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
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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
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- High accuracy and repeatability – accuracy of 1% of flow rate and repeatability of 0.25% according to ISO 11631
- Exceptional zero stability – minimal need to set a zero point
- Best-in-class user-friendliness – fully graphical display with simple menu navigation, multiple setup wizards and the option to display up to 6 customizable parameters on the same screen
- Easy servicing – includes removable SensorFlash® microSD card and built-in USB service port
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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
- Messbereiche von 700 mbar (10,2 psi) bis 700 bar (10.000 psi)
- Genauigkeit bis ±0,04 % Endwert (FS) nach der Methode der besten Geraden (BSL)
- Edelstahlgehäuse
- Medienberührte Werkstoffe wasserstoffkompatibel
- Frequenzgang bis 3,5 kHz
- Hohe Überdruckfestigkeit
- Zertifizierungen für explosionsgefährdete Bereiche
- Ausgangssignale: mV, mA, Spannung und konfigurierbarer Spannungsausgang
- Vielfältige elektrische Anschlüsse und Druckanschlussoptionen verfügbar
- Betriebstemperaturbereich von –55 bis +125 °C (–67 bis +257 °F)
- Erfüllt die Anforderungen gemäß EC79 und UN ECE R134
| Datenblatt |
| Produktkatalog |
| Zulassung | 1 | 2 | 6/E | 7 | A/F | C | D | G | K | R |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H0 | Y | Y | Y | Y | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| H1 | Y | Y | Y | Y | Y | Y | Y | - | Y | Y |
| H6 | Y | Y | Y | Y | Y | - | Y | - | - | Y |
| HS | Y | Y | Y | Y | Y | - | Y | - | - | Y |
| J1 | Y | Y | Y | Y | Y | Y | Y | - | - | Y |
- Vielfältige Druckbereiche von 25 mbar bis 1400 bar verfügbar
- Ausführungen für Relativdruck, Absolutdruck, Differenzdruck und Barometrie
- Drei Genauigkeitsstufen: Standard (±0,1 % FS), Hoch (±0,05 % FS), Premium (±0,025 % FS)
- Jedes Modul speichert individuelle Kalibrierdaten (Plug-and-Play)
- Automatische Erkennung und Konfiguration durch das Hauptgerät DPI 610E
- Robuste Konstruktion mit medienkompatiblen Materialien wie Edelstahl 316L, Hastelloy C276 und Inconel 625
- Zertifiziert für explosionsgefährdete Bereiche (Optionen für ATEX, IECEx, CSA und weitere)
- Ausführungen mit negativer Kalibrierung verfügbar (Option OP1)
- Flexible Anschlussmöglichkeiten mit G1/8, G1/4, NPT und Schnellkupplungen
- Betriebstemperaturbereich von -10 °C bis +50 °C
- Optionaler Anschluss für externe RTD-Temperaturmessung
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- NLH&R Leistung bis 0,02%
- Druckbereiche von 70 mbar bis 350 bar (1 bis 5.000 psi)
- Messung in Relativdruck, Absolutdruck und Differenzdruck
- 4-20 mA und konfigurierbarer Spannungsausgang
- Gesamtgenauigkeit bis zu 0,1%
- Frequenzantwort bis zu 1 kHz
- 316L Edelstahlkonstruktion
- Betriebstemperaturbereich bis -40 °C bis 125 °C, überlebensfähig von -55 °C bis 150 °C
- ADROIT6000-App für Android™ zum Download im Google Play Store verfügbar
- ADROIT6000-App für Windows™ zum Download verfügbar
- ADROIT6200 Druckanschlussoptionen zum Download verfügbar
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| Datenblatt |
- Diese Verbindung ist bei Differenzdruckbereichen nicht verfügbar.
- Diese Verbindung ist nur bei Druckbereichen zwischen ≥10 bar und ≤350 bar verfügbar.
- Diese Verbindung ist nur bei Druckbereichen bis <10 bar verfügbar.
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.