CUM SE SELECTEAZĂ SOLUȚIILE DE MONITORIZAREA NIVELULUI DE CANALIZARE
Sep 06, 2023| CUM SE SELECTEAZĂ SOLUȚIILE DE MONITORIZAREA NIVELULUI DE CANALIZARE
Senzorii de nivel de canalizare sunt „ochii și urechile” utilităților de apă pentru a verifica ce se întâmplă în lumea lor subterană. Până de curând, au fost planificate structuri uriașe de canalizare și lăsate nesupravegheate, în așteptarea unor eșecuri catastrofale. În zilele noastre, tot mai multe utilități și guverne locale își monitorizează îndeaproape infrastructura costisitoare. Unele dintre beneficiile monitorizării nivelului de canalizare sunt:
▪ Predetecția condițiilor de blocare
▪ Trimiterea echipelor de întreținere la locul potrivit, la momentul potrivit
▪ Prevenirea evenimentelor catastrofale de mediu, cum ar fi scurgerile de canalizare din oraș
▪ Contabilitatea și stabilirea costurilor apelor uzate distribuite de instalațiile industriale
▪ Ajutor la planificarea pe termen lung a liniilor de canalizare pe baza profilurilor reale de utilizare
Acest scurt articol How-To este un ghid pentru utilitățile care plănuiesc să implementeze soluții de monitorizare a nivelului de canalizare. Patru probleme importante sunt discutate în acest articol și enumerate mai jos:
▪ Durabilitatea soluţiei candidate
▪ Funcționarea într-un mediu cu atmosferă explozivă
▪ Comunicarea și înregistrarea datelor
▪ Date de măsurare disponibile
1. Durabilitate
Componentele sistemului care sunt instalate în canalizare trebuie să reziste la condiții severe de mediu. Primele pe lista amenințărilor ostile sunt:
▪ Eșecul fizic
▪ Pătrunderea fluidelor şi umiditatea
Defecțiunea fizică poate fi cauzată de solidele din canalizare care interferează cu mecanismul de măsurare. Acest tip de defecțiune este cel mai evident la senzorii scufundați, cum ar fi flotoarele mecanice și senzorii de presiune. Utilizarea senzorilor fără contact, cum ar fi senzorii bazați pe radar sau cu ultrasunete, reduce rata defecțiunilor fizice, dar nu elimină neapărat aceste defecțiuni. În special, atunci când canalizarea se revarsă, substanțele de diferite tipuri se pot lipi de senzorul fără contact și blochează fața radiantă a acestuia.
Pătrunderea fluidelor poate cauza o defecțiune ireversibilă a sistemului. Prin urmare, este necesară o rată de etanșare foarte mare. Ratele oficiale de etanșare IP68 (sau NEMA 6P) nu sunt suficiente în mediul de canalizare. Combinația de flux lichid, substanțe chimice și gaze reactive sunt condiții care nu sunt testate în mod normal în verificările de laborator ale gradului de etanșare IP68 (NEMA 6P).
Rezumat: Când verificați adecvarea soluțiilor de monitorizare a canalizării, în categoria durabilitate, preferați senzorii fără contact instalați la înălțime în canal. Căutați, de asemenea, mecanisme de etanșare de susținere suplimentare, cum ar fi etanșarea dublă sau întreținerea preventivă programată și completă garantată.
2. Gaze explozive
În unele locuri de canalizare pot exista gaze explozive. Metanul este un gaz tipic care poate fi găsit în canalele subterane. Având în vedere concentrațiile adecvate de gaz, o scânteie poate aprinde gazul provocându-l să explodeze. Soluția de monitorizare a canalizării ar trebui să aibă o opțiune de utilizare în siguranță în atmosfere explozive. Cerințele suplimentare pentru un sistem sigur pentru explozivi vor crește prețul și, de asemenea, pot reduce performanța. Prin urmare, sistemele standard sunt preferate în locurile de canalizare unde nu există amenințarea gazelor explozive. Sistemele care pot fi utilizate în condiții de siguranță în atmosferă explozivă trebuie să fie însoțite de o certificare adecvată de la unul sau mai multe dintre organismele de standardizare internaționale sau locale. Cele mai recunoscute certificări sunt:
▪ ATEX (standard european)
▪ FM (standard american)
▪ IECEx (Internațional)
Cu toate acestea, se pot aplica și alte reglementări locale, cum ar fi:
▪ NEPSI (China)
▪ GOST (Rusia)
Metodele de protecție variază: de la carcase rezistente la explozive la circuite electronice cu siguranță intrinsecă. Este important de reținut că certificarea trebuie să fie valabilă pentru întregul sistem. Implementarea componentelor sistemului, în care fiecare componentă este certificată individual, nu garantează că soluția completă este certificată.
3. Comunicații și înregistrarea datelor
Informațiile sunt de obicei extrase din senzorul de canalizare într-unul dintre următoarele moduri:
▪ Înregistrare locală însoțită de vizite periodice la canalizare pentru descărcarea datelor
▪ Transmisie wireless de tip RF Radio
▪ Transmisii wireless de tip Cellular
Înregistrarea locală este o tehnică fiabilă, deoarece nu implică comunicații fără fir. Loggerele locale adaugă costurile sistemului, dar de obicei nu la fel de mult ca transmițătoarele fără fir și infrastructura de comunicații. Dezavantajul major este manipularea suplimentară și implicarea umană în descărcarea datelor de înregistrare. Această implicare crește costurile și este predispusă la erori.
Transmisiile fără fir sunt clasificate în funcție de infrastructura lor de comunicații. Utilizarea infrastructurii radio RF implică o infrastructură de comunicații dedicată și utilizarea frecvențelor RF reglementate. Frecvențele permise pentru această aplicație pot diferi în diferite țări. În unele cazuri, infrastructura de comunicații RF este o structură pe două niveluri în care senzorul de câmp transmite către un hub local, iar hubul transmite (prin fire sau fără fir) către o locație centrală. Principalul avantaj al soluțiilor bazate pe radio RF este fiabilitatea și acoperirea personalizată. Principalul dezavantaj este necesitatea de a configura o infrastructură dedicată și provocările de reglementare locală.
Alternativă la transmisiile radio RF este utilizarea unei infrastructuri celulare existente. Marele avantaj al acestei scheme provine din profitul de o infrastructură de comunicații existentă, prin urmare costuri mai mici. Canalizările sunt amplasate în mod normal în zonele urbane unde acoperirea celulară este bună. Dezavantajul utilizării comunicațiilor celulare este evident în canalele adânci sau închise metalic. În aceste amplasamente sau locuri în care structurile de închidere sunt combinate din beton/structuri metalice, acoperirea celulară subterană poate fi scăzută sau inexistentă. Antenele externe pot, în unele cazuri, eluda aceste probleme.
4. Date de măsurare
Senzorii de nivel de canalizare nu se limitează neapărat la măsurători de nivel. Datele suplimentare pot extinde capacitățile senzorului:
▪ Nivel
▪ Flux
▪ Temperatura
▪ Alţi senzori de tip generic
Informațiile privind nivelul canalului sunt vitale pentru identificarea condițiilor de preaplin, blocajelor, suprasolicitarii conductelor, planificarea pe termen lung și multe altele.
Datele debitului de canalizare (de exemplu, în termeni de metru cub pe oră) și datele privind volumul de canalizare (în termeni de metru cub) reprezintă un element de bază al informațiilor suplimentare. Informațiile despre flux pot fi extrase din informațiile de nivel în una dintre cele două metode:
▪ Utilizarea canalelor de canalizare sau a barajelor în interiorul conductelor de canalizare sau sub cămine de vizitare
▪ Utilizarea formulei Manning
Sentirea temperaturii extinde, de asemenea, utilitatea sistemului. Creșterea pe termen scurt a temperaturii poate indica, de exemplu, deșeurile industriale aruncate în canalizare.
În cele din urmă, capacitatea de a se conecta la senzori suplimentari prin intermediul unui protocol standard poate crește și mai mult eficacitatea sistemului. Acești alți senzori pot fi de tip chimic (cum ar fi PH) sau de tip biologic. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că senzorii independenți, gata să se conecteze la un terminal de uz general, sunt rareori disponibili pe piață.