Die Sensor-Installation:

Bei dieser temporär eingerichteten Messstelle, wurden drei Sensoren in einem Fluss mittels Schwimmer (Surfboards) montiert. Das Profil ist ein gemauertes Rechteck mit natürlicher Gerinne-Sohle. Hier musste das Gerinne-Profil über die gesamte Breite vermessen werden, um eine möglichst exakte Werte-Tabelle (Breite / Tiefe) für ein frei definierbares Gerinne im Messgerät hinterlegen zu können.

Diese Installations Variante hat auch keine Probleme mit an der Oberfläche schwimmendem Treibholz.

Der mittlere Sensor liefert, durch eine Wasser-Ultraschall Messung (WUS), den Abstand zum Boden und somit den Füllstand. Ebenso mißt dieser die Fließgeschwindigkeit durch das Ultraschall Kreuz-Korrelations Verfahren an 16 einzelnen Positionen über den jeweiligen Füllstand verteilt. Sensor 2 (links) und Sensor 3 (rechts) messen jeweils nur die Fließgeschwindigkeiten. Insgesamt werden mit diesen drei Sensoren sekündlich 48 Einzel-Geschwindigkeitsinformationen gemessen (!).

Weiterhin wurde an dieser Messstelle noch ein externer Füllstand-Sensor angebracht. Dieser misst ebenfalls die Wasserhöhe. Somit sollten beide Füllstand-Sensoren (WUS & ext. Sensor) den selben Messwert anzeigen. Würde nun die Schlammhöhe ansteigen liefert der WUS, bei gleichem Füllstand, einen kleineren Messwert. Die Differenz beider Messwerte kann nach der Datenaufnahme ausgewertet werden und ergibt die Schlammhöhe.

Das Funktionsprinzip:

Diese Grafik zeigt die Funktionsweise der Einzel-Geschwindigkeitsmessungen durch das Ultraschall-Kreuz-Korrelations-Verfahren.

Die Einzel-Geschwindigkeitswerte werden kontinuierlich bemessen. Der Messumformer berechnet aus allen aufgenommenen 48 Einzelgeschwindigkeiten die Geschwindigkeits-Verteilung, in Abhängigkeit des Gerinne-Profiles, und gibt einen exakten mittleren Fließgeschwindigkeit-Wert aus. Dieser multipliziert mit dem aktuellen Fließquerschnitt, gemessen aus dem Füllstand und des hinterlegten Gerinne-Profils, ergibt die momentane Durchflussmenge für diesen Mess-Moment.

Die Messdaten:

Die nachstehende Grafik zeigt eine 24 Stunden Grafik (vom 14.03. bis zum 10.04.) der aufgezeichneten Einzel-Messwerte. In dieser sind der Durchfluss (hell-blau), der Füllstand (rot), die Fließgeschwindigkeit (grün) und die Wassertemperatur (dunkel-blau) aufgetragen. Die Messwerte wurden durch kontinuierlich, zeitzyklische Messungen ermittelt. Ein Akku-betriebenes, portables Messgerät, wie das NIVUS NivuFlow Mobile 750, arbeitet je nach Parametrierung, in einem zeitzyklischen Betriebsmode. In diesem Fall wurde alle 5 min. ein Messwert aufgenommen, d.h. 4 min. ausgeschaltet und in der 5. Minute wird eine Messung durchgeführt und abgespeichert.

In diesen 24 Stunden Messreihen sieht man deutlich kontinuierliche Füllstands- und Durchflussmengen-Schwankungen, auch die Einflüsse von Niederschlag.

Die Messtechnik

Die benötigte Messtechnik:

Messumformer:
1x NIVUS NivuFlow Mobile 750, Typ: NFM-07500 000

Tragbares, batteriebetriebenes Durchflussmessgerät (IP68) zur Messung in teilgefüllten Rohren, Gerinnen und Kanälen. Versorgung, Parametrierung, Berechnung und Anzeige der angeschlossenen Strömungs- und Niveausensoren. Signalauswertung mittels Kreuzkorrelation. Messgerät-Stromversorgung mit einem oder zwei wiederaufladbaren Batterieblöcken. Anzeige und Gerätekommunikation über WLAN mit handelsüblichem Smartphone, Tablett, Notebook oder NFM Bedien- und Anzeigemodul. Datenfernübertragung über eingebautes Modem via GPRS / UMTS / LTE möglich.

Mehr Informationen auf der Hersteller Website: https://www.nivus.com/en/products/flow-measurement/polluted-media/flowmeter/nivuflow-mobile-750/

Netzteil für NFM
1x Netzteil für NFM, Akkupack mit Anschlussstecker für NFM; Nennspannung: 12 V; Kapazität: 15, Part-N°: NFM0 ZAPB 1215
1x Netzteil und Ladegerät für NFM / NFM Akku Versorgungsspannung: 100 – 240 V AC, 50/60 Hz, Part-N°: NFM0 ZAB 01

Anschlussbox und Anschlusskabel
1x Adapterbox zur Geschwindigkeitsmessung mit 3 Fließgeschwindigkeitssensoren mit NFM 750, Part-N°: NFM0 ZAB2 VKK
1x Schutzbügel (Paar), zum Schutz des Anschlusssteckers und zur Befestigung der Anschlussbox am NFM, Part-N°: NFM0 ZSBL IRE

Sensoren:
1x CSP-Keilsensor – Kreuzkorrelation mit WUS (Wasser-Ultraschall), Part-N°: CSP-V2H1-KT-0-15-S0
2x CSP-Keilsensor – Kreuzkorrelation ohne Füllstandmessung, Part-N°: CSP-V200-KT-0-20-S0

Ultraschallsensor zur Messung von Fließgeschwindigkeits-Profilen und optional zur Füllstandsmessung in teilgefüllten und vollen Rohren und Kanälen; geeignet für größere Abmessungen; zum Anschluss an den Tragbarer Transmitter NivuFlow Mobile 750

Mehr Informationen auf der Hersteller Website: https://www.nivus.com/en/products/flow-measurement/polluted-media/sensors/cs2-correlation-wedge-sensor/

1x i-Sensor als externer Füllstandsensor zur Wasserspiegelmessung, Part-N°: NMI0 06 20 0 001 H M0

Sensoren der i-Serie – Kreuzkorrelation
Externer Sensor der i-Serie zum Anschluss an den Messumformer NFM 750.

Mehr Informationen auf der Hersteller Website:
https://www.nivus.com/en/products/level-measurement/noncontact-level-measurement/nivusonic-co-flowmeter/i-series-sensors/

Zubehör und Befestigungssysteme
3x BASIS Platte aus dem Rohr-Montage-System (RMS) von NIVUS, Part-N°:ZUB0 RMS2 BSB
3x Surfboards und Befestigungsseile