Die Wasseraufbereitung und Abwasserreinigung sind essenzielle Prozesse zur Sicherstellung der Wasserversorgung und des Umweltschutzes. Eine der wichtigsten Messgrößen in diesen Systemen ist der Durchfluss, da er direkte Auswirkungen auf die Effizienz und Steuerung der Anlagen hat. Dieser Artikel gibt einen umfassenden Überblick über die Messtechnik zur Durchflussmessung in der Wasseraufbereitung und Klärwerken.
Bedeutung der Durchflussmessung
Die Durchflussmessung ist entscheidend für:
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Die Überwachung des Wasserkreislaufs in Aufbereitungsanlagen
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Die Regulierung von Chemikalienzugaben
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Die Steuerung der Klärbecken und Belüftungssysteme
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Die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben zur Einleitung von Abwasser
Ohne präzise Messsysteme könnten Wasseraufbereitungsanlagen ineffizient arbeiten, was zu erhöhten Kosten und Umweltbelastungen führt.
Messverfahren zur Durchflussmessung
Es gibt verschiedene Messverfahren zur Durchflussmessung, die in Wasseraufbereitungsanlagen und Klärwerken eingesetzt werden. Die Wahl der richtigen Methode hängt von Faktoren wie Medium, Leitungsdurchmesser, Temperatur und Druck ab.
1. Elektromagnetische Durchflussmesser (EMF)
Funktionsprinzip: Elektromagnetische Durchflussmesser nutzen das Faraday'sche Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Sobald eine leitfähige Flüssigkeit durch das Messrohr fließt, wird eine Spannung induziert, die proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist.
Vorteile:
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Hohe Messgenauigkeit
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Keine beweglichen Teile, wodurch Verschleiß minimiert wird
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Geeignet für leitfähige Medien wie Trink- und Abwasser
- Einbau möglich auch bei Null Durchmesser Ein-/Auslass
- EPDM-Auskleidung speziell für Trinkwasseranwendungen, die besondere Zulassungen erfordern
- NBR-Gummi-Innenbeschichtung für alle Wasser- und Abwasseranwendungen
- Erhöhte Genauigkeit bei geringem Durchfluss für Lecksuche
- Geeignet für Erdverlegung und dauerhaftes Eintauchen (IP68) bzw. Installation unter Wasser
- Integrierte Erdungselektroden – keine Erdungsringe erforderlich für viele Anwendungen
- Kurze Lieferzeit
- In Verbindung mit dem Messumformer SITRANS FMT020 bildet er das magnetische Durchflussmesssystem SITRANS FM520: • SENSORPROMTM Technologie ermöglicht das automatische Hochladen von Kalibrierwerten und Einstellungen für eine einfache Inbetriebnahme • Plug & Play - ermöglicht den einfachen Austausch und die Inbetriebnahme des Messumformers im Einsatz in nur wenigen Minuten • Montageflexibilität - kompakter oder getrennter Einbau möglich • Die validierte Kalibrierung gewährleistet eine genaue Durchflussmessung. Jedes Siemens Durchflussmessgerät wird in Einrichtungen kalibriert, die individuell nach ISO/IEC 17025 akkreditiert sind. • Service und Diagnose - Für eine einfache Überprüfung der Leistung vor Ort konzipiert
 Datenblatt
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Bedienungsanleitung
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- Gleichzeitige Messung von Volumendurchfluss, Fließgeschwindigkeit und elektrischer Leitfähigkeit
- Kostengünstige Lösung, rückwärtskompatibel mit älteren Durchflusssensoren (MAG 5100W)
- Großes, drehbares, 14-stelliges Grafikdisplay mit Hintergrundbeleuchtung für optimale Sichtbarkeit in allen Einbaulagen
- Einfache Programmierung und Inbetriebnahme mit Menü und Assistent in 13 Sprachen
- Kompakte oder getrennte Montage mit demselben Gehäuse möglich.
- Erweiterte Diagnosefunktionen wie Leerrohrüberwachung und Geräteselbsttest
- Plug & Play-Module ermöglichen den einfachen Austausch und die Inbetriebnahme des Messumformers im Einsatz in nur wenigen Minuten
- Multifunktionale Ein-/Ausgangskanäle für die Prozesssteuerung
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Bedienungsanleitung
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- Robustes Edelstahldesign
- Mehrere Messungen (Durchfluss und Temperatur) in einem Gerät
- Dosierfunktion mit externem Steuereingang
- Einfache Bedienung im Feld über 4 optische Tasten, funktioniert mit Handschuhen
- Individuelle Ausrichtung des Displays, je nach Anwendung
- Bidirektionale Messung
- Flexibler Einsatz in unterschiedlichen Applikationen wegen zwei individuell konfigurierbaren Ausgängen
- Summen- und Teilmengenvolumenzähler zur Nachverfolgung von Durchflussmengen
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2. Ultraschall-Durchflussmesser
Funktionsprinzip: Ultraschall-Durchflussmesser nutzen Schallwellen zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit. Es gibt zwei Haupttypen:
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Laufzeitdifferenz-Verfahren: Misst die Zeitdifferenz von Ultraschallsignalen mit und gegen die Strömung.
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Doppler-Verfahren: Nutzt die Frequenzverschiebung reflektierter Schallwellen.
Vorteile:
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Berührungslose Messung
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Geeignet für große Rohrdurchmesser
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Ideal für Kläranlagen mit Schwebstoffen im Wasser
- Patentierte breitbandige Continuous-Wave-Technologie
- Gleichzeitige Übertragung auf zwei oder mehr Pfaden
- Kein Druckabfall und keine Verschleißteile
- Eigensichere Konstruktion
- Zugelassen für den eichpflichtigen Verkehr (MID MI-001, OIML R137-1 und -2)
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SITRANS FS290: flexibel, vielseitig, praktisch
- Temporäre Messungen, Check-Metering & Prüfmessungen
- Kompensation von Strömungsstörungen durch die Anomalie-Kompensation
- Hohe Batterielaufzeit, einfacher Akkuwechsel
- Messungenauigkeit von 1 % unter guten Bedingungen
 Datenblatt
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- Hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit – Genauigkeit von 1 % des Durchflusses und Wiederholbarkeit von 0,25 % gemäß ISO 11631
- Hervorragende Nullpunktstabilität – minimaler Bedarf zur Nullpunkteinrichtung
- Erstklassige Benutzerfreundlichkeit – vollgrafisches Display mit einfacher Menüführung, mehreren Einrichtungsassistenten und der Möglichkeit, bis zu 6 anpassbare Parameter auf demselben Bildschirm anzuzeigen
- Einfache Wartung – mit herausnehmbarer SensorFlash®-microSD-Karte und integriertem USB-Serviceport
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Datenblatt
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3. Mechanische Durchflussmesser
Funktionsprinzip: Mechanische Durchflussmesser, wie Flügelrad- oder Turbinenmesser, messen die Strömung durch die Rotation eines mechanischen Elements im Wasserstrom.
Vorteile:
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Kostengünstig
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Einfach zu installieren
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Geeignet für sauberes Wasser
Nachteile:
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Mechanische Teile können verschleißen
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Nicht optimal für schmutziges Abwasser
- Zweikanal-Druckreglergehäuse
- Kann mit zwei CM-Modulen im Einzel-, Auto-Ranging- oder Dual-Modus betrieben werden
- Keine Begrenzung des Druckverhältnisses zwischen Kanälen
- Hohe Flexibilität – geeignet für industrielle wie auch Laboranwendungen
- Höchste Präzision: Messgenauigkeiten bis zu 0,001 % vom Messbereich (FS) für anspruchsvollste Kalibrier- und Prüfaufgaben.
- Messbereich: 25 mbar – 210 bar
- Branchenführende Reglerleistung (Geschwindigkeit, Genauigkeit und Stabilität) für kleine und große Volumina
- Höchste Messgenauigkeit mit minimaler Messunsicherheit (12-Monats-Spezifikation)
- Vollständig überarbeitete Benutzeroberfläche mit größerem Anzeigebereich
- Einfache und intuitive Menüstruktur mit kontextsensitiver Hilfe
- Testbench-Anbindung mit HDMI-Monitorausgang, Maus und Tastatur
- „Drop-in“-Ersatz für PACE5000 mit Rückwärtskompatibilität der Control-Module
- Verbesserte Diagnosetools
- Windows USB-Treiber mit automatischer Installation
- Standardkonforme Kommunikation: GPIB IEEE-488, RS232, SCPI-99, USBTMC, LXI 1.6 Standard (VXI-11 & HiSLIP), NI IVI-C und LabVIEW-zertifizierte Gerätetreiber
| Datenblatt |
| Bedienungsanleitung |
| Kalibrierhandbuch |
- Einkanal-Druckreglergehäuse
- Verwendbar mit jedem austauschbaren PACE CM-Modul
- Ideal für End-of-Line-Tests sowie Labor- und Werkstattumgebungen dank kompakter Bauweise und hoher Regelstabilität
- Höchste Präzision: Messgenauigkeiten bis zu 0,001 % vom Messbereich (FS) für anspruchsvollste Kalibrier- und Prüfaufgaben.
- Messbereich: 25 mbar - 210 bar
- Branchenführende Reglerleistung (Geschwindigkeit, Genauigkeit und Stabilität) für kleine und große Volumina
- Höchste Messgenauigkeit mit minimaler Messunsicherheit (12-Monats-Spezifikation)
- Vollständig überarbeitete Benutzeroberfläche mit größerem Anzeigebereich
- Einfache und intuitive Menüstruktur mit kontextsensitiver Hilfe
- Testbench-Anbindung mit HDMI-Monitorausgang, Maus und Tastatur
- „Drop-in“-Ersatz für PACE5000 mit Rückwärtskompatibilität der Control-Module
- Verbesserte Diagnosetools
- Windows USB-Treiber mit automatischer Installation
- Standardkonforme Kommunikation: GPIB IEEE-488, RS232, SCPI-99, USBTMC, LXI 1.6 Standard (VXI-11 & HiSLIP), NI IVI-C und LabVIEW-zertifizierte Gerätetreiber
| Datenblatt |
| Bedienungsanleitung |
| Kalibrierhandbuch |
- IIoT-fähig mit LPWAN-Übertragung
- Hohe Übertragungsreichweite der Messwerte (bis zu 10 km [6,2 mi]) bei langer Batterielebensdauer (bis zu 10 Jahre)
- Batteriebetriebene oder externe Stromversorgung der Funkübertragung möglich
- Einfache Integration dank mehrerer Funkstandards
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Datenblatt
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Bedienungsanleitung
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Vergleich der Messverfahren
Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die Vor- und Nachteile der wichtigsten Durchflussmessverfahren:
| Messverfahren | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Elektromagnetische Durchflussmesser | Hohe Genauigkeit, keine beweglichen Teile | Nur für leitfähige Medien geeignet |
| Ultraschall-Durchflussmesser | Berührungslos, für große Rohre geeignet | Messgenauigkeit kann durch Luftblasen beeinflusst werden |
| Mechanische Durchflussmesser | Kostengünstig, einfache Installation | Verschleiß von beweglichen Teilen, weniger geeignet für Abwasser |
Einsatzbereiche in der Wasseraufbereitung
Trinkwasseraufbereitung
In der Trinkwasseraufbereitung sind präzise Durchflussmessungen essenziell, um:
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Die Wasserzufuhr zu regulieren
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Die Dosierung von Chemikalien wie Chlor zu optimieren
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Die Effizienz der Filteranlagen zu überwachen
Elektromagnetische Durchflussmesser werden in der Regel bevorzugt, da Trinkwasser eine ausreichende Leitfähigkeit besitzt.
Klärwerke
Klärwerke setzen Durchflussmesssysteme für mehrere Zwecke ein:
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Überwachung des Zuflusses von Abwasser
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Steuerung der Belüftungssysteme
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Kontrolle des gereinigten Wassers vor der Einleitung in Gewässer
Hier sind Ultraschall-Durchflussmesser besonders nützlich, da sie berührungslos messen und keine beweglichen Teile haben, die durch Schwebstoffe im Abwasser blockiert werden könnten.
Zukunft der Durchflussmessung in der Wasseraufbereitung
Die Messtechnik entwickelt sich kontinuierlich weiter. Moderne Durchflussmesssysteme bieten zunehmend:
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Digitale Konnektivität: Integration in IoT-Systeme zur Fernüberwachung
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Automatische Kalibrierung: Reduktion des Wartungsaufwands
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Kombinierte Sensoren: Zusätzliche Parameter wie Temperatur oder Druckmessung
Eine Übersicht über moderne Technologien in der Durchflussmessung zeigt die folgende Tabelle:
| Technologie | Vorteile |
| IoT-fähige Durchflussmesser | Echtzeitdaten und Fernwartung |
| Selbstkalibrierende Sensoren | Reduzierter Wartungsaufwand |
| Multisensorik-Systeme | Zusätzliche Messparameter wie Temperatur und Druck |
Zusammenfassend
Die Durchflussmessung spielt eine zentrale Rolle in der Wasseraufbereitung und Klärwerkstechnik. Unterschiedliche Messverfahren bieten spezifische Vorteile, je nach Einsatzbereich. Die Weiterentwicklung der Messtechnik führt zu noch genaueren und effizienteren Systemen, die zu einer nachhaltigen Wasserversorgung beitragen.