Durchflussmessfehler - seitliche Zuflüsse stören die Strömung

Strömungseinflüsse durch seitliche Zuflüsse

Idealerweise fliesst das Abwasser gerade auf die Durchflussmessstelle zu. Dadurch wird das Strömungsprofil beruhigt. Häufig sind aber weitere Einleiter am Kanal angeschlossen. Wenn dieser Einleiter jetzt nicht in einem kontsanten Verhältnis zum Hauptstrom fliesst kommt es je nach Durchflussmenge zu unterschiedlichen Strömungsprofilen.

Problem / Auswirkung

Betroffene Messverfahren

Alle Messverfahren Die Auswirkungen sind sehr stark vom verwendeten Messverfahren abhängig. Je nachdem wie und in welchem Winkel und in welcher Stärke die seitliche Strömung in den Hauptkanal einfliesst kommt es zu Störungen an den Messsensoren.

MID:

Ältere MIDs messen die mittlere Fliessgeschwindigkeit in einem begrenzten Bereich. Strömungsprofilverschiebungen werden nicht erkannt. Da die Berechnungsgrundlage mittlere Fliesgeschwindigkeit x durchflossene Fläche ist der Messfehler abhängig von der stärke der Strömungsprofilverzerrung und damit nicht stabil.

Die neueren und höherwertigen MIDs erfassen das Strömungsprofil im gesamten Messrohr. Dabei werden die Strömungsprofilverschiebungen kompensiert. Es gibt aber Anströmungssituationen die einen rotierenden Wirbel erzeugen. Dieser Wirbel erzeugt eine zusätzliche Induktion im MID und damit wird zuviel gemessen. Diese Wirbel lösen sich sehr schwer auf. Da können auch Beruhigungsstrecken von 20xD und mehr, die weit über den Herstellerempfehlungen (meist 5xD vor dem MID) liegen, unwirksam sein.

Ultraschall Laufzeit mit Clamp on

Es wird die mittlere Fliessgeschwindigkeit in einer Ebene gemessen. Andere Strömungsgeschwindigkeiten die ausserhalb dieser Ebene durch den seitlichen Zufluss verändert werden können nicht erkannt werden. Da die Berechnungsgrundlage mittlere Fliesgeschwindigkeit x durchflossene Fläche ist der Messfehler abhängig von der stärke der Strömungsprofilverzerrung und damit nicht stabil.

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 durch seitliche Strömungen Geschwindigkeitsunterschiede bis in den Venturi fortpflanzen sind diese angenommenen Konstanten nicht mehr richtig. Der Messfehler kann negativ und positiv sein. Der Fehler ist meist nicht mehr reproduzierbar.

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 ein Wirbel direkt über dem Sensor liegt kann es sein, dass die Strömungsrichtung auf dem Sensor umgekehrt ist und ein Rückwärtsfluss gemessen wird. Der Sensor misst die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit die sich ihm zeigt. Diese hat aber nichts mit der mittleren Strömungsgeschwindigkeit im Kanal zu tun.

Es gibt neuere Kanalmäuse die das Strömungsprofil im Kanal erfassen. Dies tun sie in der senkrechten Achse. Seitliche Strömungsverzerrungen werden trotzdem nicht gemessen.

Bilder zum Problem
Strömungsprofilfilm mit der Maus	Strömungsprofilverzerrung Venturi Enkenstein	Strömungsprofilverschleppungen Münster	Nivus Film
Messwertspitzen bei Rückfluss am Kanalmaussensor

Weitere Infos

Siehe Schulungsthemen

Aufgabe: Auswirkung von Verwirbelungen auf Messung mit Kanalmaus

Aufgabe: Auswirkung von Verwirbelungen auf Messung mit Venturi

Aufgabe: Auswirkung von Verwirbelungen auf Messung mit MID