Tasarım sürecinde ön ödemeli bir su sayacı, manyetik saldırılara karşı koruma, ters bağlantı, kurcalama gibi güvenlik mekanizmalarını etkin bir şekilde nasıl uygulayabilir?

Anti-Manyetik Saldırı Koruması için Hassas Mühendislik

Anti-manyetik saldırı yeteneği, su ölçümünün doğruluğunu ve bütünlüğünü sağlamak için çok önemlidir. Manyetik saldırılar, ölçüm cihazının manyetik bağlantı sürücüsüne veya Hall sensörlerine müdahale etmek için harici güçlü mıknatısların kullanılmasını içerir ve ölçümün durmasına veya hatalı olmasına neden olur. Gelişmiş PPM'ler bu tehditlere etkili bir şekilde karşı koymak için çok katmanlı bir yaklaşım kullanır:

1. Manyetik Ekranlama ve İzolasyon Teknolojileri

• Metalik Koruyucu Muhafaza: Permalloy veya yumuşak manyetik alaşımlar gibi yüksek geçirgenliğe sahip malzemeler, hassas algılama elemanları ve manyetik bileşenlerin etrafında koruyucu muhafazalar oluşturmak için kullanılır. Bu kalkan, harici manyetik alanları verimli bir şekilde emer ve yönlendirerek bunların içeri girmesini ve dahili sensörleri etkilemesini önler.

• Manyetik Olmayan Sürücü Yapısı: Kızılötesi veya lazer doğrudan okuma teknolojisi gibi manyetik olmayan bağlantı iletim yöntemlerinin benimsenmesi, harici manyetik parazit yolunu temel olarak ortadan kaldırır. Bu, ölçüm cihazının mekanik hareketini ölçüm elemanlarının sinyal ediniminden ayırır.

2. Manyetik Alan Gücü İzleme ve Uyarı

• Çift Hall Sensör Dizileri: Akış sensörünün yakını gibi kritik konumlara birden fazla Hall sensörü veya manyetorezistif sensör kurulur. Bir set normal akış ölçümü için kullanılırken, diğer bir set ortam manyetik alan şiddetinin izlenmesine ayrılmıştır.

• Eşik Karşılaştırması ve Kilitleme: İzleme sensörü, önceden belirlenmiş bir güvenlik eşiğini (tipik olarak binlerce Gauss) aşan bir manyetik alan gücü tespit ettiğinde, ölçüm cihazının mikro denetleyicisi (MCU) anında bir anti-mıknatıs alarm olayını tetikler. Sistem aşağıdaki eylemleri gerçekleştirir:

  • Dahili kontrol vanasının derhal kapatılması ve su beslemesinin kesilmesi.

  • Ayrıntılı anti-mıknatıs olay kayıtları (oluşma zamanı, süresi ve en yüksek manyetik alan yoğunluğu dahil) ölçüm cihazının hafızasına kaydedilir.

  • Manyetik parazit giderildikten sonra bile sayaç kilitli durumda kalır ve beslemeyi yeniden sağlamak için Head-End Sisteminden (HES) özel bir anahtar veya komut verilmesi gerekir.

Ters Akış Önleyici Ölçüm ve Koruma

Geriye monte edilen veya su akışını kasıtlı olarak tersine çeviren bir sayaç, ölçüm hatalarına veya verilerin tersine dönmesine neden olabilir. Profesyonel PPM tasarımları güvenilir ters akış önleyici mekanizmalar içermelidir:

1. Entegre Mekanik Çek Valf

• Sayacın giriş veya çıkışına geri dönüşsüz bir çek valf entegre edilmiştir. Tamamen mekanik olan bu yapı, suyun yalnızca istenilen yönde akmasını sağlar. Su geriye doğru akmaya çalışırsa çek valf anında kapanır ve ölçüm odasından ters akışı fiziksel olarak engeller.

2. Çift Yönlü Akış Sensörleri

• Gelişmiş ölçüm teknolojilerinden faydalanmak, ultrasonik akış ölçerler doğası gereği çift yönlü algılama yeteneğine sahiptir. Bu sensörler suyun akış yönünü kesin olarak belirleyebilir.

• Sistem akış yönünün normal konfigürasyona aykırı olduğunu tespit ederse:

  • Sayaç, ölçüme devam edecek şekilde yapılandırılabilir (ters kullanımın hala hesaba katılmasını sağlamak).

  • Daha sıkı bir politika ise derhal ters akış alarmını tetikleyip kontrol vanasını kapatarak izinsiz su tüketimini önlemektir.

  • Ters akış olayının zamanı ve süresi olay günlüğüne kaydedilir.

3. Yazılım Mantığı ve Veri Doğrulama

• Mikrokontrolör akış hızı verilerini sürekli olarak izler. Ölçüm elemanı fiziksel olarak ters çevrilmiş olsa bile yazılım mantığı, gerçek akış yönünü belirlemek için sensör sinyallerinin fazını veya sırasını analiz edebilir. Önceden tanımlanmış akış yönüyle tutarlı olmayan herhangi bir sinyal, bir anormallik olarak işaretlenir ve güvenlik kilidi tetiklenir.

Kurcalamaya Karşı Koruma ve Fiziksel İzinsiz Giriş Mekanizmaları

Kurcalamaya karşı koruma mekanizmaları, kullanıcıların sayaç kasasını yasadışı bir şekilde açmasını, dahili devreleri değiştirmesini veya ölçüm bileşenlerini kurcalamasını önleyecek ve böylece cihazın bütünlüğünü sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.

1. Muhafaza Sızdırmazlığı ve Güvenlik Vidaları

• Tek Kullanımlık Mühürler veya Geçersiz Çıkartmalar: Sayaç kasasındaki tüm bağlantı noktaları, vida delikleri ve pil bölmesi kapakları tek kullanımlık mühürler, kurcalamaya dayanıklı kurşun mühürler veya yüksek yapışkanlı geçersiz çıkartmalarla mühürlenmiştir. Herhangi bir fiziksel sökme girişimi mührün kırılmasına neden olur ve geride açık bir kanıt kalır.

• Özel Güvenlik Vidaları: Torx'ta pim veya tek yönlü sıkma türleri gibi özel olarak tasarlanmış vidaların kullanılması. Bu vidaların sökülmesi için özel aletler gerekir, bu da yetkisiz sökme işleminin zorluğunu önemli ölçüde artırır.

2. Kapak Açılma Tespiti

• Işığa Duyarlı veya Mikro Anahtarlar: Mikro anahtarlar veya fotodirençler, sayacın üst kapağı ile alt kasası arasındaki bağlantı yüzeyinin içine stratejik olarak yerleştirilir.

• Üst kapak kaldırıldığında veya çıkarıldığında, mikro anahtarın durumu değişir veya ışık yoğunluğu değişir ve mikro denetleyicinin açık kapak izinsiz giriş olayını anında algılaması sağlanır.

  • Sistem, kapağın açılması olayını anında kaydeder ve sayacı kilitler.

  • Bir teknisyen yerinde inceleme gerçekleştirene ve özel bir alet veya anahtar kullanarak alarmı temizleyene kadar vana kapalıdır.

3. Bağımsız Pil Bölmesi ve Şifreli Koruma

• Yalıtılmış Pil Odası: Pil bölmesi, ana ölçüm ve kontrol devresinden izole edilmiş, bağımsız bir bölme olarak tasarlanmıştır. Bu, pili değiştirirken bile çekirdek devre kartına erişimi engeller.

• Güç Kaybında Veri Koruması: Ferroelektrik Rastgele Erişim Belleğinin (FRAM) veya EEPROM kalıcı depolama teknolojilerinin kullanılması, tüm kritik verilerin (denge, kümülatif kullanım ve olay günlükleri gibi) herhangi bir güç kaybı veya fiziksel imha girişimi sırasında kalıcı olarak saklanmasını sağlayarak verilerin temizlenmesini önler.

Entegre Güvenlik Yönetimi ve Veri Denetimi

Yukarıda ayrıntıları verilen tüm fiziksel güvenlik mekanizmaları, ölçüm cihazının dahili Olay Kayıt Sistemiyle karmaşık bir şekilde bağlantılıdır. Herhangi bir anormal işlem (manyetik saldırı, ters akış, kapak açılması, düşük pil vb.) kesin olarak kaydedilir ve bir sonraki iletişim döngüsü sırasında tesisin Head-End Sistemine (HES) iletilmesi beklenir. Bu kapsamlı veri denetleme yeteneği, PPM güvenlik stratejisinin hayati bir bileşenidir ve daha sonraki teşhisler ve yasal başvurular için reddedilemez kanıtlar sağlar.