Gasmeters

Wat is het?

Een gasmeter is een toestel om een hoeveelheid gas (bv. aardgas) die door een leiding stroomt, op te meten. Het toestel wordt aangesloten met een enkele schroefaansluiting (‘éénpijps’: coaxiale in- en uitgang, zie Figuur 1) of met twee schroefaansluitingen (‘tweepijps’: in- en uitgang via gescheiden aansluitingen). In gebouwen aangesloten op een openbaar gasnet, wordt een (hoofd)meter op de binnenkomende gasleiding geplaatst en beheerd door de netbeheerder (bv. Fluvius).

Er bestaan verschillende types gasmeters: membraangasmeters, turbinegasmeters, ultrasone gasmeters, etc. Voor toepassing in gebouwen wordt meestal een membraangasmeter gebruikt. In deze tekst wordt daarom enkel ingegaan op dit type gasmeter.

 

Figuur 1: Analoge gasmeter in éénpijps uitvoering.

Figuur 1: Analoge gasmeter in éénpijps uitvoering.

Hoe werkt het?

Een membraangasmeter maakt gebruik van meetkamers die groter en kleiner kunnen worden dankzij een flexibel membraan (ook soms diafragma genoemd). Wanneer er gas door de meter passeert, zullen de meetkamers zich periodiek vullen en legen door het openen en sluiten van kleppen (zie Figuur 2). Dit gaat gepaard met een beweging van het membraan. Deze beweging wordt mechanisch (m.b.v. tandwielen etc.) overgezet naar een roterend mechanisch telwerk (bij een analoge membraangasmeter) en/of gedetecteerd door een ingebouwde sensor (bij een digitale membraangasmeter). De technische specificaties (waaronder bijvoorbeeld de nauwkeurigheid) waaraan membraangasmeters moeten voldoen, zijn vastgelegd in de norm NBN EN 1359:2017 ‘Gasmeters – Membraangasmeters’.

  

Figuur 2: Werkingsprincipe van een membraangasmeter.

Figuur 2: Werkingsprincipe van een membraangasmeter.

 

Digitale uitlezing

De meterstand van zowel analoge membraangasmeters als digitale membraangasmeters kan in digitaal formaat beschikbaar worden gemaakt voor gebruik in slimme toepassingen.

Analoge membraangasmeters

Analoge membraangasmeters met een zichtbaar mechanisch telwerk kunnen uitgelezen worden door het toevoegen van een bepaald type (externe) sensor.

Bij sommige types analoge membraangasmeters (bv. Elster BK-G4) is er net onder of boven de laatste cijfers van het roterende telwerk plaats (zie Figuur 3) voor het toevoegen van een magnetische sensor (bv. een Hall-effect sensor of een Reed schakelaar, zie Figuur 4). Deze sensor kan de rotatie van bv. het laatste element van het telwerk (en het daarmee gepaard gaande gepasseerde volume gas) detecteren dankzij een magneetje dat voorzien is binnenin dit telwerk.

Andere types analoge membraangasmeters zijn voorzien van een klein spiegeltje, meestal op het laatste element van het telwerk (vaak ter hoogte van cijfer 6, zie Figuur 5). Bij deze types meters kan een reflectiesensor gebruikt worden om de rotatie van het element en het daarmee gepaard gaande gepasseerde volume gas te detecteren.

Figuur 3: Plaats voor het toevoegen van een magnetische sensor op een analoge gasmeter.   Figuur 4: Magnetische sensor (Reed schakelaar) voor het uitlezen van een analoge gasmeter.   Figuur 5: Analoge gasmeter met een spiegeltje op het laatste element van het telwerk.

Figuur 3: Plaats voor het toevoegen van een
magnetische sensor op een analoge gasmeter.

 

Figuur 4: Magnetische sensor (Reed schakelaar)
voor het uitlezen van een analoge gasmeter.

 

Figuur 5: Analoge gasmeter met een spiegeltje op het laatste element van het telwerk. 

 

In zeldzame gevallen zal er een roterend gedeeltelijk metalen schijfje aanwezig zijn dat meedraait met het telwerk. De rotatie van dit schijfje en het daarmee gepaard gaande gepasseerde volume gas kan uitgelezen worden met een reflectiesensor of met een inductieve sensor.

Elk van de hierboven vermelde sensoren genereert discrete signalen (pulsen) die overeenkomen met het passeren van een (meestal klein) discreet volume gas (bv. 0.01 m³ = 10 liter, meestal aangegeven op de meter: bv. ‘1 imp = 0.01 m³’). Om het gasverbruik zoals af te lezen op de meter in digitaal formaat ter beschikking te kunnen stellen voor slimme toepassingen, moeten deze discrete volumes correct geregistreerd en opgeteld worden door het systeem dat de output van de sensor capteert en verwerkt (bv. een al dan niet draadloze sensormodule of een systeem voor datacaptatie en -verwerking).

Indien de hierboven vermelde opties om één of andere reden niet mogelijk zijn bij een welbepaalde membraangasmeter, blijft er nog steeds een specifieke mogelijkheid tot digitale uitlezing. Elke analoge membraangasmeter met een zichtbaar mechanisch telwerk kan immers uitgelezen worden m.b.v. een camera-gebaseerde sensormodule (zie Figuur 6). Een dergelijke module registreert (in tegenstelling tot pulssensoren) bij elke uitlezing de volledige meterstand. Het gepasseerde volume gas kan dan berekend worden als het verschil tussen twee opeenvolgende uitlezingen.

 

Figuur 6: Camera-gebaseerde sensor voor het uitlezen van een analoge membraangasmeter. (Bron: Dailybits)

Figuur 6: Camera-gebaseerde sensor voor het uitlezen van een analoge membraangasmeter. (Bron: Dailybits)

 

Sensoren en modules voor analoge membraangasmeters kunnen op verschillende manier in verbinding gebracht worden met een systeem voor datacaptatie en -verwerking. Een eerste optie bestaat erin om de sensor(module) rechtstreeks bekabeld aan te sluiten. Indien dit niet mogelijk is, bijvoorbeeld omdat de gasmeter fysiek te ver verwijderd is van het systeem voor datacaptatie en -verwerking, kan een draadloze module gebruikt worden. Deze (meestal batterij-gebaseerde) module wordt bekabeld aangesloten op de sensor en staat draadloos in verbinding met het systeem. Bij sommige oplossingen (bv. bij camera-gebaseerde sensoren) kunnen de sensor en de module ondergebracht zijn in hetzelfde toestel.

 

Digitale membraangasmeters

Digitale membraangasmeters (zie Figuur 7) werken voor de meting van het gasverbruik op dezelfde manier als analoge membraangasmeters, maar beschikken ingebouwd over een (puls)sensor en een module die de sensoroutput elektronisch registreert en verwerkt. Naast weergave van het de meterstand op een elektronisch display, kan een digitale gasmeter de meterstand meestal ook draadloos  doorsturen m.b.v. een ingebouwde module. Bij Fluvius staat de digitale gasmeter draadloos in verbinding met de digitale elektriciteitsmeter, die de data vervolgens ter beschikking kan stellen aan externe systemen voor gebruik in slimme toepassingen.

 

Figuur 7: Digitale membraangasmeter.

Figuur 7: Digitale membraangasmeter.

Aandachtspunten

Bij het werken met sensoren voor het uitlezen van membraangasmeters zijn er een aantal aandachtspunten.

Een eerste aandachtspunt is de uitleesresolutie. De haalbare meetresolutie van een membraangasmeter zoals weergegeven op het telwerk of het elektronische display is typisch relatief hoog (bv. 1 liter of 0.1 liter). Dit betekent echter niet dat de gebruikte combinatie van sensor(module) en systeem voor digitale uitlezing dezelfde resolutie zal bereiken.

Bekabelde sensoren die rechtstreeks gekoppeld worden met het uitleessysteem, laten in principe een resolutie toe die gelijkaardig is aan deze van de gasmeter zelf.

Wanneer er echter gebruikt gemaakt wordt van draadloze communicatie en batterij-gebaseerde modules, zal de haalbare resolutie lager liggen. Zo zal een draadloze, camera-gebaseerde sensormodule om energie te besparen, de meterstand slechts een beperkt aantal keer per dag capteren. Bij modules die werken met een pulssensor is dit niet mogelijk, gezien elke puls gecapteerd moet worden om een correcte meterstand te kunnen berekenen. Wel kan de module de gecapteerde pulsen lokaal bufferen en het verbruik voor een periode van bijvoorbeeld enkele minuten doorsturen in plaats van ogenblikkelijk de meterstand na elke discrete puls door te geven. Hierdoor zal de uitlezing met een lagere resolutie gebeuren, maar gaat de batterij wel langer mee. Om te weten op welke tijdsperiode de (vertraagd) doorgestuurde data betrekking heeft, wordt een tijdsmarkering toegevoegd aan de data.

Dit is ook de strategie die toegepast wordt bij de digitale gasmeter van Fluvius. Om de levensduur van de ingebouwde batterij te maximaliseren, wordt de meterstand per periode van 5 minuten op discrete momenten doorgestuurd met enkele minuten vertraging.

Voor toepassingen zoals opvolging van energieverbruik en -kosten over grotere tijdsperiodes (bv. dagen of maanden) is een hoge resolutie van minder belang. Voor andere toepassingen, zoals bijvoorbeeld lekdetectie, of monitoring van condensatieketels, kan een voldoende hoge resolutie wel gewenst zijn, bijvoorbeeld om het gasdebiet (l/min of m³/h) te kunnen berekenen uit de ogenblikkelijke verbruiksdata.

Een tweede aandachtspunt is de kostprijs van de benodigde apparatuur voor het uitlezen van de meter. Bij een digitale membraangasmeter moeten er geen extra sensoren toegevoegd worden. Afhankelijk van de toepassing, kan het wel nodig zijn om een kabeltje en/of module te voorzien om het systeem voor uitlezing aan te sluiten op de P1 poort van de digitale elektriciteitsmeter.

Bij een analoge membraangasmeter moet sowieso wel een afzonderlijke sensor en/of module aangekocht worden. Eenvoudige sensoren, zoals Reed schakelaars voor magnetische uitlezing hebben een relatief lage kostprijs (enkele tientallen euro’s). Indien meer elektronica vereist is voor de uitlezing, bijvoorbeeld bij een camera-gebaseerde sensormodule, zal de kostprijs een stuk hoger liggen (grootteorde 100 euro en meer).

Meer informatie