Rozwój rynku gazomierzy — prognozy: według analiz szacuje się, że globalny rynek inteligentnych gazomierzy osiągnie w 2026 roku wartość 2,5 mld USD, przy skumulowanym rocznym wskaźniku wzrostu na poziomie 4,7%, z szacowanych 2,0 mld USD w 2021 roku. Kluczowym czynnikiem napędzającym rynek inteligentnych gazomierzy jest globalna cyfryzacja sieci dystrybucyjnych oraz zwiększenie inwestycji w technologie inteligentnych sieci w celu pomiaru i późniejszej analizy danych.
W przemyśle na dobre trwa rewolucja Przemysł 4.0., której jednym z filarów jest Internet rzeczy (IoT). To system powiązanych ze sobą obiektów i urządzeń, które przesyłają informacje w sposób cyfrowy. Rosnące zastosowanie Internetu Rzeczy w znacznym stopniu zwiększyło cyfryzację w wielu branżach, do których należą między innymi rynek gazu i elektryczność. Sieci komunikacyjne IoT umożliwiają operatorom sieci i przedsiębiorstwom energetycznym świadczenie nowoczesnych usług energetycznych. Cyfryzacja obejmuje również infrastrukturę chmury hybrydowej, która pozwoli wykorzystać duże możliwości przetwarzania danych i IoT do zarządzania sieciami w sposób coraz bardziej elastyczny i wydajny.
Dane zebrane z inteligentnego urządzenia pomiarowego można wykorzystać do różnorodnych analiz, a jednym z podstawowych zadań jest monitorowanie zachowań konsumentów gazu. Inteligentne sieci to kluczowe technologie, które unowocześniły sieci gazowe, dostarczając przedsiębiorstwom użyteczności publicznej i konsumentom informacje umożliwiające efektywne zarządzanie zużyciem gazu. Przedsiębiorstwa energetyczne na całym świecie coraz częściej inwestują w technologie inteligentnych sieci, które umożliwiają automatyczne monitorowanie i kontrolowanie zużycia gazu, opracowywanie nowych modeli biznesowych, a także ograniczanie przestojów i skrócenie czasu reakcji w przypadku zagrożeń naturalnych. Ważnym aspektem w świetle tych założeń jest rzetelna informacja o objętości gazu pochodząca z wyspecjalizowanego przelicznika.
Przelicznik objętości gazu to urządzenie zewnętrzne współpracujące z gazomierzem, które służy do obliczania, sumowania oraz wyznaczania przyrostu objętości gazu zmierzonej za pomocą gazomierza w warunkach odpowiadających warunkom bazowym. Przeliczniki gazu znajdują zastosowanie przy rozliczeniach handlowych hurtowych ilości gazu. Warunki bazowe to stan gazu, do którego przelicza się objętość mierzonego gazu (np. temperatura i ciśnienie bazowe). Jako warunki bazowe przyjmuje się temperaturę bazową wybieraną z następujących wartości: 0°C, 15ׄ°C, 20°C oraz ciśnienie bazowe o wartości 101,325 kPa, do których przelicza się objętość gazu zmierzoną w warunkach pomiarowych. Warunki pomiaru to stan gazu, którego objętość trzeba zmierzyć w punkcie pomiaru i w tym celu konieczny jest pomiar temperatury i ciśnienia mierzonego gazu, który realizowany jest przez przelicznik objętości z pomocą odpowiednich czujników temperatury i sensorów ciśnienia. W tym celu stosuje się czujniki ciśnienia wyskalowane na zakresy absolutne (bezwzględne) oraz czujniki temperatury na bazie sensorów temperatury Pt100 lub Pt1000. Rozróżnia się następujące typy przeliczników objętości:
• przeliczające objętość gazu tylko z temperatury pomiarowej na objętość w temperaturze bazowej,
• przeliczające objętość gazu tylko z ciśnienia pomiarowej na objętość w ciśnieniu bazowym,
• przeliczające objętość gazu z temperatury i ciśnienia pomiarowego na objętość w temperaturze i ciśnieniu bazowym.
Nowoczesne inteligentne przeliczniki objętości gazu mają zasilenia bateryjne oraz zintegrowany modem GSM. Realizują one korekcję objętości na warunki bazowe z gazomierza rotorowego, turbinowego oraz ultradźwiękowego na stacjach redukcyjno-pomiarowych gazu. Jako że są to wysokiej klasy urządzenia pomiarowo-rozliczeniowe, spełniające w pełni wymagania dyrektywy MID. Do pomiaru ciśnienia i temperatury w warunkach pomiarowych konieczne jest zastosowanie niezawodnych urządzeń najwyżej klasy o wysokiej dokładności o odpowiednio dobranym zakresie pomiarowym. Tutaj właśnie odnajdują zastosowanie przetworniki ciśnienia oraz czujniki temperatury firmy JUMO.
JUMO to światowy lider w produkcji szerokiej gamy aparatury kontrolno-pomiarowej, a w tym wyżej wspomnianych czujników temperatury oraz przetworników ciśnienia z płaską celką pomiarową stosowanych m.in w przelicznikach objętości gazu. Producenci tychże urządzeń często integrują w procesie produkcyjnych elementy przetwarzające ciśnienia i temperaturę takie jak celki (mostki ciśnienia), które są sercem pomiarowym przetwornika ciśnienia oraz platynowe rezystory termometryczne Pt100, które analogicznie są sercem czujnika temperatury.
Oferta JUMO obejmuje szeroką gamę termorezystancyjnych platynowych czujników temperatury o różnych wartościach nominalnych, np. Pt100 i Pt1000. Przy rocznej produkcji rzędu kilku milionów sztuk rezystorów pomiarowych, jesteśmy jednym z czołowych dostawców na świecie. Wysokiej jakości platynowe czujniki temperatury w technologii cienkowarstwowej gwarantują doskonałą dokładność, długotrwałą stabilność i wysoką elastyczność. Spełniają one również specyfikowane wymagania aplikacyjne, jak np. najwyższa klasa tolerancji oraz charakteryzują się wysoką stabilnością długoterminową. Czujniki w formie cienkowarstwowej tworzone są w procesie napylania warstwy platyny, która funkcjonuje jako warstwa aktywna nakładana na nośnik ceramiczny w procesie napylania jonowego, a następnie formowana w meandrujący wzór w procesie foto litograficznym.
Rezystory tego typu tworzą główną część czujników temperatury stosowanych w przemyśle. Umieszczane są w osłonach ze stali nierdzewnej, która chroni tego typu czujniki przed wpływami środowiska zewnętrznego m.in ciśnieniem. Otrzymuje się w ten sposób odporność, która chroni czujnik temperatury przed ciśnieniem, które może osiągać wartości rzędu 450 bar ciśnienia względnego.
Rezystor termometryczny z zaciskami przyłączeniowymi
Czujniki ciśnienia oem dla zapewnienia optymalnego pomiaru zbudowane są jako cienkowarstwowe piezorezystancyjne struktury krzemowe (mostki/celki ciśnienia) ze wzmocnionym wyjściem np. 3,5k Ohm lub 6k Ohm, jak i cyfrowe przetworniki ciśnienia z wyjściem I2C, w których możliwa jest regulacja punktu zera. Wszystkie czujniki z płaską celką pomiarową mogą być produkowane zgodnie ze specyfikacją klienta, na podany zakres pomiarowy. Dla przykładu możliwa jest produkcja skalibrowanej struktury o wysokiej dokładności ze zintegrowanym sensorem temperatury do kompensacji temperatury medium lub wersja bez sensora temperatury, gdzie kalibrację i zrównoważenie mostka Wheatstone’a, klient prowadzi we własnym zakresie.
Konstrukcja mostka Wheatstone'a zapewnia kompensację kładu pomiarowego. Dzięki równoległym połączeniu dwóch dzielników napięcia wyznacza się nieznaną wartość rezystancji wynikającej z temperatury otoczenia. Układ doprowadzony do punktu równowagi kompensuje wartość zmierzonego ciśnienia, dzięki czemu osiąga się wysoką dokładność czujnika ciśnienia w różnych warunkach temperatury otoczenia. Możliwe są również dostawy czujnika ciśnienia wspawanego w dostępne przyłącze procesowe wykonane ze stali nierdzewnej np. G1/4” czy G1/2”. Sensor ciśnienia precyzyjnie wspawany w element mechaniczny, jakim jest przyłącze procesowe, czyli cześć montażowa w procesie – gazociągu, wymaga specjalistycznych maszyn. JUMO dzięki zautomatyzowanym linią produkcyjnym jest w stanie zapewnić wyżej wymianie rozwiązanie wg zapotrzebowania klienta i dostarczać czujnik ciśnienia w wersji OEM.
Celka ciśnienia z wyprowadzeniami
Dynamiczny rozwój rynku dystrybucji gazu spowodował rozwój inteligentnych technologii takich jak przeliczniki objętości gazu, które zgodnie z trendem IoT wyposażone są w rejestratory danych pomiarowych oraz komunikację zdalną, oraz charakteryzują się najwyższą dokładnością rozliczeniową. Producenci tak zaawansowanej profesjonalnej elektroniki wymagają współpracy na najwyższym poziomie z rzetelnymi oraz sprawdzonymi dostawcami komponentów automatyki jak JUMO, stąd też produkty takie jak celki ciśnienia oraz rezystory termometryczne Pt100 są tak cenione wśród naszych klientów.
