Gázellátás

Lakossági gázmérők mágneses manipulálásának utólagos kimutathatósága

2012/5. lapszám | VGF&HKL online |  14 838 |

Figylem! Ez a cikk 13 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A lakossági földgázfogyasztás mérésére alkalmazott Gallus 2000 típusú gázmérőkön végzett illetéktelen beavat- kozási kísérletek egyik csoportját az képezi, amikor állandó mágnes segítségével próbálják manipulálni a gázmérő üzemszerű működését. Ilyenkor a cél minden esetben az, hogy egységnyi átáramolt gáz mellett a gázmérő kijelzője a kelleténél kevesebbet mutasson.

Más esetekben a mágneses beavatkozás megtörténte nem feltétlenül illetéktelen gázvételezést jelent. A gázmérőket gyakran az ingatlanok olyan helyén szerelik fel, ahol könnyen elérhető (pl. konyhában, pincében), ezért ilyenkor akár öntudatlanul is elhelyezhetünk olyan tárgyakat a gázmérő közelében, amelyek képesek mágneses nyomokat hagyni a gázmérő acélburkolatában. A különböző eseteket szeretnénk utólag is egyértelműen látni, ezért mágneses remanencia-méréseket végeztünk, hogy pontosabb információt kapjunk a gázmérő mágneses előéletéről.

Eszközök

A Gallus 2000 típusú gázmérők közül a 250 mm csonktávolsággal készült mérőkre koncentráltunk, amelyeken a maximális átáramoltatható gáz-térfogatáram 6 m³/h (1. ábra). Az 1995 előtt gyártott ilyen típusú gázmérők alumíniummembránnal készültek, a továbbiakban pedig már acélmembránt szereltek a gázmérők mérőszerkezetébe (2. ábra). Az állandó mágnes alapvetően erre az alkatrészre gyakorol olyan hatást, amely meghamisítja a mérési eredményt. A membrán a gázmérő alsó részében található, ezért az üzemszerű működés felborításához is az alsó acélburkolatra, pontosabban a számláló alatti részre, vagy ugyanígy a hátoldalon kell elhelyezni a mágnest.

1. ábra. Gallus 2000 típusú gázmérő.

A mágnes a gázmérő erősebben alakított részein nagyobb remanencia-értékeket hagy maga után, azaz sokkal nagyobb értékek mérhetők a sarkokon, éleken (pl. gázmérő csonkjai, számláló körüli rész, középső perem stb.). Ezeken a helyeken a nagyobb remanencia-értékekhez nagyobb szórás is tartozik, ezért nehezebben is különíthető el a gázmérő „mágnesezett” és „nem mágnesezett” állapota. Ebből adódóan a gázmérő olyan területére kell koncentrálni, amely viszonylag sík, valamint sarkoktól és élektől mentes. A gázmérő alsó acélburkolata bizonyul a legmegfelelőbb helynek a mágnesezés utólagos kimutatása szempontjából. Vizsgálataink során szükséges volt szándékosan is elhelyezni állandómágneseket a gázmérőn, ezeket alapvetően a geometriai méreteik és anyagminőségük szerint csoportosítottuk (a későbbiekben csak a sorszámra hivatkozunk): 1. 30 mm magas henger, D = 45 mm. Anyagtípus: N48. 2. téglatest, 20x120x120 mm. Anyagtípus: N45. 3. 4 mm vastag korong, D = 15 mm. Anyagtípus: ferrit. 4. 30 mm magas henger, D = 60 mm. Anyagtípus: N45

Vizsgálati módszer

A gázmérőre helyezett állandómágnes mérési eredményre gyakorolt tényleges hatását a következőképpen vizsgáltuk. Két gázmérőt sorba kötöttünk, amelyből az egyik a referencia, a másik a mérendő gázmérő volt. A gázmérőkön levegőt áramoltattunk keresztül, melynek térfogatárama egy kézi működtetésű szelep segítségével állítható. A mérés során különböző állandómágneseket helyeztünk el a mérendő gázmérőre, majd vizsgáltuk a két gázmérő között tapasztalható eltéréseket.

2. ábra. Gázmérő mérőszerkezetének membránja. 4. ábra. A szeleprendszer forgórészének tengelyirányú elmozdulása.

Mérési eredmények, következtetések

A 3. ábra a kapott eredményeket foglalja össze. Az oszlopdiagram vízszintes tengelyén szereplő 0 azonosító esetében egyik gázmérőn sem volt mágnes. A két gázmérő gyakorlatilag ugyanolyan térfogatáramot mért. A mérendő gázmérőn elhelyezett 1. mágnes a tényleges térfogatáram értékét pozitív irányba tolja el. Ez azt jelenti, hogy a gázmérőn áthaladt gáz térfogata bár ugyanakkora, mint előzőleg, a gázmérő kijelzője mégis több gáz elfogyasztását mutatja.

Az erősebb 4. mágnes esetében erőteljesebben mutatkozik az előzőleg leírt jelenség. Végezetül a 2. mágnes, amely az előzőleg felsorolt mágnesek között a legerősebb, a mért térfogatáramot nullára csökkenti, miközben a tényleges térfogatáram nem változik. Az 1. és a 4. mágnes esetében a mágnes nem képes olyan nagyságú erőt kifejteni a membránra, amely teljesen meggátolná a mozgását. A gázmérő eddig folyamatosan mozgó alkatrészei a növekvő mágneses erő miatt egyre inkább szakaszosabb jellegűvé válnak. Ilyenkor a gázmérő membránjának mozgása megáll, majd amikor elegendően nagy gáznyomás uralkodik a kamrában, egy hirtelen mozgással teker egyet a gázmérő számlálóján. A 2. mágnes esetében a gázmérő szakaszos működése csupán néhány fordulatig áll fenn, ezután a gázmérő számlálójának forgása a leálló membránnak köszönhetően teljesen megáll. A leállás csak úgy mehet végbe, ha a gázmérő szeleprendszerében valamilyen hiba keletkezik, ellenkező esetben nem kellene gáznak átáramolnia. Normál működés közben a beáramló gáz nyomása a 4. a) ábrán látható szelep felső (forgó) részét a helyén tartja, és nem engedi meg annak tengelyirányú, felfelé történő mozgását. Mágnes alkalmazásával gyors nyomáskiegyenlítődések és hirtelen mozgások lépnek fel a gázmérő belsejében. A kamrák között lévő viszonylag nagy nyomáskülönbségek kiegyenlítődésekor nagyobb áramlási sebességek lépnek fel, amelyek képesek elmozdítani a szelepet a helyéről (4. b) ábra). A leállási mechanizmus vizsgálatához és leírásához hozzá tartozott egy olyan gázmérő elkészítése, amelynek hátoldalán egy ablakot alakítottunk ki. 

3. ábra a mérendő gázmérő által mért térfogatáramok eltérése a tényleges értékektől

Az előbb bemutatott vizsgálat után arra a kérdésre szerettünk volna választ kapni, hogy milyen mágneses nyomokat hagy az adott állandómágnes a gázmérő acélburkolatában. Ennek kiderítésére mágneses remanencia- térképeket készítettünk. A gázmérő burkolatának alsó felén négy mérési vonalat jelöltünk ki, amelyek az alsó és a felső burkolat összekapcsolódásával párhuzamosak.

4a. ábra

A mérési vonalak egymástól 2 cm távolságban helyezkednek el, amelyeken 1 cm lépésközönként található egy-egy mérőpont. A gázmérő geometriai méretei így összességében 296 mérőpontot engednek kijelölni. Mérésünket minden esetben a számláló alatti részről indítottuk.

Az 5. ábrán látható remanencia-térkép egy olyan gázmérőről készült, amelyen egyáltalán nem láthatók mágneses nyomok. Ebben az esetben a tipikus remanencia-értékek 0 és ±0,3 mT között találhatók.

Ferrit alapú kis hűtőmágneseket alkalmazva kisebb csúcsok jelennek meg a térképen. A 6. ábrán egy olyan gázmérőről készült mágneses indukció-térkép látható, amelyre előzőleg 4 db hűtőmágnest tettünk (3. mágnes).

A csúcsok grafikonon látható helyzetéből leolvasható, hogy a gázmérő melyik részein voltak elhelyezve a mágnesek.

4b. ábra

Mivel a számláló alatti területről indul a mérés (ezáltal ott is fejeződik be), erről a térképről az is leolvasható, hogy a mágnesek a gázmérő számláló felőli oldalára voltak pakolva. A hátoldalon nem tapasztalhatók elváltozások. Az, hogy az adott csúcs melyik irányba nyúlik (pozitív vagy negatív), a mágnes aktuális pólusától függ.

A mágnes egyszerű megfordításával a csúcsok is egyszerűen megfordulnak. Az 1. mágnes gázmérőről történő levétele után a 7. ábrán látható remanencia-térképet kaptuk. 1 db mágnest alkalmaztunk, amely a számláló alá volt helyezve. A csúcs jelen esetben sokkal határozottabb és nagyobb. Az alakja hasonló, mint az előző hűtőmágnesek esetében. A sátor nagysága az alkalmazott mágnes nagyságára, erejére enged következtetni. Ha ugyanezt a mágnest a gázmérő jobb oldalára helyezzük el, akkor azt tapasztaljuk, hogy a sátor csúcsa magasabb, és maga a sátor valamelyest nagyobb (8. ábra).

5. ábra: Tipikus remanencia-térkép alapállapotban

Ez bármelyik mágnes esetében igaz, vagyis ha a mágnest oldalról távolítjuk el a gázmérőről, akkor nagyobb értékek tapasztalhatók (a gázmérő oldala erősebben alakított terület). A 2. mágnes alkalmazása után a 9. ábrán látható remanencia-térképet kaptuk. A mágnes ebben az esetben olyan nagy, hogy hatással van a gázmérő hátsó felére is. A mágnes a gázmérő számláló alatti területére volt elhelyezve. Az egységes mágneses térképek alapján elmondható, hogy minél nagyobb az alkalmazott állandómágnes mágneses ereje, annál nagyobb nyomot hagy a gázmérő acélburkolatában. Ha a kijelölt mérőpontokban mért mágneses indukció-értékeket összeadjuk, a mágnes nagyságára utaló paramétert kapunk. Ezt a paramétert A betűvel jelöltük, melynek számítása:

 

ahol
A – A paraméter
F_i – i-edik mérőpontban mért mágneses indukció

A 10. ábra a különböző mágneses beavatkozások után számolt A paraméter-értékeket szemlélteti. Látható, hogy minél nagyobb az alkalmazott mágnes ereje, annál nagyobb nyomot is hagy a gázmérő acélburkolatában. A diagramon néhány esetben kétféle értéket különböztetünk meg. Az egyikben a mágnes a gázmérő közepéről, a másikban a gázmérő oldaláról volt eltávolítva. Mivel a gázmérő oldala erősebben alakított, mint a középső részei, ezért itt nagyobb remanencia-értékek mérhetők. Ez lényegesen meglátszik az A paraméter nagyságában is.

6. ábra: Remanencia-térkép 4 db hűtőmágnes (3. mágnes) alkalmazása után

7. ábra: Remanencia-térkép az 1. mágnes alkalmazása után, középen

 Az, hogy egy mágnes honnan volt levéve a gázmérőről, a mágneses indukció-térképek alapján eldönthető. Az eddig bemutatott esetekben a méréseket közvetlenül az állandómágnes eltávolítása után végeztük el. A mágnesek eltávolítása után az anyag mágneses hiszterézis-görbéje szerint alakul a remanencia értéke. A maradó mágnesség az idő múlásával csak kismértékben csökken, ezért hosszabb távú tárolás után is (több hónap, akár év) kimutathatók a mágnesezés nyomai. Fél év eltelte után 10-20%-os remanencia-értékcsökkenés tapasztalható. Fontos megjegyezni, hogy az anyag lemágnesezhető, ezáltal eltüntethetők a mágnes nagyságára utaló nyomok. Mágneses remanencia-térkép készítésével könnyen láthatóvá válnak a mágnesezés nyomai. Információt kapunk arról is, hogy megközelítőleg milyen nagy mágnes volt elhelyezve a gázmérőn. Azonban a mágnesezés időtartamát, továbbá hogy mikor távolították el a gázmérőről a mágnest, nem lehet megmondani csupán remanencia-mérés alapján. A gázmérőkön végzett remanencia-mérések során többnyire olyan gázmérőket alkalmaztunk, amelyek már használva voltak.

8. ábra: Remanencia-térkép az 1. mágnes alkalmazása után, oldalt

9. ábra: Remanencia-térkép a 2. mágnes alkalmazása után

Ezekben az esetekben a konkrét vizsgálat előtt minden alkalommal meggyőződtünk a gázmérő mágneses semlegességéről. Néhány esetben találkoztunk olyan gázmérővel, amelyen már volt mágnes. Két példát kiragadva ezekből, a 11. és a 12. ábra mutat egy-egy remanencia-térképet. A 11. ábrán a hűtőmágnes tipikus esetével állunk szemben, amely a gázmérő elülső oldalán, enyhén jobb oldalt volt elhelyezve. A mágnes gyakorlatilag képtelen bármilyen befolyással lenni a membránra. Ezzel szemben a 12. ábrán olyan remanencia-térkép látható, amelyről a következő mondható el: valamikor, valamennyi időre egy olyan mágnest helyeztek el a gázmérőn, amely jelentős hatást gyakorolhatott a membránra, és meg is állíthatta azt.

10. ábra: Különböző mágneses erővel rendelkező állandó mágnesek alkalmazásával számolt A paraméter értékei

11. ábra: Ismeretlen gázmérő, hűtőmágnes

Amennyiben azt is szeretnénk látni, hogy a gázmérők között kb. mennyi az olyan, amelyen mágnesezési nyomok találhatók, több gázmérő remanencia-mérését kell elvégezni. Ebből a célból 100 db véletlenszerűen kiválasztott, már leszerelt gázmérőt mértünk meg. A méréshez egy adatgyűjtő szoftvert készítettünk. A mérőműszer mérőfejét a gázmérő alsó felének közepén húztuk végig. Az adatgyűjtő fél másodpercenként mért és regisztrált, a mért adatmennyiség a mérőfej kézzel történő húzási sebességének függvénye. A 100 db gázmérő elülső és hátsó oldalát külön mértük. Az eredményeket a 13. ábra szemlélteti, amelyen egyszerre van ábrázolva mind a 200 db mérés. Az esetek döntő többségében a remanencia-értékek 0 és ±0,3 mT között találhatók. 4 db görbén viszont egyértelműen látszik, hogy nem a megszokott trendeket követik. A gázmérőket további vizsgálatoknak nem vetettük alá, azonban az előzők alapján könnyen belátható, hogy ebben a 4 esetben a gázmérőn már volt mágnes. Ebben a mintamennyiségben a gázmérők 4%-a mágnesezett.

12. ábra: Ismeretlen gázmérő, erős mágnes

13. ábra: 200 mérési eredmény, 100 db gázmérő

Összegzés

Összegzésképpen elmondható, hogy a gázmérőkön elhelyezett állandómágnes nagysága utólag kimutatható, azonban a mágnesezés ideje és időtartama nem határozható meg csupán remanencia-mérés alapján. Könnyen előállhat olyan eset, mikor a gázmérőre mágnest tartalmazó tárgyat helyeznek el anélkül, hogy tisztában lennének annak hatásaival. A mágneses remanencia-térképek alapján azonban ezek az esetek elkülöníthetők, és további szakértői vizsgálattal az illetéktelen gázvételezés ténye valószínűsíthető vagy tagadható.

Dobó Zsolt, Palotás Árpád Bence

Köszönetnyilvánítás

A bemutatott kutatómunka a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt részeként az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

Gázszerelés

---