Posten C1 - Überwachungsgeräte

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             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

März 2011

Folie 1

1. Teil: Durchfluss- und Niveaumessung
             Magnetisch Induktiver Durchflussmesser (MID) =
              Wasserzähler, Wasseruhr, IDM etc.

             Ultraschall Durchflussmessung - Vorteile & Nutzen

             Niveaumessung im Reservoir

März 2011

Folie 2

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            Messprinzip MID - Volumendurchflussmessung

                                                                        U = Induzierte
                                                    U                        Spannung

                                                                        B = Magnetische
                                                                            Flussdichte

                                                              A = Kreisfläche
                                   V
                                                B

            Volumendurchfluss = V                                      U=B*L*v
                                                 L
            Fließgeschwindigkeit = v                                     V=v*A
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Folie 3                                      L = Elektrodenabstand

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            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
                                                                                Luft

             Manche Zählerarten besitzen eine „Messstoffüberwachung“

März 2011       Teilgefüllte Leitung wird erkannt und gemeldet

Folie 4     Eine Inbetriebnahme durch den Hersteller wird empfohlen.

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                 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 m3/h

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   Bsp.: 250m3/h in einer Leitung DN250 ergibt einer Fliessgeschwindigkeit von 1.7m/s
Folie 5

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                      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

                                                           Einbau horizontal unproblematisch
                                                            solange die Leitung gefüllt ist
             Einschnürung möglich um
März 2011                                                  Zu vermeiden: Höchster Punkt einer
              Fliessgeschwindigkeit bzw.
                                                            Rohrleitung oder vor freiem Auslauf
Folie 6       Genauigkeit zu erhöhen
                                                            (ggf. Luft vorhanden = Messfehler)

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            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
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             Dafür ist aber der aufwendige Ausbau notwendig sowie ggf. der Einsatz
Folie 7       eines Passstücks

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            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

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Folie 8

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               MID - Applikationsbeispiele

                                                Wasserzähler
   Wasserzähler                                 (MID) im
   (MID) im Zulauf                              Auslauf des
   des Reservoirs                               Reservoirs

  Wasserzähler vor der UV-                      Zulaufleitungen
  Anlage im Zulauf des Reservoirs               Wasserversorgung

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                      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%

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                      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“
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2. Teil: Analytische Messungen
             Wichtige Parameter im Trinkwasser
            (Prozessmesstechnik)

             Trübungsmessung: Funktionsprinzip,
            Einbauvarianten, Fehlerquellen, Kontrolle und
            Wartung, Messversuch

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Folie 12

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            Wichtige Parameter im Trinkwasser

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            Wichtige Parameter im Trinkwasser

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               Wichtige Parameter im Trinkwasser

 Elektrische Leitfähigkeit
  Veränderungen der Leitfähigkeit sind immer Anzeichen für eine Veränderung
   einzelner oder mehrerer chemischer Parameter

  Erfahrungswert SLMB 200 – 800 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.
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   Eine Veränderung der Leitfähigkeit kann z.B. auf Verunreinigungen durch
Folie 15eindringendes Abwasser hinweisen.

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                  Wichtige Parameter im Trinkwasser

 Temperatur
    Sollte möglichst gleich bleibend sein. Im Mittelland für die Wasserversorgung ideal
     sind 10-12°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
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       mangelnden Isolierung bzw. zu geringen Überdeckung des Quellsammelschachtes und
       der Trinkwasserleitung liegen.
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            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

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            Wichtige Parameter im Trinkwasser

            Trübung
             Trübes Wasser ist oft mikrobiologisch verunreinigt

             Durch Trübstoffe kann die Wirkung von Desinfektionsanlagen
              beeinträchtigt werden

             Erfahrungswert SLMB

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              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
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     ausgefällte Ablagerungen verursacht werden.
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                  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
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  (wie Oocysten von Cryptosporidien oder Cysten von Giardien).
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            Trübungsmessung - Funktionsprinzip

             Messprinzip: Verhältnismessung Streulicht/Transmission

             Messwinkel: 90°

             Messwellenlänge: 860nm
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            Trübungsmessung - Einbauvarianten

            Gängige Varianten sind:
             Messung im Bypass

             Inline- Messung, z.B. direkt in der Quellzuleitung

             Labormessung / Photometer

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            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

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            Trübungsmessung – Kontrolle und Wartung

            Auszuführende Wartungsarbeiten sind:
             Reinigung der Optik / der Messkammer gemäss
              Wartungsvorschrift des Herstellers

             Regelmässige Kontrollmessungen

             Periodische Kalibrierung durch den Hersteller

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Folie 24

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            Trübungsmessung – Messversuch

             Wie trüb ist das Wasser im schwarzen Eimer?

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3. Teil: Onlinemessung Mikrobiologie

            Heute gibt es 2 bekannte Verfahren:

                Multi-Winkel Licht Scanner (Streulicht-Messung)

                Durchfluss Zytometrie

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Folie 26

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            Onlinemessung Mikrobiologie - Messprinzip

             Multi-Winkel Licht Scanner (Streulicht-Messung)

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Folie 27

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            Onlinemessung Mikrobiologie - Installationsbeispiele

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Herzlichen Dank für Ihre
            Aufmerksamkeit
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