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16.02.2011 (Bild: Volumetrische Messung mit einem Kippzähler [Bonfi87]) Für die Bestimmung sehr kleiner Volumenströme, für den kurzzeitigen Einsatz oder zur Kalibrierung anderer Meßeinrichtungen können volumetrische Verfahren verwendet werden. Dabei werden gleichzeitig das Volumen (über kalibrierte Behälter) und die Zeit gemessen. Um den Vorgang für Langzeitmessungen zu automatisieren, werden häufig Kippzähler eingesetzt (Bild 4.4.1.5.1.2) . Der zweikammerige … |
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16.02.2011 v/A Verfahren |
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(Bild: Geschwindigkeitsverteilung im teilgefüllten Kreisrohr [Valen94])
Für ein bis zwei Drittel gefüllte Kreisrohre ist bekannt, daß die für die Berechnung des Volumenstroms gesuchte mittlere Fließgeschwindigkeit vm in einem konstanten Verhältnis zu der meßbaren maximalen Geschwindigkeit vmax steht. Dieser Faktor k beträgt unter idealen Bedingungen 0,82 [Valen89] , unter Realbedingungen, die durch die eingesetzten, im Praxisbereich relativ großen … |
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(Bild: Querprofil eines Abwassersammlers der Stadt Frankfurt [Kölli95])
SIMK-Verfahren = Simulation des Skalierungsfaktors k Mit einem numerischen Strömungsmodell, das an der TU München entwickelt wurde [Kölli95] , ist es jetzt möglich, für nahezu beliebige Gerinnequerschnitte (auch natürliche) und eine große Bandbreite an Füllständen den k-Faktor zu bestimmen, mit dem die in einer Einpunktmessung ermittelte Maximalgeschwindigkeit multipliziert … |
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(Bild: Prinzip der Netzmessung [VDIVDE2640])
Eine weitere Meßmethode, die ohne Querschnittseinengung auskommt, ist die Netzmessung. Bei diesem Verfahren werden ebenfalls zwei Größen zur Bestimmung des Volumenstroms benötigt: zum einen die Fließtiefe, über die die durchflossene Fläche berechnet wird, zum anderen die mittlere Fließgeschwindigkeit im Gerinne. Zur Ermittlung des Geschwindigkeitsprofils werden innerhalb eines hydraulisch angepaßten … |
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16.02.2011 Die Ermittlung des Abflusses mit Verdünnungs- oder Tracerverfahren basiert auf einer Konzentrationsmessung eines Markierungsstoffs. Dem Abwasser wird oberhalb der Meßstelle ein Tracer (Markierungsstoff) bekannter Konzentration in konstanter Dosierung zugegeben. Nach Durchlaufen einer Durchmischungsstrecke wird im Meßquerschnitt seine Verdünnung bestimmt. Es gilt die Kontinuitätsgleichung QTracer · CTracer = Q · a Tracermit: QTracer = konstante Zugabemenge … |
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Die im folgenden beschriebenen Meßverfahren unterscheiden sich zu den in den vorhergehenden Abschnitten dargestellten Methoden in zweierlei Hinsicht. Zum einen werden hier immer Einbauten in das Gerinneprofil nötig, die die hydraulische Leistungsfähigkeit des Kanalabschnitts zum Teil erheblich vermindern und damit Rückstau erzeugen können. Diese Verfahren können daher nicht bei allen Problemstellungen eingesetzt werden. Neben diesem eher praktischen … |
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16.02.2011
Bei hydraulischen Meßverfahren mit Querschnittseinengung wird durch Einbauten wie Meßwehren oder Venturi-Strecken ein Fließwechsel vom Strömen zum Schießen erzwungen. Die Fließtiefe im Zulauf des Meßquerschnitts steht durch den Fließwechsel in einer eindeutigen Beziehung zur Abflußmenge [Preis92] [Hager95] . Die Bestimmung des Volumenstroms … |
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16.02.2011
Wenn andere als die im vorangegangenen Abschnitt beschriebenen hydraulischen Meßverfahren eingesetzt werden sollen, muß außer der Fließhöhe h die mittlere Strömungsgeschwindigkeit im Querschnitt entweder näherungsweise oder mit erheblichem Meß- und Rechenaufwand aus einer oder mehreren lokalen Fließgeschwindigkeiten … |
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Um die für die vorab beschriebenen Verfahren benötigten Meßgrößen aufnehmen zu können, werden verschiedene Meßwertaufnehmer bzw. Meßgeräte benötigt. Diese sollten nach DIN 19559-1 [DIN19559-1] , "robust und wartungsarm" sein und "ohne zusätzliche Beeinträchtigung des Fließquerschnittes mit hoher Langzeitkonstanz, unbeeinflußt von extremen Umweltbedingungen, mit guter Genauigkeit in einem relativ großen Meßbereich" messen [DIN19559-1] . Die hier … |
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Bei den meisten Meßverfahren im offenen Gerinne wird als eine oder auch als ausschließliche Meßgröße die Fließtiefe h benötigt. Die hierfür notwendigen Meßwertaufnehmer lassen sich in zwei große Gruppen teilen: Sensoren, die sich im Medium befinden und Meßwertaufnehmer, die die Fließtiefe berührungslos aufnehmen. In einigen Grenzfällen (Fremdwassermessung) können keine berührenden Sensoren eingesetzt werden, weil die Aufnehmer durch ihre im Vergleich … |
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Im Abwasserbereich werden zur Fließtiefenmessung mit berührenden Meßwertaufnehmern hauptsächlich direkt oder indirekt wirkende Drucksensoren eingesetzt. Bei der unmittelbaren Druckmessung wird eine Druckmeßdose an der Gerinnesohle eingebaut, die den hydrostatischen Wasserdruck als zur Fließtiefe proportionale Größe aufnimmt. Sensoren, die nach dem Einperlverfahren arbeiten, messen den hydrostatischen Wasserdruck, indem sie in einer bis zum Meßort (… |
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Der Standard-Meßwertaufnehmer zur berührungslosen Fließtiefenmessung ist das Ultraschall-Echolot. Das Meßprinzip basiert auf der Reflexion gepulster Ultraschallsignale von der Wasseroberfläche (Bild 4.4.2.1.2) . Abhängig von der Fließtiefe benötigen die Signale unterschiedliche Zeiten, bis sie von dem Echolot wieder empfangen werden können. Diese Laufzeit ist umgekehrt proportional zur Fließtiefe im Gerinne. Jedes Ultraschall-Echolot muß in einem … |
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Die Fließgeschwindigkeitsmessung kann sich auf die
Geschwindigkeit einer Strömung beziehen. |
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16.02.2011 (Bild: Schema eines magnetisch-induktiven Durchflußsensors [Hager95]) MID-Meßwertaufnehmer beruhen auf der elektrischen Leitfähigkeit des Abwassers. Grundlage des Meßprinzips ist das Faraday´sche Induktionsgesetz: in einem Leiter, der senkrecht zu den Feldlinien eines magnetischen Wechselfeldes angeordnet ist, wird eine Spannung induziert. Der gleiche Effekt tritt auf, wenn der Leiter (in diesem Fall der Abwasserstrom) durch ein statisches Magnetfeld … |
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Zur Messung lokaler Geschwindigkeiten hat sich in erster Linie der Einsatz von
bewährt. |
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Mechanische Meßflügel (Bild 4.4.2.2.2.1) (Bild 4.4.2.2.2.1) sind feinmechanische Präzisionskonstruktionen mit reibungsarm gelagerten Flügelschaufeln, deren Umdrehungsgeschwindigkeit direkt linear proportional der mittleren Strömungsgeschwindigkeit in der erfaßten Stromröhre sind. Die Flügelschaufeln lösen bei jeder vollständigen Umdrehung einen Meßimpuls aus, der über ein mechanisches oder elektronisches Zählgerät erfaßt wird und zusammen mit dem … |
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(Bild: MID-Geschwindigkeitssensor zur Messung von lokalen Strömungsgeschwindigkeiten) Magnetisch-induktive Geschwindigkeitssensoren können bei entsprechender konstruktiver Auslegung auch dazu verwendet werden, quasi-punktuelle Geschwindigkeiten in einem Strömungsquerschnitt zu messen (Bild 4.4.2.2.2.2) , d.h. sie stellen eine Art "MID-Meßflügel" dar. Das magnetische Feld wird durch eine nur an der Stirnfläche des Meßwertaufnehmers offene Magnetspule … |
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Die Messung der Maximalgeschwindigkeit in einem Strömungsprofil stellt einen Spezialfall der Messung lokaler Geschwindigkeiten dar. Die hierfür konstruierten Sensoren und Meßgeräte nehmen dem Benutzer bei korrekter Installation und Kalibrierung bzw. Justierung die Aufgabe ab, den Bereich maximaler Geschwindigkeit im Gerinne zu suchen (Abschnitt 4.4.1.5) . |
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(Bild: Meßprinzip eines Ultraschall-Doppler-Meßsensors)
Sensoren und Meßgeräte, die die maximale Geschwindigkeit in einem Strömungsprofil detektieren sollen, arbeiten im Abwasser gewöhnlich nach dem Ultraschall-Dopplerprinzip. Doppler-Messungen beruhen auf der Reflexion an Festpartikeln in der Strömung, die im Abwasser immer vorhanden sind. Der Sensor durchschallt den Querschnitt in einem Winkel β (Bild 4.4.2.2.3.1) nach oben. Durch die Eigenbewegung … |
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(Bild: Strömungsgünstig geformter Aufnehmer mit kombinierter Fließtiefen- und Fließgeschwindigkeitssonde)
Immer häufiger werden für Messungen des Volumenstroms Geräte mit in einem Aufnehmergehäuse kombinierten Fließtiefen- und Geschwindigkeitssensoren eingesetzt. Dieser Trend reflektiert den Wunsch der Anwender nach kompakten und einfach zu installierenden Meßsystemen, die ohne querschnittseinengende Einbauten auskommen. Meß- und Auswertungsverfahren … |
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Meßgeräte mit kombinierten Aufnehmern für Fließtiefen- und Geschwindigkeitsmessung Zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit sind in die Aufnehmer entweder magnetisch-induktive (MID-) oder Ultraschall-Doppler-Sensoren eingebaut. Beide messen nicht direkt die für die Berechnung des Volumenstroms notwendige mittlere Fließgeschwindigkeit, sondern jeweils eine lokale Punktgeschwindigkeit. Der MID-Sensor mißt eine lokale Geschwindigkeit in einer eng begrenzten Stromröhre oberhalb des kombinierten Aufnehmers, der Ultraschall-Doppler-… |
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16.02.2011 Instandhaltung von Kanalisationen Meßgeräte mit kombinierten Aufnehmern für Fließtiefen- und Geschwindigkeitsmessung (Bild: Bestimmung des Strömungsprofils mit dem Puls-Doppler-Verfahren) Die im vorangegangenen Abschnitt beschriebenen Meßgeräte können mit ihren Geschwindigkeitssensoren nur eine lokale Geschwindigkeit im Profil aufnehmen. Die mittlere Geschwindigkeit wird, basierend auf Annahmen über die Ausbildung des Geschwindigkeitsprofils, über teilweise empirische Beziehungen errechnet. Neu auf den Markt gekommene Meßgeräte, die ähnlich der Ultraschall-Doppler-… |
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Die umweltrelevanten Untersuchungen nach DIN EN 752-5 [DINEN752-5:1997] sind beim Fehlen entsprechender Unterlagen bezüglich betrieblichen Schmutzwassers, der Wasserdichtheit, der Beschaffenheit des Vorfluters sowie anderer Auswirkungen auf die Umwelt durchzuführen. "Die Einleitungsstellen betrieblichen Schmutzwassers sind zu erfassen und bzgl. ihrer Art, Beschaffenheit, Menge und ihres Gefährdungspotentials für die Umwelt zu prüfen. Die Beschaffenheit … |
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