يُملأ الخزان بنبضات قصيرة متحكم بها بدلًا من تركه على شحنة تنقيطية دائمة، ويُوضع الطرد بعيدًا عن أسخن الأنابيب – قواعد تصميم يمكن إدارتها تحافظ على الخزان عبر عمر العداد.
عندما يكون العداد قابلًا للصيانة أو يُغذى من مصدر خارجي/ناقل خلال موسم التدفئة، يصبح NiMH أكثر جاذبية كمخزن قابل لإعادة الشحن والاستبدال بدلًا من عنصر محكم مدى الحياة.
يسجل الموجز فاصل القياس وسلوكه عند الأنبوب الفارغ، تيار نبضة الموجات فوق الصوتية، إثارة مجسات الحرارة، ملف قراءة الراديو أو البصري، فئة حرارة الخزانة والعمر المستهدف. تحول الورقة B هذه إلى حساب هجين للطاقة والنبض؛ وترسم الورقة C التصميم وفق EN 1434 وMID والأدلة على مستوى الخلية.
Weijiang Power تورد خلايا النيكل-هيدريد الفلز المحكمة ووحدات دعم النبض لعدادات الحرارة بالموجات فوق الصوتية والعدادات الفرعية للطاقة الحرارية. أخبرنا بفاصل القياس وملف الراديو وفئة الحرارة وعمر التصميم، وسيصمم مهندسونا خزان نبضات NiMH ملحومًا أو وحدة خدمة مطابقة للخلية الليثيوم الأولية وبيئة خزانة التدفئة الدافئة. راجع التنسيقات على صفحة المنتجات.
