Durchflussmessung von Abwasser in einer Parshall-Messrinne
Applikations-Beschreibung | Wasser & Abwasser
- Durchflussüberwachung zur Einleitung von Abwässern aus der Geflügelproduktion
- Zuverlässige und langzeitstabile Durchflussmessung in einem offenen Gerinne mittels 80 GHz-Radar
- Austausch eines fehlerhaften Ultraschall-Füllstandmessgeräts
Hintergrund
Ein Lebensmittelunternehmen in Mittelamerika ist auf die Produktion und Vermarktung von Masthühnern (Broilern) spezialisiert. Unter anderem werden die Geflügelprodukte an bekannte lokale Einzelhändler sowie Supermarktketten in Nordamerika verkauft.
Konkrete Messaufgabe
Das Unternehmen leitet täglich Abwasser aus der Produktion in eine angrenzende Kläranlage ein. Wenn das Abwasservolumen den typischen Durchschnitt überschreitet, muss der Betreiber der Kläranlage informiert werden, um die Kapazitäten anzupassen und Prozessunterbrechungen zu vermeiden. Der Durchfluss am Ausgang der Geflügelzucht dient zudem als Indikator für die Effizienz und Qualität der Produktion. Daher muss die Einleitung überhöhter Durchflussmengen erkannt und ihre Ursache ermittelt werden.
Das Abwasser wird über ein 6-Zoll-Parshall-Messgerinne (ISO 9826) abgeleitet. Diese hydraulische Vorrichtung verfügt in der Mitte über eine Einschnürung, die den Durchfluss beschleunigt und den Wasserstand senkt. Durch die Messung des Wasserstands vor der Verengung kann der Durchfluss mithilfe standardisierter Gleichungen oder Gerinnediagramme berechnet werden.
Zuvor nutzte das Geflügelunternehmen viele Jahre lang einen Ultraschall-Füllstandsensor. Nach einem Audit verpflichtete sich das Unternehmen, eine stabilere und genauere Instrumentierung einzusetzen, um die Abwasserfrachten zuverlässig zu bestimmen und einheitlich in Kubikmetern pro Stunde (m³/h) auszugeben. Da der Füllstandsensor den Umgebungsbedingungen ausgesetzt war, führten Feuchtigkeit, Wind und Temperaturschwankungen im Laufe der Zeit zu Messfehlern und Drift. Daher wurde eine robustere Messtechnik benötigt, die unabhängig von äußeren Einflüssen arbeitet.
Realisierung der Messung
Der Ultraschallsensor wurde durch das Radar-Füllstandmessgerät OPTIWAVE 1540 ersetzt. Das kostengünstige 80 GHz-Gerät ist für die Durchflussüberwachung in offenen Gerinnen optimiert. Durch die Radartechnologie arbeitet das Füllstandmessgerät zuverlässig und unabhängig von Kondensation, Regen, Wind oder Temperaturschwankungen. Es verfügt über ein robustes PVDF-Design mit frontbündiger Linsenantenne. Für diese Anwendung wurde die IP68-Ausführung des OPTIWAVE 1540 gewählt, die einen erhöhten Schutz gegen das Eindringen von Wasser bei Starkregen oder Überflutungen bietet.
Die Inbetriebnahme des KROHNE Radars erfolgte schnell und unkompliziert per Bluetooth® über ein mobiles Endgerät sowie den intuitiven Installationsassistenten der OPTICHECK Level Mobile App. Da die Vorlage für Parshall-Gerinne bereits in der App vorkonfiguriert ist, ließ sich das 80 GHz-Radar einfach durch die Eingabe des Radarabstands und den Durchmesser der Messrinne parametrieren. Die KROHNE App ermöglichte es dem Kunden, der nur geringe Erfahrung mit Prozessmesstechnik besaß, die Messung korrekt und effizient eigenständig einzurichten.
Das 80 GHz-Radar wurde stromaufwärts des Messgerinnes installiert. Es misst den Abstand zur Wasseroberfläche genau und berechnet daraus den Durchfluss. Das KROHNE Radar konnte zudem problemlos in die Anlageninfrastruktur integriert werden. Zur Summierung der Abwassermengen und zur Unterstützung der übergeordneten Prozesssteuerung und Signalisierung werden die Durchflusswerte an eine bestehende Steuereinheit der Anlage übertragen. Auf Kundenwunsch hätte KROHNE auch Steuer- und Auswerteeinheiten wie SCU 200 oder SHD 200 aus einer Hand liefern können.
Nutzenbetrachtung
Der OPTIWAVE 1540 hat sich für den Kunden als äußerst zuverlässig erwiesen und liefert deutlich stabilere und genauere Messwerte als das vorherige Messgerät. Dies ermöglicht dem Kunden, bei auffälligen Messwerten schnell zu reagieren. Da das Radargerät im Außenbereich installiert ist, eignet es sich wesentlich besser für die herrschenden Witterungsbedingungen und eliminiert typische Probleme, die bei der Ultraschall-Füllstandmessung auftreten.
Die Messwerte des KROHNE 80 GHz-Radars dienen nun als verifizierte Daten für den Kläranlagenbetreiber, der seine Kapazitäten bei Bedarf anpassen kann. Mit einer Messabweichung von nur ±2 mm gewährleistet das Füllstandmessgerät eine präzise Messung zur Durchflussberechnung im Parshall-Messgerinne – und das innerhalb der Budgetvorgaben. Wie bei allen OPTIWAVE 1540 Ausführungen wurde auch dieses Gerät ab Werk mit einem Kalibrierzertifikat ausgeliefert, das die angegebene Genauigkeit bestätigt.