براي اندازه‌گيري ميزان سيال در حال جريان از يك مسير بسته (مانند خط لوله) يا مسير باز (مانند كانال) با سطح مقطع مشخص، مي‌توان از وسايل و تجهيزات گوناگوني استفاده نمود. در برخي از اين وسايل حجم سيال در حال جريان بطور مستقيم خوانده مي‌شود و در برخي ديگر پس از اندازه‌گيري دبي سرعت و يا وزن سيال حجم آن با تقريب خوبي تخمين زده مي‌شود.
طبق تعريف استاندارد OIML R 49 – 1 : 2000 كنتور آب وسيله‌‌اي است كه براي اندازه‌گيري مداوم، حفظ و نشان دادن حجم آب عبوري از يك مسير بكار مي‌رود. با توجه به اين تعريف مي‌توان قسمت‌هاي تشكيل‌دهنده كنتور را به سه بخش اصلي تقسيم نمود:
1 ـ بخش اندازه‌گيرنده
2 ـ بخش شمارنده
3 ـ بخش نمايش‌دهنده
بخش اندازه‌گيرنده كنتور قسمتي است كه وظيفه تبديل حجم، دبي، سرعت يا وزن آب عبوري به علائم يا سيگنال‌‌هاي قابل شمارش را بر عهده دارد. اين سيگنال‌ها از طريق مكانيكي و يا الكترونيكي به قسمت شمارنده منتقل و پس از شمارش و پردازش، نتايج حاصل از قسمت نمايش‌دهنده قرائت مي‌گردد.
استاندارد OIML R49 و استاندارد ملی ایران به شماره های INSO19191 و ISO4064/I و 10385ISO و جامعه اقتصادی اروپا E.E.C (استاندارد کنتور آب سرد E.E.C 75/33 و استنادارد کنتور آب گرم E.E.C 79/3)
کنتور حجمی: مقدار حجم سیال عبوری را بدون در نظر گرفتن پارامتر زمان اندازه گیری و نمایش می دهد (واحدهای اندازه گیری: لیتر، مترمکعب و ….)
دبی سنج (فلومیتر): حجم گذر سیال در واحد زمان (دبی) را اندازه گیری کرده که در نهایت دبی سنج ها می توانند بعنوان کنتور حجمی نیز مورد استفاده قرار گیرند چراکه پس از محاسبه دبی امکان اندازه گیری حجم کل سیال عبوری را نیز خواهند داشت (واحدهای اندازه گیری: لیتر بر دقیقه، لیتر بر ساعت، مترمکعب بر ساعت و …)
كنتورهاي مكانيكي – كنتورهاي سرعتي (توربيني) – توربين عمودي – (Single Jet) تك افشانه – (Multi Jet) چند افشانه – توربين افقي نوع ولتمن – كنتورهاي حجمي – (جابجايي مثبت) – (Oscillating Piston) پيستون نوساني – (Reciprocating Piston) رفت و برگشت – (Helix) مارپيچي – (Nutating Disk) ديسك چرخشي – (Oval Wheel) چرخ بيضي – دبيسنجهاي استنباطي – دبيسنجهاي اختلاف فشاري – (Venturi) ونتوري – (Nozzel) نازل – (Orifice) اوريفيس – (Target) سپري – (Point Tube) لوله پيتوت – (Dall Tube) لوله دال – (Variable Area) دبيسنجهاي سطح متغير – دبيسنجهاي مخصوص – (Ultrasonic) التراسونيك – (Electromagnetic) الكترومغناطيسي – (Vortex Shedding) خروج گردابي – (Thermal) حرارتي – كنتورهاي مقداري – (Coriolis) كوريوليس – (Hydraulic Wheatstone Bridge) مدار هيدروليك ويتستون – (Thermal Bridge) مدار حرارتي
استاندارد IP68: درجه حفاظت یا کد آی پی، اصطلاحی در استاندارد IEC60529 است که بر اساس آن محفظه های تجهیزات الکتریکی با کدهای استانداردی با دو حرف IP در کنار دو رقم، از نظر نفوذ در برابر عوامل خارجی تقسیم بندی می شوند. رقم اول که بین ۰ تا 6 است سطح حفاظت در برابر جسم سخت خارجی و نیز حفاظت افراد را مشخص می کند. رقم دوم بین ۰ تا ۸ است و میزان حفاظت را در برابر نفوذ آب (و نه هیچ مایع دیگر) مشخص می کند. هر چه این رقم ها بیشتر باشند میزان حفاظت بیشتر است.
| توضیح رقم نخست کد آی پی مطابق IEC60529 | |||
| رقم اول | حفاظت در برابر جسم خارجی | حفاظت تعریف شده برای افراد | نیروز اعمال شده بر جسم خارجی |
| 6 | ضد گرد و غبار | یک سیم | 1 نیوتن |
| توضیح رقم نخست کد آی پی مطابق IEC60529 | |||
| رقم دوم | آزمایش شده با | حفاظت شده در برابر | جزییات |
| 8 | تجهیز برای غوطه وری دائم در آب در شرایط یاد شده توسط سازنده مناسب است. معمولا این به معنای آن است که وسیله آب بندی شده است. با این وجود، در برخی تجهیزات، به معنای آن است که آب می تواند نفوذ کند اما اثر زیان باری ندارد. | غوطه وری ورای ۱ متر | غوطه وری مداوم در آب ژرفای تعیین شده توسط سازنده |
در استانداردهای ISO4064/I کنتورها بر اساس دقت عملکرد در چهار کلاس A , B , C , D کلاس بندی می شوند، که در این تقسیم بندی کلاس A از کمترین دقت کاری برخوردار است. لازم به ذکر است در محدوده جریانهای زیاد تمام کنتورها به طور یکسان عمل می کنند .
در ضمن استاندارد 10385ISO مربوط به کنتورهای آب گرم بوده و در این استاندارد نیز کنتورها از نظر دقت کاری در چهار کلاس A , B , C , D قرار می گیرند . دقت هر کنتور توسط دستگاه تست استاندارد با رسم منحنی مشخصه یا منحنی دقت تعیین می گردد .
کنتور کلاس A (دقت کم): این کنتورها دارای دقت کم در اندازه گیری جریان هیدرولیکی می باشند و دامنه کارکردشان ۶۰ تا ۱۵۰ لیتر بر ساعت می باشد. این بدان معنی است که کنتور مذکور در صورت گذر دهی حداقل ۶۰ لیتر و حداکثر ۱۵۰ لیتر آب در یک ساعت، با یک خطای مورد قبول نتیجه قرائت صحیح را نشان می دهند.
کنتور کلاس B (دقت متوسط): این کنتورها دارای دقت متوسط در اندازه گیری جریان هیدرولیکی می باشند و دامنه کارکردشان ۳۰ تا ۱۲۰ لیتر بر ساعت می باشد.
کنتور کلاس C (دقت خوب): این کنتورها دارای دقت خوبی در اندازه گیری جریان هیدرولیکی می باشند و دامنه کارکردشان ۱۵ تا ۲۲٫۵ لیتر بر ساعت می باشد. عمده کنتورهای خانگی از این نوع می باشد.
کنتور کلاس D (دقت بسیارخوب): این نوع کنتورها دارای دقت بسیار خوبی در اندازه گیری جریان هیدرولیکی بوده و دامنه کارکردشان ۱۱٫۲۵ تا ۱۷٫۲۵ لیتر بر ساعت می باشد
| کلاس کنتور | دبی | Qn<15m3/h | Qn>15m3/h |
| کلاس A | Qmin | 0.04 Qn | 0.08 Qn |
| Qt | 0.1 Qn | 0.3 Qn | |
| کلاس B | Qmin | 0.02 Qn | 0.03 Qn |
| Qt | 0.08 Qn | 0.2 Qn | |
| کلاس C | Qmin | 0.01 Qn | 0.006 Qn |
| Qt | 0.015 Qn | 0.015 Qn | |
| کلاس D | Qmin | 0. 0075 Qn | |
| Qt | 0.0115 Qn |
| کلاس کنتور | دبی | Qn<15m3/h | Qn>15m3/h |
| کلاس A | Qmin | 0.04 Qn | 0.08 Qn |
| Qt | 0.1 Qn | 0.2 Qn | |
| کلاس B | Qmin | 0.02 Qn | 0.04 Qn |
| Qt | 0.08 Qn | 0.15 Qn | |
| کلاس C | Qmin | 0.01 Qn | 0.02 Qn |
| Qt | 0.06 Qn | 0.01 Qn | |
| کلاس D | Qmin | 0. 01 Qn | |
| Qt | 0.015 Qn |
يكي از متداولترين انواع كنتور براي اندازه‌گيري مستقيم حجم آب مصرفي و محصول عمده شركت‌هاي بزرگ كنتور ساز دنيا كنتورهاي مكانيكي مي‌باشد. در اين كنتورها از يك جزء تشخيص دهنده جريان نظير پروانه يا پيستون متحرك استفاده مي‌گردد كه ميزان حركت و جابجايي آن متناسب و متأثر از حركت سيال بوده و با انتقال حركت از اين قطعه و از طريق محور مركزي به شمارنده، ميزان حجم آب عبوري اندازه‌گيري و ثبت مي‌شود. انتقال حركت پروانه و يا پيستون به شمارنده هم بصورت چرخ دنده‌‌اي (نوع گيربكسي) و هم بصورت تلفيقي از درگيري دو آهن‌رباي دائمي و تعدادي چرخ دنده (نوع مغناطيسي) امكان‌پذير است.
مزيت كنتورهاي مغناطيسي نسبت به كنتورهاي گيربكسي كاهش ميزان تماس قطعات داخلي با آب، رسوب املاح موجود در آن و در نتيجه جلوگيري از خرابي كنتور در اثر گيركردن قطعات داخلي مي‌باشد. اما مواردي نظير تأثير ميادين مغناطيسي خارجي روي عملكرد كنتور، بروز پديده قطع اتصال درآهن رباهاي دائمي و يا جذب براده‌هاي فلزي احتمالي موجود در آب، از معايب اين نوع كنتورها است. بسياري از شركت‌هاي معتبر كنتورسازي با طراحي اصولي و تعبيه حلقه ضد مغناطيس و استفاده از آهن‌رباهاي دائمي مناسب و دقيق اشكالات مذكور را در محصولات توليدي خود مرتفع نموده‌اند.
نکته: کنتور مغناطیسی و کنتور الکترومغناطیس (Electromagnetic) متفاوت می باشند
در كنتورهاي سرعتي، جزء تشخيص دهنده جريان، توربين يا پروانه‌اي است كه در مسير آب قرار گرفته و توسط نيروي ناشي از حركت آب بطور آزادانه دوران مي‌كند بواسطه حركت پروانه، حجم آب عبوري از كنتور اندازه‌گيري مي‌شود. طراحي پروانه و محفظه مربوطه به گونه‌اي است كه بين چرخش پروانه و سرعت جريان سيال تناسب مستقيم برقرار مي‌گردد. در اين كنتورها چنانچه محور توربين در امتداد مسير جريان سيال قرار گيرد كنتور را توربين افقي و اگر محور مذكور بر مسير جريان سيال عمود باشد كنتور را توربين عمودي مي‌نامند. كنتورهاي توربين افقي معمولا در سايزهاي بالا (حجيم) و نوع توربين عمودي در سايزهاي پايين (كنتورهاي خانگي) بكار گرفته مي‌شود.
در صورتي كه آب از چند روزنه به پروانه برخورد كند، كنتور چند افشانه (Multi Jet) و اگر از يك جهت به پروانه برخورد نمايد تك افشانه (Single Jet) ناميده مي‌شود. كنتورهاي تك افشانه نسبت به كنتورهاي چندافشانه در سرعت‌هاي كمتر آب شروع بكار مي‌كنند. در صورتي كه كنتورهاي چند افشانه مقاومت بيشتري نسبت به ضربات ديناميكي از خود نشان مي‌دهند.
در كنتورهاي نوع مکانیکی چنانچه كليه قطعات داخلي، با آب در تماس باشند نوع تر و اگر به جز بخش شمارنده بقيه قطعات با آب در تماس بوده نوع نيمه خشك و اگر فقط پروانه با آب در تماس باشد (مانند كنتورهاي مغناطيسي) نوع خشك نامگذاري مي‌شوند
– شماره انداز درون آب
– مجموعه جعبه دنده درون آب
مزایا:
– تکنولوژی ارزان
– دستکاری شماره انداز مشکل است
– نسبت به قیمت دقت خوبی دارند
معایب:
– قرائت شماره انداز مشکل می باشد (کدر شدن)
– حساس در برابر ذرات ریز موجود در آب
– امکان بخار گرفتگی زیر شیشه
– عمر پایین
– شماره انداز خشک یا پر از مایع خاص
– مجموعه جعبه دنده در تماس با آب
مزایا:
– عدم بخار گرفتگی و شفافیت شماره انداز
(در نوع شماره انداز با مایع مخصوص)
معایب:
– حساس در برابر ذرات ریز موجود در آب
(کمتر از کنتورهای تر)
– عدم تنظیم جهت شماره انداز
– احتمال تقلب و دستکاری
– احتمال بخار گرفتگی (در نوع شماره انداز خشک)
– عدم تماس آب با شماره انداز
– عدم تماس آب با مجموعه جعبه دنده
مزایا:
– شماره انداز به هر جهت قابل چرخش است
– ایجاد امکان قرائت از راه دور
– عدم حساسیت نسبت به ذرات ریز موجود در آب
– عدم آسیب پذیری در اثر شوک هوای شبکه
معایب:
– احتمال بخار گرفتگی در اثر عدم آببندی
– عدم کارکرد صحیح آهن ربا در سرعت های زیاد (استهلاک، جذب براده، مغناطیسی خارجی)
– امکان تقلب و دستکاری بیشتر است
– تکنولوژی ساخت پیچیده تر
کنتور پیستونی: مناسب برای آب های با کیفیت بالاوفاقد شن و ذرات، دقت بالا و R بالا، ضعف شدید در برابر یخ زدگی و سرمای زیر صفر، دبی استارت پایین مناسب برای شهرهای جنوبی در صورت بالابودن کیفیت آب به خصوص در شهرهایی که به علت کمبود آب اکثر مردم منبع ذخیره آب دارند. مقاومت کم در برابر آب های EC بالا و دارای شن و ریگ، کلاس دقتی بالا.
کنتور مولتی جت خشك: مناسب برای هر گونه اقلیم و هر گونه آب، در صورت اینکه تولید برند معتبری نباشد ممکن است به علت کیفیت مگنت دچار خرابی زودرس می شود. ضعف دقت اندازه گیری در دبی های کم و دبی های زیاد، کلاس دقتی متوسط، مقاوم در برابر آب های شور وEC بسیار بالا، مقاوم در برابر ضربات هیدرولیکی آب، امکان دستکاری کنتور و برداشت غیر مجاز راحت تر است.
کنتور مولتی جت نیمه خشك: مناسب برای آب های با کیفیت متوسط به بالا، کلاس دقتی بالا، مقاوم در برابر ضربات هیدرولیکی آب، مناسب برای اکثر مناطق کشور.
کنتور سینگل جت: دبی استارت پایین و مناسب تر نسبت به مولتی جت، کلاس دقتی بالا، عدم مقاومت مناسب در برابر ضربات هیدرولیکی آب مناسب برای واحدهای آپارتمانی قیمت بسیار مناسب
دبی سنج های التراسونیک از نظر نوع عملکرد در دو نوع Doppler و Transit Time و از نظر نحوه نصب در دو نوع کمربندی (Clamp on) یا درون خطی (In line) می باشند
درون یک فلومیتر التراسونیک یک یا چند جفت سنسور التراسونیک در سطح مقطع لوله نصب می شود، هر سنسور می تواند سیگنال التراسونیک را ارسال و دریافت کند، در نتیجه هر دو سسنور التراسونیک امواج صوت را به سوی یکدگیر ساطع و موج التراسونیک سنسور مقابل را دریافت می کنند، زمان ارسال و دریافت این سیگنال ها به طور همزمان اندازه گیری می شود (سیگنال های التراسونیک توسط ولتاژ الکتریکی داده شده به کریستال های پیزوالکتریک تولید می شوند)، اختلاف زمان بین ارسال و دریافت سیگنال در جهت جریان و خلاف جهت جریان نشانگر سرعت سیال داخل لوله است بنابراین در صورتیکه اختلاف زمان صفر باشد (سرعت ارسال و دریافت برابر باشد) به مفهوم آن است که سیال ساکن بوده و جریانی وجود ندارد.
به محض برقرار شدن جریان سیال یا حرکت سیال سرعت سیگنال های التراسونیک در جهت جریان سیال زیاد و در خلاف جهت جریان کم می شود، در نتیجه زمان گذر سیگنال های التراسونیک در جهت و خلاف جهت جریان متفاوت خواهد بود (در جهت جریان کمتر و در خلاف جهت بیشتر) بنابراین اختلاف زمان گذر اندازه گیری شده توسط سنسورها نسبت مستقیمی با سرعت جریان در لوله دارد.
با دانستن سطح مقطع لوله، حجم واقعی جریان محاسبه می گردد، هرچه سرعت جریان بیشتر باشد اختلاف زمان بین سیگنال های التراسونیک در جهت و خلاف جهت جریان بیشتر می شود پس اندازه گیری ساده تر و دقت بالاتر خواهد بود (تا جاییکه جریان آب مغشوش نگردد)
برای اندازه گیری جریان به روش التراسونیک نیازی نیست حتما سنسورها درون دیواره لوله قرار بگیرند برای مثال با یک سیستم Clamp on (کمربندی) سنسورها مستقیم بر روی سطح خارجی لوله بسته می شوند. این سنسور ها را می توان در هر زمانی بدون ایجاد وقفه در کار نصب نمود. در سیستم های کمربندی سیگنال های التراسونیک مستقیم از دیواره لوله و درون جریان سیال عبور می کنند سیگنال درون لوله حرکت کرده با برخورد به دیواره روبرویی منعکس شده و توسط سنسور دیگر دریافت و اندازه گیری می شود.
در این مورد طراحی سیستم کمربندی منحصر به فرد است چراکه با نصب دو سنسور در مقابل هم می توان جریان در لوله های بسیار بزرگ تا قطر 4 متر را نیز اندازه گیری نمود، این موضوع باعث افزایش زمینه های کاربرد این سیستم می شود، انعطاف پذیری در نحوه نصب، ایمنی فرآیند و بهره وری بالا در هزینه ها تنها برخی از مزایای منحصر به فرد سیستم های اندازه گیری جریان به روش التراسونیک است.
در مدل Inline یا درون خطی برای افزایش دقت از قطعه ای به نام منعکس کننده امواج صوت (Reflector) استفاده می شود، در مدل های بدون منعکس کننده سنسور دوم امواج صوت را از طریق انعکاس برخورد امواج صوت با دیواره دبی سنج دریافت می کند
