Durchflussmessung im Kanal mit komplexer Kanalgeometrie

Aufgabe:
In einem Abwasserkanal mit einem komplexen Querschnittsprofil soll der Durchfluss (Abfluss), einschließlich aller Abflusszustände wie Trockenwetternacht minimal bis zur Vollfüllung bei Starkregen unter nicht eindeutigen und nicht gleichförmigen Strömungsverhältnissen mit einer Messgenauigkeit von ±1-2 % gemessen werden.

Lösung:
Für diese höchst anspruchsvolle Messaufgabe kommt nur eine Ultraschallmehrpfadmessung in Betracht, die die erforderliche mittlere Fließgeschwindigkeit v in den Teilsegmenten und die durchflossenen Querschnittsfläche A = f(h) nach Eingabe des Kanalprofils errechnet und damit den Durchfluss Q = A. v ermittelt. Für eine genaue Messung ist ein Reibungsfaktor kR für den Kanalrand einzugeben, der aus einer Tabelle zu entnehmen ist.
Bei Vollfüllung wirkt der Kanal wie ein Druckrohr und der Durchfluss wird aus dem Produkt Kanalquerschnitt und der durchschnittlichen Fließgeschwindigkeit v aus den gemessenen Einzelgeschwindigkeiten berechnet.
Zur Ermittlung des Fließquerschnitts AF = f(h) ist eine genaue Wasserstandsmessung erforderlich.

Bei Teilfüllung kann in Abhängigkeit des Fließquerschnitts bei einem vorgegebenen Niedrigstwert, wenn kein Messpfadmehr benetzt ist, entweder der Abfluss auf Null gesetzt werden, oder bei rückstaufreier Strömung nach einer programmierbaren Abflussformel, z.B. nach Manning-Strickler, der Abfluss ermittelt werden. Ist nur noch ein Messpfad benetzt, wird der Durchfluss nach der Einpfadmethode ermittelt. Bei mehreren benetzten Messpfaden wird der Abfluss nach einer benutzerdefinierten (ISO 6416) Methode errechnet. Standard bei MultySonic 8000 ist die flächengemittelte Methode (Mid-Section), bei der die mittlere Fließgeschwindigkeit in den Teilsegmenten ermittelt und daraus der integrierte Gesamtabfluss im Fließquerschnitt Q = A. v errechnet wird. Ein Messwehr kann bei einer definierten Fließhöhe nach Ausfall der benetzten (aktiven) Messpfade die Durchflussmessung übernehmen. Die erzielten Messgenauigkeiten hängen von den Einlaufbedingungen, von der Art und Anzahl der Messpfade ab. Sie können nach Einhalten Messbedingungen bis zu 1-2 % erreichen.