Durchflussmessung im Abwassernetz: Weniger Bauaufwand mit moderner Messtechnik

Zu wissen, was im Kanal passiert, ist von entscheidender Bedeutung für den effizienten Betrieb von Kanalanlagen. Die im Kanalnetz fließende Abwassermenge beeinflusst direkt die Belastung der Umwelt, sowie die Kapazität von Kläranlagen und deren Energiebedarf für die Abwasseraufbereitung. Auf Basis von Durchflussdaten können erforderliche bauliche Maßnahmen identifiziert und Beschädigungen oder Störungen im Kanalnetz rechtzeitig erkannt werden.

Pegel- und Durchflussmessungen im Abwasser liefern wertvolle Einblicke in den Zustand und die Funktionalität des Abwassernetzes. So ermöglichen beispielsweise Pegelmessungen mittels Radar das Monitoring von Starkregenereignissen, Fremdwassereinleitungen und anderen relevanten Ereignissen. Für bestimmte Anwendungsgebiete und bestehende Bauwerke können diese Informationen ausreichend sein.

Der Wandel in der Durchflussmessung

Traditionell erforderte die genaue Messung des Abwasserdurchflusses aufwändige bauliche Maßnahmen, um zuverlässige Daten zu erhalten. Doch ein aktueller Umbruch in der Sensortechnologie sowie in der Übertragungstechnik eröffnet immer mehr Anwendungsgebiete, in denen einfache Pegelmessungen nicht mehr ausreichen oder umfangreiche bauliche Eingriffe erforderlich wären.

Bisher setzten viele Kanalanlagenbetreiber auf bauliche Maßnahmen, um den Durchfluss zu berechnen. Durch die Konstruktion von Venturi-Gerinnen oder Wehrkanten wurde der Abwasserfluss gezielt beeinflusst, sodass anhand von Pegelmessungen und mathematischen Berechnungen ein Durchflusswert ermittelt werden konnte.

Moderne Messsysteme: Weniger Bauaufwand, mehr Präzision

Um den Bedarf an baulichen Maßnahmen zu minimieren, bieten immer mehr Sensorhersteller fortschrittliche Messsysteme an, die den Durchfluss direkt und präzise ermitteln. Diese Systeme messen die durchströmte Fläche (A) in Quadratmetern [m²] und die Fließgeschwindigkeit (v) in Metern pro Sekunde [m/s], um den Durchfluss in Kubikmetern pro Sekunde [m³/s] oder Litern pro Sekunde [l/s] zu berechnen.

Magnetisch induktive Durchflusssensorik (MID)

Die magnetisch induktive Durchflusssensorik gilt als eine der präzisesten und zuverlässigsten Methoden zur Durchflussmessung. Dabei wird der Durchfluss auf Basis von Magnetfeldveränderungen in der durchströmenden Flüssigkeit gemessen. Diese Methode erfordert jedoch einen erheblichen baulichen und energetischen Aufwand und funktioniert nur bei vollständiger Durchströmung des Sensors. MID-Systeme bieten eine hohe Messgenauigkeit und werden vor allem in Bereichen eingesetzt, in denen Präzision von größter Bedeutung ist.

Messmethoden mit geringem baulichen und energetischen Aufwand

Messmethoden mit geringeren baulichen und energetischen Aufwand werden in die beiden Kategorien Messung im Medium und berührungslose Messung eingeteilt. Geringere Genauigkeiten zu diesen Durchflussmessungen werden hierbei akzeptiert, um Installations- und Betriebskosten erheblich zu reduzieren. Als Folge kann mit gleichen oder geringeren Budget nicht nur ein Punkt im Kanalnetz überwacht werden, sondern eine Vielzahl an Messpunkten, mit geringsten baulichen Aufwand. Batteriebetriebene Geräte stellen hier einen erheblichen Einflussfaktor in der Kosteneinsparung dar.

Messung im Medium

Bei dieser Methode werden Ultraschallsensoren direkt im Abwasserstrom installiert, um die mittlere Fließgeschwindigkeit (v) zu messen. Ergänzend dazu wird die durchströmte Fläche (A) durch eine Pegelmessung, in der Regel mittels Drucksonde, und die Berücksichtigung der Kanalgeometrie ermittelt. Diese Technik kann jedoch an ihre Grenzen stoßen, insbesondere bei niedrigem Wasserstand, wenn die Fließgeschwindigkeit nicht zuverlässig gemessen werden kann, oder bei starker Verunreinigung der Sensoren, was die Genauigkeit beeinträchtigt.

Berührungslose Messung

Bei der berührungslosen Messung kommen Radar- oder Lasersysteme zum Einsatz, um sowohl den Pegel als auch die Oberflächengeschwindigkeit des Abwasserstroms zu erfassen. Der Pegel wird genutzt, um in Kombination mit der Kanalgeometrie die durchströmte Fläche (A) zu berechnen. Die Oberflächengeschwindigkeit gibt Hinweise auf die Fließgeschwindigkeit, welche durch herstellerspezifische Algorithmen in die mittlere Fließgeschwindigkeit umgerechnet wird, die dann zur Bestimmung des Durchflusses verwendet wird. Diese Methode ist besonders vorteilhaft, da sie keinen direkten Kontakt mit dem Abwasser erfordert und somit weniger anfällig für Verschmutzungen ist, was die Wartungskosten reduziert.