Kako rade mehanički vodomjeri
Vodomjer na vodovodnoj cijevi ima nekoliko malih kazaljki raspoređenih duž kružnog luka na brojčaniku vodomjera. U sredini je mali crveni trokut. Kada je slavina otvorena i voda teče, mali crveni trokut će se okretati. Što se tiče kazaljki, one se gotovo uopće ne pomiču bez obzira na to da li voda teče ili ne. Na brojčaniku je ispisano i "m3", što znači kubični metri. Naime, jedinica očitanja ovog brojila je kubni metar. Budući da svaki kubni metar vode iznosi točno jednu tonu, očitanje je izravno tona, pa se vodna naknada može lako izračunati prema očitanju (tona) ukupne količine potrošene vode.
Dakle, koji je princip rada vodomjera?
Zapravo, vrlo je jednostavno, jer je školjka vodomjera fiksirana, njegov unutarnji volumen je fiksiran, a voda teče. On pokreće impeler na rotaciju, a svaki put kad se rotor okreće, kroz njega teče stalna količina vode. Stoga, sve dok se broj okretaja rotora akumulira i množi s ovim konstantnim volumenom, može se dobiti ukupna količina vode koja teče.
Princip smo već shvatili, pa pogledajmo pobliže unutrašnjost vodomjera, jer da bi spriječili varanje korisnika, na poklopcu se nalazi olovna plomba koja se ne smije otvarati.
Unutarnja struktura vodomjera može se podijeliti u tri dijela: školjku, rukavac i unutarnju jezgru od vanjske prema unutrašnjoj strani. Školjka je izrađena od lijevanog željeza. Nakon što voda izađe iz otvora za vodu, ona prolazi kroz donji prstenasti prostor školjke, koji se naziva "donja prstenasta komora". Na vrhu ovog prstenastog prostora nalazi se "gornja prstenasta komora" koja komunicira s izlazom vode. Na dnu čahure nalazi se mrežica za filtriranje s malim rupama za filtriranje sitnih stvari u vodi. Na bočnoj strani tuljca nalaze se gornji i donji redovi kružnih rupa. Rupe su postavljene točno nasuprot gornje i donje prstenaste komore kućišta. Očito, donji red je otvor za dovod vode, a gornji red je otvor za odvod vode. Posebno valja napomenuti da su oba reda rupa izbušena dijagonalno tangencijalno na krug, što funkcionira kao što je prikazano na animaciji. Imajte na umu da su smjerovi gornjeg i donjeg reda rupa suprotni. Voda dotječe tangencijalno iz donjeg odvodnog otvora, koji mora formirati rotirajući tok vode, što je vrlo važno za rad vodomjera.
Pogledajmo ponovno unutarnju jezgru. Unutarnja jezgra podijeljena je na gornji, srednji i donji sloj. Ono što vidimo iz staklenog prozora je gornji sloj, sa samo pokazivačima i brojčanicima. Zapravo, ključ je donji sloj. Unutra se nalazi plastični kotač, a na rubu kotača nalazi se mnogo plastičnih lopatica, kao što je prikazano na gornjoj slici (Slika 1), koje se nazivaju "impeler".
Položaj rotora je upravo u rotirajućem toku koji tvori donja rupa kućišta, a protok vode utječe na lopatice oko kotača kako bi se stvorio okretni moment i natjerao rotor da se okreće. Što je veća slavina otvorena, to je brži protok vode, a rotor se brže okreće.
Osovina rotora dopire do srednjeg sloja okomito prema gore, a na osovini se nalazi mali zupčanik koji se koristi za zahvat s "zupčanikom decimalnog broja" kako bi se postigla svrha akumuliranja broja okretaja. Funkcija "zupčanika decimalnog broja" je da se svaki put kad se jednoznamenkasti zupčanik okrene deset puta, deseteroznamenkasti zupčanik okrene jedan krug. Drugim riječima, jednoznamenkasti zupčanik okrene se za jedan okretaj, a deseteroznamenkasti zupčanik za jednu desetinu okretaja. Jednoznamenkasti zupčanik je pokretač, koji pokreće deseteroznamenkasti zupčanik. Zapravo, dva para zupčanika koriste se za svaki stupanj decimale kako bi smjer rotacije bio dosljedan. Jedan par prijenosnih omjera je 9:30, a drugi par je 10:30. Ova dva para spojena su u seriju, a ukupni prijenosni omjer je sljedeći. Umnožak dva, koji iznosi 0,099999, može se aproksimirati na 0,1.
Prema ovom izračunu, ako želite očitati sedam znamenki (čitanje četiri znamenke prije decimalne točke je crna skala, a čitanje tri znamenke nakon decimalne točke je crvena skala), morate koristiti 12 pari zupčanika. Uz neke druge namjene, 18 osovina i 34 zupčanika treba stisnuti u mali prostor u srednjem sloju, što se može smatrati instalacijom visoke gustoće. Neočekivano, u vodomjeru iz slavine ima toliko zupčanika!
Iako smo već zakoračili u 21. stoljeće, ovakav mehanički vodomjer još će nam dugo služiti zbog svoje jednostavnosti i jeftinosti, dugotrajnog korištenja u vlažnom okruženju bez održavanja te činjenice da ne treba napajanje i ne utječe na njegov rad tijekom nestanka struje. Iako se vodomjer elektroničke tehnologije pojavio, trebat će još dosta vremena da se proširi u domove naših običnih ljudi.