Durchflussmessfehler - Strömungsstörungen durch Einbauten, pH Sonden, Rückstau und Rechen

Einbauten, Sonden und Rechen erzeugen einen störenden Rückstau

Idealerweise fliesst das Abwasser gerade auf die Durchflussmessstelle zu. Dadurch wird das Strömungsprofil beruhigt. Einbauten wie pH Sonden und Probenahmeschläuche an der falschen Stelle positioniert erzeugen zusätzlichen Rückstau und Verwirbelungen die das Messsignal signifikant verfälschen können. Wechselnde Rückstausituationen durch Rechen oder durch nach der Durchflussmessstelle einleitende Pumpen zerstören das Strömungsprofil und/oder erhöhen den Wasserspiegel

Problem / Auswirkung

Betroffene Messverfahren

Alle Messverfahren - Vollgefüllter MID nur gering Vollgefüllten MIDs werden nur durch Einbauten vor dem Sensor aber nicht durch Rückstau beeinflusst.

MID

Einbauten die einen senkrecht zum Rohr rotierenden Wirbel verursachen, erzeugen Messfehler. Siehe Durchflussmessfehler - seitliche Zuflüsse stören die Strömung

Rückstau durch zum Beispiel Rechen haben keine Auswirkung auf die Genauigkeit des MID MEsswertes. Bei entstehendem Rückstau geht der Durchflusswert natürlich runter, weil der Rückstau sich auch auf den Füllstand vor dem MID auswirkt.Das Wasser wird praktisch vor dem MID zwischengespeichert. Erst nach Ausgleich der Wasserspiegel kommt der Wert wieder auf den Ursprungsdurchfluss zurück.

Die schnellen Änderungen des Durchflusses zum Beispiel durch eine Rechenreinigung wird vom MID problemlos erfasst.

Venturi

Die Venturi Q/h Kurven sind von einer stabilen Fliessituation abhängig. Da nur die Höhe gemessen wird, werden die restlichen Parameter in der Formel durch Einhaltung fester Grössen als Konstanten bewertet. Zum Beispiel Gefälle, Kanalbreite und Kanalform. Dadurch wird zu jeder Wasserhöhe eine feste Fliesgeschwindigkeit angenommen. Wenn sich die Wasserhöhe durch Rückstau der nicht durch mehr Durchfluss erzeugt wird zusätzlich erhöht, stimmt die Q/h Beziehung nicht mehr. Ein zu hoher Durchflusswert wird angezeigt.

Kanalmäuse

Ältere Kanalmäuse (induktive und Ultraschall Doppler) messen die Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar über dem Sensor. Was sich links, rechts und weiter oben im Kanal tut liegt ausserhalb des Erfassungsbereich des Sensors. Wenn eine Eintaucharmatur vor dem Sensor liegt kann es Wirbel geben, die die Strömungsrichtung auf dem Sensor umkehren bzw. die Srömungsgeschwindigkeit verändern. Der Sensor misst die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit die sich ihm zeigt. Diese hat aber nichts mit der mittleren Strömungsgeschwindigkeit im Kanal zu tun. Wenn der Einbau nach dem Sensor ist und stabil bleibt wird nur die Wasserhöhe beeinflusst. Da aber dann die Flieseschwindigkeit reduziert wird, kann sich der Fehler aufheben. Die Messtelle mit Kanalmäusen muss auf die örtliche Situation einkalibriert werden. Durch die stark verändernden Fliessgeschwindigkeiten und Strömungsprofilverschiebungen, wenn der Rechen freigemacht wurde, ergibt sich eine andere Situation auf die der Sensor nicht kalibriert wurde.

Es gibt neuere Kanalmäuse, die das Strömungsprofil im Kanal erfassen. Dies tun sie in der senkrechten Achse. Horizontale Strömungsverschiebungen werden nicht erkannt. Die Fliesänderungen nach Reinigungsphase des Rechens sind zu schnell. Die neuen Sensoren warten auf einen stabilen Strömungszustand bevor sie einen neuen Durchflussmesswert ausgben. Was zwischen den beiden stabilen Werten passiert wird nicht erfasst.

Bilder zum Problem
Im Zulauf (links) ist ein Probenahmeschlauch eingetaucht. Im Auslauf stört eine eingetauchte pH Sonde. Für die pH Sonde ist es ein idealer Einbauort, weil dort eine starke Strömung herrscht. Der Abfluss aus dem Venturi wird aber gestört,was zu einer Erhöhung des Aufstaus vor dem Venturi führt. Diese Erhöhung wird von der Höhenstandsmessung als mehr Durchfluss interpretiert.
Venturi mit pH Armatur links. Fliessrichtung links nach rechts	An der pH Armatur bleibt gerne Papier hängen.

Problem / Schwierigkeit Kunde ruft an: „Ich habe zuviel Ablauf“. Wieviel ? Über 1.300 m³. In welchem Zeitraum ? Pro Tag. Bei welcher Gesamtmenge ? Ca. 4 Mio m³ / Jahr. Jetzt erst mal umrechnen. 1.300 m³ /Tag = 475.000 / Jahr . Also fast 12%. Venturi darf laut DIN je nach Messbereich zwischen 12 und 20% Messfehler haben. Aber das ist dem Betreiber zuviel. Auf der Anlage bot sich uns dieses Bild. Schaut schön aus. Schöne Halbschale. Gerinne sauber. Venturi richtig eingebaut. Kaum Wirbel vor dem Venturi. Beruhigungsstrecken lang genug. Q/h Kurve stimmte auch mit dem Venturi Typ und der Gerinnebreite überein. Ultraschallmessung auch an der richtigen Stelle. Was war hier los ? Lösung EINBAUTEN im Gerinne müssen weg.	Der Venturi ist 80 cm breit. Durch die pH Sonde die kurz nach der Ultraschall Höhenstandsmessung eintaucht, wird eine „Bugwelle“ erzeugt die bis zur Höhenstandsmessung reicht. Die Höhenstandsmessung misst dadurch ca. 15mm mehr Aufstau. Bei 365 mm Wasserstand wird laut Q/h Kurve ein Durchfluss von 130 l/s angezeigt. Ohne pH Sonde beträgt der Wasserstand 350mm. Dies entspricht 122 l/s. Es werden also ca 6,5 % = 252.000 m3/Jahr zuviel gemessen. 4.099.680 m3/Jahr mit pH Sonde an der „falschen“ Stelle. 3.847.392 m3/Jahr ohne pH Sonde.	Deutlich ist die Bugwelle sichtbar die so gross ist, dass sie bis unter den Ultraschallkegel reicht.