Vroegtijdige lekdetectie

Dankzij druksensoren van Keller

Waar druksensoren voor te gebruiken zijn, hoeven we u eigenlijk niet te vertellen. Toch focussen we deze keer op een hele fraaie toepassing waarbij sensoren van Keller verwerkt zijn in een IoT-applicatie die in de bouwwereld heel veel geld kan besparen.

Heel vaak lees je dat er tijdens de bouw er iets mis is gegaan en een weekend lang een waterleiding heeft gelekt. Resultaat een complete bouwplaats onder water, muren en vloeren die doorweekt zijn geraakt, een schade van duizenden euro’s, maar vooral een drastische vertraging van de bouw. Oorzaken zijn vaak divers, maar veelal komt het neer op installatiefouten of componenten die defect zijn. Tijdens de bouw komen deze problemen naar boven, maar het is niet handig als een lekkage die op vrijdagavond ontstaat pas maandagmorgen ontdekt wordt. De schade kan dan enorm zijn.
Conventionele methoden zoals handmatige druktesten of selectieve visuele inspecties lopen al snel tegen hun grenzen aan. Dat zijn immers momentopnames. De installatie kan bij zo’n test helemaal goed zijn. Dit biedt echter geen garantie dat ook alles betrouwbaar is. Wat ontbreekt is continue, intelligente monitoring.

Digitale oplossing

De digitale lekdetectie van AWOSSA biedt een krachtige en autonome oplossing voor de bouwsector. Het systeem herkent lekkages in een vroeg stadium, waarschuwt de gebruiker automatisch en helpt zo kostbare schade te voorkomen voordat deze ontstaat.

Zoals in afbeelding 1 te zien is, gaat het om een apparaat dat ergens in de CV-installatie of waterleiding geplaatst wordt. In de unit zit naast de druksensor alle elektronica om de sensor uit te lezen, de data te beoordelen en als het nodig is draadloos via een IoT-netwerk een bericht te sturen naar o.a. de cloud. Hij registreert dus permanent de druk in de installatie, meet de temperatuur en evalueert de meetresultaten. Wordt er een grenswaarde overschreden, dan meldt hij dat automatisch via een mail of SMS. Voor configuratie is in de software een intuïtieve webinterface gebouwd die ook te gebruiken is voor data-analyse (afbeelding 2).

Door de gebruikte sensor is het apparaat in staat om zelfs de kleinste afwijkingen in druk of temperatuur betrouwbaar te detecteren en de verantwoordelijke personen worden direct op de hoogte gebracht. De geïntegreerde batterij zorgt daarbij voor een autonome werking. Na activering start het systeem automatisch met de monitoring. Alle geregistreerde gegevens worden met behulp van “Secure MQTT” gecodeerd naar de AWOSSA-cloud verzonden. Daar worden ze opgeslagen en grafisch gevisualiseerd. Grenswaarden kunnen via de webinterface eenvoudig en individueel worden gedefinieerd en aangepast.

De sensor

AWOSSA maakt gebruik van een speciaal ontwikkelde oplossing van Keller voor druk- en temperatuurmeting. Het gaat hier om de 23SD-serie. Deze piezoresistive OEM druk transmitters met I²C Interface en embedded signal conditioning zijn voor AWOSSA op maat aangepast. De basis is de beproefde 9LD-druktransmittercapsule met chip-in-olie-technologie. De elektronica bevindt zich direct naast de drukchip op de glasdoorvoer (afbeelding 3). Deze elektronica bestaat uit de benodigde onderdelen voor signal conditioning en een microcontroller met ingebouwde ADC. Deze verwerkt de analoge meetwaarde van de druk- en temperatuursensoren om ze na bewerking en kalibratie via I²C naar buiten te sturen (afbeelding 4). Dankzij de I²C-interface kan de 23SD naadloos en ruimtebesparend worden geïntegreerd in de AWOSSA-elektronica.

Naast de intelligentie en de daaraan gekoppelde nauwkeurigheid van de sensor zijn het de volledig gelaste schroefdraad en de robuuste constructie die maken dat deze sensor ideaal is voor de applicatie van AWOSSA. Het geheel is dan ook geschikt voor intensief dagelijks gebruik op bouwplaatsen.

Voordelen van de 23SD

Belangrijk voor de hier genoemde applicatie is het stroomverbruik. De lekdetector werkt immers draadloos op batterijen en moet liefst zo lang mogelijk op één batterij kunnen werken. Met een stroomverbruik van 1,5 mA tijdens conversie en 100 nA in de idle mode lijkt het stroomverbruik aan de hoge kant. Bedenk echter dat de elektronica slechts 6…8 ms nodig heeft voor een conversie. Deze snelheid en slimme software maken dat batterijvoeding geen probleem hoeft te zijn.

Naast het minimaal stroomverbruik zijn de hoge meetnauwkeurigheid, het ontbreken van hysterese en de uitstekende stabiliteit op lange termijn factoren die deze sensor uniek maken. Daar komt bij dat door de mechanische constructie in de volledig gelaste behuizing de EMC-eigenschappen meer dan fraai zijn. Veldsterktes tot 250 V/m en frequenties tot 6 GHz beïnvloeden de meting niet.

Op maat gemaakt

Door de flexibiliteit die Keller biedt, kan de sensor redelijk op maat voor u geproduceerd worden. AWOSSA heeft hier slim gebruik van gemaakt waardoor zij een uniek product op de markt hebben kunnen zetten.