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
- Einfache, automatisierte Verifikation
- Autark, Versorgung über Batterie
- Funktionsprüfung des Messgerätes, ohne den Durchfluss zu unterbrechen
- Keine zusätzlichen Kosten für Ein- und Ausbau
 Datenblatt
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- Keine Störung des Durchflusses durch geringe Einstecktiefe
- Für Rohrdurchmesser von bis zu 2.000 mm
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Datenblatt
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Bedienungsanleitung
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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
- Messung zweier unabhängiger Ströme
- Messung von Narrow-Band High-Speed-Bursts (NBHS)
- Innovatives HMI (Human-Machine Interface) mit Touch- und Gestensteuerung
- Integrierter Datenlogger mit hoher Kapazität
- Eingebettete “WIKA WebApp“-Konfiguration (keine externe Software erforderlich)
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Datenblatt
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- 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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Datenblatt
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Bedienungsanleitung
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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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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
- Berührungslose Ultraschall-Durchflussmessung ohne Eingriff in die Rohrleitung
- Geeignet für Druckluft, Stickstoff und weitere Gase auf Anfrage
- Rohraußendurchmesser von 25 bis 90 mm, größere Durchmesser auf Anfrage
- Für Stahl-, Edelstahl- und Aluminiumrohre mit Wanddicken von 1,5 bis 5,0 mm
- Messbereich: 0,08 bis 20 m/s bzw. 0,08 bis 25 m/s, je nach Ausführung
- Messgenauigkeit: ±1,5 % vom Messwert ±0,3 % vom Endwert
- Einsetzbar ab 3 bar Überdruck, auch für Hochdruckleitungen geeignet
- Kein zusätzlicher Druckverlust und keine Betriebsunterbrechung
- Schnelle Montage ohne Ultraschallgel oder aufwendige Einmessarbeiten
- Integrierte Berechnung des Normvolumenstroms in Nm³/h nach ISO 1217 oder DIN 1343
- Touchscreen, integrierter Verbrauchszähler und 50-MB-Datenlogger
- 4–20 mA sowie Modbus RTU, IO-Link, Modbus TCP oder M-Bus je nach Ausführung
- Bluetooth-Kommunikation über die SensorApp
- Schutzart IP65, Versorgungsspannung 18–36 V DC
- Ideal für Energieaudits, Druckluftverbrauchsanalysen und dauerhafte Überwachung
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Der Druck UNIK5000F ist ein hochpräziser Drucksensor, der speziell für sicherheitskritische Anwendungen mit Sauerstoff und sauerstoffangereicherten Medien entwickelt wurde. Basierend auf der bewährten UNIK5000-Plattform kombiniert er sauerstoffverträgliche medienberührte Werkstoffe, eine spezielle Halocarbon-Füllflüssigkeit und moderne piezoresistive Sensortechnologie für zuverlässige Druckmessungen.
Mit Messbereichen bis 350 bar, einer Genauigkeit bis ±0,04 % FS und einer typischen Langzeitstabilität von ±0,05 % FS pro Jahr eignet sich der UNIK5000F insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, Flüssigsauerstoffsysteme, Sauerstofferzeugungsanlagen und industrielle Gasversorgungssysteme.
- Druckmessbereiche bis 350 bar
- Absolutdruck- und Sealed-Gauge-Ausführungen
- Hohe Messgenauigkeit bis ±0,04 % FS
- Typische Langzeitstabilität ±0,05 % FS/Jahr
- Frequenzgang bis 3,5 kHz
- Temperaturkompensationsoptionen von -40 bis +80 °C
- Sauerstoffverträgliche medienberührte Werkstoffe
- Speziell für Sauerstoffanwendungen ausgewählte Halocarbon-Füllflüssigkeit
- Reinigbare medienberührte Bereiche ohne ausgeprägte Partikelfallen und scharfe Ecken
- Kalibrierung ausschließlich mit trockenem Gas oder deionisiertem/reinem Wasser, ohne Öl
- Für kundenspezifische Sauerstoff-Reinigungsverfahren geeignet
- Ideal für Luft- und Raumfahrt, Sauerstoffversorgung und industrielle Gasanwendungen
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 Konfigurator |
Der Druck PTX661 ist ein robuster Hochleistungs-Drucktransmitter mit Hammer-Union-Prozessanschluss für die Druckmessung in extrem anspruchsvollen Öl- und Gasbohranwendungen. Speziell für Onshore- und Offshore-Bohranlagen entwickelt, bietet er eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen starke Stöße, Vibrationen und dynamische Druckbelastungen.
Mit einer Messgenauigkeit von ±0,1 % FS, einem schnellen Ansprechverhalten mit einer Frequenz von über 2 kHz und einem zuverlässigen 4–20-mA-Ausgangssignal eignet sich der PTX661 besonders für die Überwachung von Bohrspülungsdrücken und hydraulischen Hochdrucksystemen.
- Messbereiche bis 15.000 psi (ca. 1.034 bar)
- Hohe Messgenauigkeit von ±0,1 % FS
- Schnelles Ansprechverhalten mit über 2 kHz
- Robuste Hammer-Union-Ausführung für Bohranlagen
- 4–20-mA-Ausgangssignal
- Bewährte Silizium-Druckmesstechnologie
- Hohe Stoß- und Vibrationsfestigkeit
- Medienberührte Werkstoffe: Edelstahl 316L, Inconel X750 und Inconel 625
- Werkstoffe kompatibel mit NACE MR0175
- Überdruckfestigkeit bis 1,5 x FS, maximal 20.000 psi
- Verpolungs-, Überspannungs- und EMV-Schutz
- Eigensichere Ausführungen mit ATEX-, IECEx-, NEPSI- und FM-Zulassungen
- Reparierbare Konstruktion
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Datenblatt
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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.