Jednym z bardzo ważnych parametrów hydraulicznych, monitorowanych w sieci wodociągowej jest ciśnienie. Na rynku dostępnych jest bardzo wiele urządzeń do monitorowania ciśnienia w sieci wodociągowej, są to między innymi przetworniki inteligentne, uniwersalne oraz analogowe do pomiaru ciśnienia absolutnego i względnego. Elementem pomiarowym przetwornika ciśnienia może być bezolejowa, pojemnościowa cela ceramiczna lub metalowa, której membrana wykonana jest odpowiednio z materiału ceramicznego, lub metalu. Zmiany ciśnienia medium powodują zmiany odkształcenia membrany, które są przetwarzane w układzie mikroprocesorowym na sygnał elektryczny proporcjonalny do ciśnienia w instalacji [6].

Danfoss MBS 4500
    Przetworniki ciśnienia z możliwością regulacji zera i zakresu MBS 4500 firmy Danfoss. Przetwornik charakteryzuje się bardzo dużą dokładnością i jest przeznaczony do stosowania w instalacjach przemysłowych. Oferuje wiarygodne pomiary ciśnienia, nawet w najcięższych warunkach. Sygnał wyjściowy od 4 do 20 mA, pomiar ciśnienia względnego oraz absolutnego, zakres pomiarowy od 0-1 do 0-600 bar, możliwość regulacji zera oraz zakresu, szeroka oferta przyłączy ciśnienia.

Peltron TPX
    Przetworniki ciśnienia serii TPX firmy Peltron są używane do pomiaru absolutnego (TPXA) i relatywnego (TPXG) ciśnienia płynów i gazów, również chemicznie agresywnych. Podstawowym elementem tego przetwornika jest piezorezystancyjny sensor oddzielony od mierzonego medium membraną ze stali nierdzewnej. Dodatkowy radiator umożliwia mierzenie temperatury do 150⁰C.

CellBOX-H
    Przetwornik ciśnienia CellBOX-H jest mikroprocesorowym urządzeniem i programowalnym rejestratorem przeznaczonym do pomiaru i rejestracji parametrów sieci wodociągowej z możliwością wyświetlania aktualnego stanu wszystkich parametrów. Zapewnia pomiar i rejestrację w czasie rzeczywistym ciśnienia, temperatury oraz dodatkowo: trzech dowolnych wielkości fizycznych przetworzonych na standardowy sygnał elektryczny, stanu trzech wejść dwustanowych. W wersji mobilnej przystosowany jest bezpośrednio do pracy w podziemnych skrzynkach hydrantowych. Po zastosowaniu odpowiednich przyłączy dopasowujących gniazdo przyłączeniowe do gwintu zewnętrznego 2” rejestratora, urządzenie może pracować w innych lokalizacjach poza skrzynką hydrantową. Dla wersji rejestratora wyposażonego opcjonalnie w modem GSM/GPRS, oprócz rejestracji danych lokalnie, możliwa jest automatyczna transmisja wyników pomiarów do dyspozytora.
    Dostępne są trzy wersje tego urządzenia:
CellBOX-H/BOX
    Rejestrator pomiarowy dedykowany do rejestracji parametrów sieci wodociągowej z możliwością jednoczesnego wyświetlania aktualnych danych na wyświetlaczu LCD.
CellBOX-H/Hydrant
    Urządzenie przystosowane bezpośrednio do montażu w podziemnych skrzynkach hydrantowych lub po zastosowaniu odpowiednich przyłączy dopasowujących, urządzenie może pracować w innych lokalizacjach.
CellBOX-HN
    Urządzenie przystosowane do montażu na hydrantach naziemnych lub po zastosowaniu odpowiednich przyłączy dopasowujących, urządzenie może pracować w innych lokalizacjach.
    Urządzenie CellBOX w wersji mobilnej może służyć jako urządzenie do diagnozowania parametrów obszarów sieci podejrzanych o zaistnienie awarii. CellBOX zamontowany na hydrancie mierzy ciśnienie przez określony czas i dzięki rejestracji tych pomiarów można przeprowadzić analizę zmian ciśnienia, która może wstępnie wskazać obszar sieci, w którym należy szukać wycieku

Easytemp TSM187
    Temperatura jako jeden z fizycznych wskaźników jakości wody jest również monitorowana na sieciach wodociągowych, szczególnie w miejscach, gdzie do wody dozowane są chemikalia np. chlor. Do pomiaru temperatury wykorzystuje się termometry oraz przetworniki temperatury. Przykładem urządzenia do pomiaru temperatury, które może zostać wykorzystane do monitorowania sieci wodociągowej, jest termometr kompaktowy Easytemp TSM187 firmy Endress+Hauser. Przeznaczony jest przede wszystkim do pomiaru temperatury w zbiornikach i rurociągach, w których wymagana jest stabilność i krótki czas odpowiedzi pomiarowej.

TurbiMax CUS31
    Kolejnym fizycznym wskaźnikiem jakości wody jest jej mętność. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. (Nr 61, poz. 417) w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (jak i rozporządzenie zmieniające z dnia 20 kwietnia 2010 r. (Nr 72, poz. 466) ustala dopuszczalny zakres mętności wody na poziomie 1 NTU. Przedsiębiorstwo wodociągowe musi zatem bezwzględnie kontrolować wartość mętności wody. Na rynku dostępnych jest obecnie szereg urządzeń, które pozwalają na pomiar mętności zarówno w zbiornikach wodnych, jak i w rurociągach. Jednym z urządzeń do pomiaru mętności wody jest czujnik mętności do wody do spożycia TurbiMax CUS31 firmy Endress+Hauser. Urządzenie wykonuje pomiary, wykorzystując metodę rozproszenia światła pod kątem 90^o. Polega ona na tym, że mętność oznaczana jest na podstawie pomiaru natężenia światła rozproszonego. Emitowana wiązka zostaje rozproszona poprzez cząstki substancji stałych występujących w medium. Rozproszone składowe wiązki światła wykrywane są przez odbiorniki usytuowane pod kątem 90O względem nadajników światła.

ConduMAX CLS21
    Jak już wspomniano, warunkiem poprawnego działania przepływomierza jest przewodność elektryczna cieczy, której przepływ ma zostać zmierzony, dlatego też ten parametr wody znajdującej się w sieci musi być znany. Przewodność elektryczną wody mierzy się głównie na stacjach uzdatniania wody, gdyż w trakcie przesyłu siecią wodociągową praktycznie się nie zmienia. Do pomiaru przewodności używane są urządzenia takiego typu, jak dwuelektrodowa sonda przewodności ConduMAX CLS21 ze złączką kablową lub trwale podłączonym kablem oraz zintegrowanym czujnikiem temperatury.

Orbisint CPS11D/ CPS12D
    Odczyn wody to jeden z podstawowych wskaźników fizykochemicznych wody, który podlega monitorowaniu. Wynika to z faktu, że nieprawidłowy odczyn wody ma niekorzystny wpływ zarówno na zdrowie odbiorców, jak i na stan sieci wodociągowej. Podobnie potencjał redoks świadczy o sposobie oddziaływania wody w stosunku do materiałów, z których zbudowana jest sieć wodociągowa. Urządzeniem stosowanym do pomiaru pH i potencjału redox jest czujnik Orbisint CPS11D (z lewej) CPS12D (z prawej). Jest to inteligentny cyfrowy czujnik pH lub potencjał redox z teflonową diafragmą i wbudowanym czujnikiem temperatury. Czujniki te dają możliwość pomiaru zarówno potencjału redox, jak i odczynu wody w pełnym zakresie, mogą z powodzeniem pracować dla szerokiego zakresu temperatur i przy wysokim ciśnieniu.

Chloromax CCS140/CCS141
    Woda przeznaczona do spożycia przez ludzi wtłaczana do sieci wymaga dezynfekcji za pomocą odpowiednich środków utleniających, takich jak np. chlor lub jego związki. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 kwietnia 2010 r. (Nr 72, poz. 466) w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi ustala dopuszczalne stężenie wolnego chloru w zbiorniku magazynującym wodę w środkach transportu lądowego, powietrznego lub wodnego, które wynosi 0,3-0,5 mg/dm3. Dozowanie zatem odpowiedniego środka utleniającego musi być ściśle kontrolowane i regulowane zgodnie z wymogami danej aplikacji oraz wymaganiami prawnymi. W przypadku zbyt niskiej koncentracji skuteczność dezynfekcji jest wątpliwa. Natomiast zbyt wysoka koncentracja może mieć niekorzystny wpływ na smak, a nawet może zagrażać życiu lub zdrowiu. Urządzeniem służącym do pomiaru ilości środka dezynfekującego w wodzie jest amperometryczny czujnik wolnego chloru Chloromax CCS140/141 z ochroną membrany do montażu w armaturze przepływowej. Czujnik chloru CCS 140 jest przeznaczony do aplikacji pomiarowych w zakresie 0.05 ÷ 20 mg Cl2/dm3.
    Czujnik chloru CCS 141 jest szczególnie odpowiedni do pomiaru w procesie dezynfekcji uzdatnianej wody lub do wykrywania śladowych ilości chloru w zakresie 0.01 ÷ 5 mg Cl2/dm3. Koncentracja aktywnego wolnego chloru może być mierzona w przypadku stosowania następujących środków: NaOCl, Ca(OCl)2, Cl2 oraz chloru uzyskiwanego metodą elektrolizy. Urządzenia do pomiaru chloru w wodzie różnią się zakresem pomiarowym, zakresem temperatur próbki oraz zakresem dopuszczalnego przepływu próbki. Niemniej jednak każde z tych urządzeń może być z powodzeniem wykorzystane do monitorowania sieci wodociągowej.

Trzecia część artykułu będzie zawierać rejestratory do monitorowania ciśnienia i przepływu oraz oprogramowania do zdalnego monitorowania sieci.

Autor: dr inż. Florian Piechurski, Politechnika Śląska

Artykuł został opublikowany w magazynie "Ochrona Środowiska" nr 6/2011

Zobacz wszystkie