Posten C1 - Überwachungsgeräte

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Gottlob Graf
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1 1. Teil: Durchfluss- und Niveaumessung Tobias Leng, Endress + Hauser Metso AG 2. Teil: Analytische Messungen Thomas Stofer, Züllig Systems by Hach Lange 3. Teil: Onlinemessung Mikrobiologie Alessandro Schnyder, Aquatech Solution Folie 1

2 1. Teil: Durchfluss- und Niveaumessung Magnetisch Induktiver Durchflussmesser (MID) = Wasserzähler, Wasseruhr, IDM etc. Ultraschall Durchflussmessung - Vorteile & Nutzen Niveaumessung im Reservoir Folie 2

3 Messprinzip MID - Volumendurchflussmessung U U = Induzierte Spannung B = Magnetische Flussdichte V B A = Kreisfläche Volumendurchfluss = V Fließgeschwindigkeit = v L U = B * L * v V = v * A Folie 3 L = Elektrodenabstand

MID Empfehlungen & Installationshinweise Auslegung / Dimensionierung des Zählers: Je grösser die Fliessgeschwindigkeit, desto kleiner die Messabweichung In der Praxis muss meistens ein Kompromiss

4 MID Empfehlungen & Installationshinweise Auslegung / Dimensionierung des Zählers: Je grösser die Fliessgeschwindigkeit, desto kleiner die Messabweichung In der Praxis muss meistens ein Kompromiss gefunden werden: Nennweite so gross wie möglich, um Druckverlust zu minimieren und so klein wie möglich, um höhere Fliessgeschwindigkeit zu erreichen Siehe Nomogramm Rohrleitung muss gefüllt sein: Teilgefüllte Rohrleitungen (horizontal) führen zu einer Messabweichung Zähler geht davon aus dass Leitung komplett gefüllt ist Manche Zählerarten besitzen eine Messstoffüberwachung Luft Folie 4 Teilgefüllte Leitung wird erkannt und gemeldet Eine Inbetriebnahme durch den Hersteller wird empfohlen.

MID Optimale Auslegung mit Nomogramm Je grösser die Fliessgeschwindigkeit, desto kleiner die Messabweichung Richtwert: Fliessgeschwindigkeiten für

5 MID Optimale Auslegung mit Nomogramm Je grösser die Fliessgeschwindigkeit, desto kleiner die Messabweichung Richtwert: Fliessgeschwindigkeiten für Rohrleitungen von 0,5 bis ca. 3m/s 1.7 m/s 250 m 3 /h Bsp.: 250m 3 /h in einer Leitung DN250 ergibt einer Fliessgeschwindigkeit von 1.7m/s Folie 5

8 d D Idealer Einbau: In Steigleitung Folie 6 Einschnürung möglich um Fliessgeschwindigkeit bzw.

6 MID - Installationshinweise 5 DN 2 DN Empfohlene Ein- und Auslaufstrecken so gut wie möglich einhalten Vorteil MID: Weitgehend unempfindlich auf schlechte Einbausituation im Vergleich zu anderen Messprinzipien max. 8 d D Idealer Einbau: In Steigleitung Folie 6 Einschnürung möglich um Fliessgeschwindigkeit bzw. Genauigkeit zu erhöhen Einbau horizontal unproblematisch solange die Leitung gefüllt ist Zu vermeiden: Höchster Punkt einer Rohrleitung oder vor freiem Auslauf (ggf. Luft vorhanden = Messfehler)

MID Wartung des Wasserzählers Plausibilitätsprüfung der Messwerte: Protokollierung nutzen um die Messwerte auf Plausibilität zu prüfen: Beispiel: Vergleich der Summenzählerstände ein Mal pro Monat

7 MID Wartung des Wasserzählers Plausibilitätsprüfung der Messwerte: Protokollierung nutzen um die Messwerte auf Plausibilität zu prüfen: Beispiel: Vergleich der Summenzählerstände ein Mal pro Monat anhand Protokoll Beispiel: In der Nacht fliessen plötzlich grössere Mengen = Leckage? Parametrierung/Anzeige des Zählers: Stehen Fehlermeldungen auf der Anzeige an? Ist weiterhin die richtige Schleichmenge eingestellt? Kalibrierung Alternative = Verifikation / Vergleichsmessung Die Möglichkeit besteht das Gerät beim Hersteller kalibrieren zu lassen Folie 7 Dafür ist aber der aufwendige Ausbau notwendig sowie ggf. der Einsatz eines Passstücks

MID Wartung des Wasserzählers Verifikation als Alternative zur Kalibrierung: Überprüfung des Zählers vor Ort im eingebauten Zustand durch den

8 MID Wartung des Wasserzählers Verifikation als Alternative zur Kalibrierung: Überprüfung des Zählers vor Ort im eingebauten Zustand durch den Hersteller ( elektrische Überprüfung, keine Prüfung der absoluten Messgenauigkeit) Vergleichsmessung mit portablem Ultraschall Durchflussmesser Folie 8

9 MID - Applikationsbeispiele Wasserzähler (MID) im Zulauf des Reservoirs Wasserzähler vor der UV- Anlage im Zulauf des Reservoirs Wasserzähler (MID) im Auslauf des Reservoirs Zulaufleitungen Wasserversorgung Folie 9

Ultraschall Durchflussmessung Vorteile / Nutzen / Einsatzbereiche des Clamp On

Montage von Aussen, Prozess muss nicht unterbrochen werden Voraussetzung: Genügend

10 Ultraschall Durchflussmessung Vorteile / Nutzen / Einsatzbereiche des Clamp On Prinzips: Optimal für Kontrollmessungen von Wasserzähler oder Pumpen: Schnelle Montage von Aussen, Prozess muss nicht unterbrochen werden Voraussetzung: Genügend Ein- und Auslaufstrecken vorhanden, weil das Messprinzip empfindlicher ist auf eine schlechte Einbausituation als MID. Nachrüstung einer Messung in einen bestehenden Prozess: Günstige Installation, keine Schweissarbeiten notwendig Messabweichung besser 2% Folie 10

11 Niveaumessung im Reservoir Die Niveaumessung wird in der Regel mit einer hydrostatischen Sonde = Drucksonde realisiert. Es gibt 2 Bauarten/Einbaumöglichkeiten: Kompaktgerät: Meist verwendete Einbauart Montage erfolgt in der Regel in der Entleerungsleitung und nicht im Auslauf (Im Auslauf führen Durchflussänderungen zu Druckschwankungen) Seilsonde: Montage von oben, Sonde wird in das Reservoir reingehängt Folie 11

12 2. Teil: Analytische Messungen Wichtige Parameter im Trinkwasser (Prozessmesstechnik) Trübungsmessung: Funktionsprinzip, Einbauvarianten, Fehlerquellen, Kontrolle und Wartung, Messversuch Folie 12

13 Wichtige Parameter im Trinkwasser Folie 13

14 Wichtige Parameter im Trinkwasser Folie 14

15 Wichtige Parameter im Trinkwasser Elektrische Leitfähigkeit Veränderungen der Leitfähigkeit sind immer Anzeichen für eine Veränderung einzelner oder mehrerer chemischer Parameter Erfahrungswert SLMB μs/cm Auftreten / Ursachen Die elektrische Leitfähigkeit gibt Hinweise über die Gesamtmineralisation (Gehalt an gelösten Salzen) eines Wassers. Eine hohe Leitfähigkeit ist typisch für einen hohen Mineralisierungsgrad. Destilliertes Wasser hat einen sehr niedrigen Wert. Hartes Wasser, das neben Calcium und Magnesium auch Nitrat-, Chlorid- und Sulfationen enthält, weist demgegenür einen hohen Wert auf. Eine Veränderung der Leitfähigkeit kann z.b. auf Verunreinigungen durch eindringendes Abwasser hinweisen. Folie 15

16 Wichtige Parameter im Trinkwasser Temperatur Sollte möglichst gleich bleibend sein. Im Mittelland für die Wasserversorgung ideal sind C Sprunghafte Änderungen sind ein Hinweis auf den Eintrag von Oberflächenwasser Erfahrungswert SLMB 8-15 C Auftreten / Ursachen Einzig im Bereich infiltrierender Oberflächengewässer sind grössere jahreszeitliche Temperaturschwankungen anzutreffen. Erhöhte Temperaturen können auch an der oberflächlichen Fassung oder an der Folie 16 mangelnden Isolierung bzw. zu geringen Überdeckung des Quellsammelschachtes und der Trinkwasserleitung liegen.

17 Wichtige Parameter im Trinkwasser SAK-254 Spektraler Absorptionskoeffizient bei 254nm In Wasser gelöste organische Verbindungen absorbieren in der Regel UV- Licht. Der SAK 254 ist ein Summenparameter, der die gelösten organischen Inhaltsstoffe erfasst, die UV-Licht bei einer Wellenlänge von 254 nm absorbieren. Zu anderen Summenparametern wie CSB oder TOC besteht für den SAK-254 ein Korrelation. Erfahrungswert SLMB: kein Erfahrungswert / keine Grenzwert Folie 17

18 Wichtige Parameter im Trinkwasser Trübung Trübes Wasser ist oft mikrobiologisch verunreinigt Durch Trübstoffe kann die Wirkung von Desinfektionsanlagen beeinträchtigt werden Erfahrungswert SLMB <0.5 FNU(unbehandelt), <0.2 FNU (behandelt), Toleranzwert 1 FNU Masseinheiten: 1 FNU = 1 FTU = 1 NTU (Der international festgelegte Trübungsstandard für die Kalibrierung ist Formazin) Folie 18

19 Wichtige Parameter im Trinkwasser Trübung Auftreten / Ursachen bei unbehandeltem Wasser (Rohwasser): Bei alten, defekten Fassungsanlagen, ungenügend tief oder nicht fachgerecht gefassten Quellen, sowie bei Karstquellen können während oder nach starken Niederschlägen oder bei der Schneeschmelze erhöhte Trübungen auftreten. Dies ist stets ein Hinweis auf das Eindringen von ungenügend durch Bodenfiltration gereinigtem Oberflächenwasser. Trübungen können auch durch im Leitungsnetz gebildete Korrosionsprodukte und durch eingeschwemmte oder aus dem Wasser ausgefällte Ablagerungen verursacht werden. Folie 19

20 Wichtige Parameter im Trinkwasser Trübung Auftreten / Ursachen nach Aufbereitung durch Flockung und Filtration (Reinwasser) Wenn ein filtriertes Wasser eine erhöhte Trübung aufweist, soll die Ursache abgeklärt und behoben werden. Der Grund für ein trübes Filtrat kann bei einer zu dünnen Filterschicht, ungeeignetem Filtermaterial, einer zu hohen Filtergeschwindigkeit oder einer fehlenden Flockungsmittelzugabe liegen. Bei der Aufbereitung von bakteriologisch stark verunreinigtem Rohwasser, gewährleistet ein Trübungswert von weniger als 0.2 FNU mit hoher Wahrscheinlichkeit die Abwesenheit von Dauerformen parasitärer Protozoen (wie Oocysten von Cryptosporidien oder Cysten von Giardien). Folie 20

21 Trübungsmessung - Funktionsprinzip Messprinzip: Verhältnismessung Streulicht/Transmission Messwinkel: 90 Messwellenlänge: 860nm Folie 21

22 Trübungsmessung - Einbauvarianten Gängige Varianten sind: Messung im Bypass Inline- Messung, z.b. direkt in der Quellzuleitung Labormessung / Photometer Folie 22

23 Trübungsmessung Fehlerquellen Die häufigsten Fehlerquellen sind: Lufteinschlüsse im Wasser Ungeeignete Einbaustelle Sondenreinigung Optische Beeinflussung durch Lichtquellen oder Reflexionen Probennahme, -aufbewahrung und aufbereitung (z.b. sinkende Partikel) Gerätedefekte / Gerätealterung / Fehlende Kontrollmessungen Folie 23

24 Trübungsmessung Kontrolle und Wartung Auszuführende Wartungsarbeiten sind: Reinigung der Optik / der Messkammer gemäss Wartungsvorschrift des Herstellers Regelmässige Kontrollmessungen Periodische Kalibrierung durch den Hersteller Folie 24

25 Trübungsmessung Messversuch Wie trüb ist das Wasser im schwarzen Eimer? Folie 25

26 3. Teil: Onlinemessung Mikrobiologie Heute gibt es 2 bekannte Verfahren: Multi-Winkel Licht Scanner (Streulicht-Messung) Durchfluss Zytometrie Folie 26

27 Onlinemessung Mikrobiologie - Messprinzip Multi-Winkel Licht Scanner (Streulicht-Messung) Folie 27

28 Onlinemessung Mikrobiologie - Installationsbeispiele Folie 28

29 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Folie 29

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