DE19857572C2

DE19857572C2 - Method and device for determining the flow volume in a channel

Info

Publication number: DE19857572C2
Application number: DE1998157572
Authority: DE
Inventors: Alfred Schoepf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2002-10-10
Anticipated expiration: 2018-12-15
Also published as: DE19857572A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Durchflußvo lumens pro Zeiteinheit einer Flüssigkeitsströmung in einem Kanal, insbesondere einem Abwasserkanal. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for determining the Durchflußvo lumens per unit time of a liquid flow in a channel, especially a sewer. The invention further relates to a Device for performing the method according to the invention.

Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen das Durchflußvolu men pro Zeiteinheit einer Flüssigkeitsströmung, die in einem Kanal fließt, gemessen werden muß. Solche Messungen müssen insbesondere in Abwasserkanälen durchgeführt werden, da die Einleitung von Abwässern kostenpflichtig ist und die entsprechenden Gebühren mengenabhängig berechnet werden. Da die Gebühren für die Einleitung von Abwässern in den letzten Jahren stark gestiegen sind, kommt der möglichst exakten Bestimmung des Durchflußvolumens pro Zeiteinheit in Abwässerkanälen eine immer größer werdende Bedeutung zu.There are a variety of applications where the flow volume men per unit time of a liquid flow in a channel flows, must be measured. Such measurements must in particular Sewers are carried out since the discharge of sewage is chargeable and the corresponding fees depend on the quantity be calculated. Since the fees for the discharge of waste water into have risen sharply in the past few years, it is as exact as possible Determination of the flow volume per unit of time in sewers a growing importance.

Aus dem Stand der Technik sind sogenannte Venturikanäle oder Venturi rinnen bekannt, mit denen Durchflußmessungen in Abwasseranlagen durchgeführt werden können. Wesentlicher Bestandteil derartiger Ventu rikanäle ist eine strömungsgünstig ausgebildete, symmetrisch angeordnete, seitliche Einengung des Durchflußquerschnitts, die in der Engstelle einen Fließwechsel vom Strömen zum Schießen bewirkt. Dadurch kann die Durchflußmessung auf eine Wasserstandsmessung im Zulaufbereich der Meßstelle vor Beginn der Staulinie zurückgeführt werden. Aus dem Meßwert für den Wasserstand kann dann anhand von Tabellen das Durch flußvolumen pro Zeiteinheit abgeleitet werden.So-called venturi channels or venturi are known from the prior art gutters known with which flow measurements in sewage systems can be carried out. An essential part of such ventu rican channels is a streamlined, symmetrically arranged lateral constriction of the flow cross-section, one in the constriction Flow change from streaming to shooting. This allows the Flow measurement on a water level measurement in the inlet area of the The measuring point must be returned before the start of the queue line. From the The measured value for the water level can then be calculated using tables flow volume can be derived per unit of time.

Nachteilig an den bekannten Venturikanälen ist es, daß deren Bereitstel lung einen große bautechnischen Aufwand erfordert. Der Venturikanal muß sehr exakt aufgebaut und anschließend einzelkalibriert werden, da Bauwerkstoleranzen die Durchflußmessung stark verfälschen. Die Mes sung des Durchflußvolumens sind im Regelfall mit hohen Fehlertoleranzen behaftet, die im Bereich oberhalb von 5% des Meßbereichs liegen können. Außerdem erfordert ein Venturikanal einen erheblichen Bauraum. A disadvantage of the known Venturi channels is that they are provided development requires a great deal of engineering effort. The venturi channel must be set up very precisely and then individually calibrated, because Building tolerances falsify the flow measurement. The Mes flow volume are usually with high error tolerances afflicted, which can be in the range above 5% of the measuring range. In addition, a venturi duct requires considerable installation space.

Aus der DE 40 16 529 C1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß der Oberbegriffe der unabhängigen Hauptansprüche bekannt. Die Höhe der Strömung im Kanal wird dabei mittels eines separat vorgesehene Pegelsensors, beispielsweise eines Ultraschallsensors gemessen.DE 40 16 529 C1 describes an apparatus and a method according to the preambles of the independent main claims are known. The height the flow in the channel is provided by means of a separately provided Level sensor, for example an ultrasonic sensor measured.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegen den Erfindung Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, womit die Messung der Höhe der Strömung im Kanal vereinfacht wird.Based on this prior art, it is the task of the present to propose the invention device and a method whereby the Measurement of the height of the flow in the channel is simplified.

Diese Aufgabe wird eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß der Lehre der unabhängigen Hauptansprüche gelöst. This object becomes an apparatus and a method according to the teaching of the main independent claims.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of Dependent claims.

Die Fließgeschwindigkeit einer Strömung in einem Kanal ist nicht überall gleich sondern vielmehr ortsabhängig. Wegen der Rauheit der Kanalwände ist die Fließgeschwindigkeit im Bereich der Kanalwände am niedrigsten und steigt zur Kanalmitte hin an. Um die Fließgeschwindigkeit der Strö mung im Kanal zu bestimmen, ist es deshalb nicht ausreichend, lediglich an einer Stelle des Kanals die Fließgeschwindigkeit lokal zu messen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird deshalb die Fließgeschwindigkeit der Strömung an zumindest zwei Stellen im Kanal gemessen. Je höher die Anzahl der Meßstellen ist, an denen die Fließgeschwindigkeit lokal gemes sen wird, desto genauer läßt sich die Gesamtfließgeschwindigkeit im Kanal bestimmen. Aus den Meßwerten der Fließgeschwindigkeit, die an den einzelnen Meßstellen gemessen wurden, kann durch Anwendung einer Berechnungsvorschrift die Gesamtfließgeschwindigkeit im Kanal berechnet werden. Die Gesamtfließgeschwindigkeit kann dazu entweder in der Art einer Funktion angegeben werden, die abhängig von den Ortskoordinaten angegeben ist, oder in der Art eines Sammelwerts quantifiziert sein. Die Herleitung einer ortsabhängigen Fließgeschwindigkeitsfunktion kann beispielsweise durch Näherung einer vorgegebenen Modellfunktion an die Meßwerte erfolgen. Zur Bestimmung der Gesamtfließgeschwindigkeit wird die Fließgeschwindigkeitsfunktion anschließend über den Strömungsquer schnitt integriert.The flow velocity of a flow in a channel is not everywhere the same but rather location-dependent. Because of the roughness of the canal walls the flow velocity is lowest in the area of the channel walls and rises to the middle of the canal. To the flow velocity of the stream It is therefore not sufficient to determine the channel in the channel, just measure the flow velocity locally at one point of the canal. at the process according to the invention is therefore the flow rate the flow is measured at at least two points in the channel. The higher the Number of measuring points at which the flow rate is measured locally sen, the more accurately can the total flow rate in the Determine channel. From the measured values of the flow rate, the at the individual measuring points can be measured by using a Calculation rule calculates the total flow velocity in the channel become. The total flow rate can either be in Art a function that depends on the location coordinates is specified, or quantified in the manner of a collective value. The Derivation of a location-dependent flow velocity function can for example, by approximating a given model function to the Measured values take place. To determine the total flow rate the flow velocity function then over the flow cross integrated cut.

Vor und/oder während und/oder nach der Messung der Fließgeschwindig keit an den einzelnen Meßstellen wird die Höhe der Strömung im Kanal gemessen und aus diesem Meßwert durch Anwendung einer Berechnungs vorschrift der gesamte Strömungsquerschnitt der Strömung berechnet. Da die Kanalgeometrie bekannt ist, wird der Gesamtströmungsquerschnitt durch die Höhe der Strömung eindeutig bestimmt und ist eindeutig bere chenbar. Bei einem beispielsweise rechteckigen Kanal wird die bekannte Kanalbreite mit der aktuellen Höhe der Strömung multipliziert und da durch der Gesamtströmungsquerschnitt errechnet.Before and / or during and / or after the measurement of the flow rate speed at the individual measuring points is the height of the flow in the channel measured and from this measured value by using a calculation regulation the entire flow cross-section of the flow is calculated. There the channel geometry is known, the total flow cross section clearly determined by the height of the flow and is clearly bere Chenbar. In the case of a rectangular channel, for example, the known one Channel width multiplied by the current height of the flow and there calculated by the total flow cross section.

Durch Multiplikation der Gesamtfließgeschwindigkeit mit dem Ge samtströmungsquerschnitt kann anschließend das Durchflußvolumen pro Zeiteinheit für jeden einzelnen Meßzyklus berechnet werden. Soll die Durchflußmenge der Kanalströmung absolut bestimmt werden, muß anschließend das Durchflußvolumen pro Zeiteinheit mit der entsprechen den Fließdauer multipliziert werden. By multiplying the total flow rate by the Ge velvet flow cross section can then the flow volume per Time unit can be calculated for each individual measuring cycle. Should the The flow rate of the channel flow must be determined absolutely then correspond to the flow volume per unit of time the flow time are multiplied.

Erfindungsgemäß wird zur Messung der Höhe der Strömung im Kanal der Durchflussmesser durch Verfahren in die Strömung eingetaucht oder aufgetaucht, wobei der Abstand zwischen dem Durchflussmesser und einem Bezugspunkt durch Auswerten des mit dem Eintauchen oder Auftauchen verbundenen signifikanten Messsignals des Durchflussmes sers festgestellt und an eine Auswerteeinheit weitergeleitet wird. Ein separater Pegelsensor kann somit entfallen, de die Pegelmessung durch die erfindungsgemäße Auswertung des Messsignals des Durchflussmes sers realisiert wird. According to the invention for measuring the height of the flow in the channel Flowmeters immersed in the flow by process or surfaced, the distance between the flow meter and a reference point by evaluating the immersion or Appearance of connected significant measurement signal of the flow measurement determined and forwarded to an evaluation unit. On A separate level sensor can thus be dispensed with by measuring the level the evaluation of the measurement signal of the flow measurement according to the invention sers is realized.

In welcher Art die Gesamtfließgeschwindigkeit aus den Meßwerten der Fließgeschwindigkeit in den einzelnen Meßstellen des Kanals abgeleitet wird, ist auf verschiedene Weise möglich. Eine besonders einfache Berechnungs vorschrift ergibt sich, wenn die Gesamtfließgeschwindigkeit durch Be rechnung des Durchschnitts aus allen Meßwerten der Fließgeschwindigkeit an den verschiedenen Meßstellen bestimmt wird. Damit wird die Fließge schwindigkeitsverteilung im Kanal auf einen Sammelwert, nämlich dem Durchschnitt der lokalen Fließgeschwindigkeiten, abgebildet. Die Genau igkeit der für das Durchflußvolumen pro Zeiteinheit erhaltenen Werte steigt dabei mit der Anzahl der Meßstellen an, da durch mehr Meßstellen die Verteilung der Fließgeschwindigkeit im Kanal besser aufgelöst werden kann.In what way the total flow rate from the measured values of the Flow velocity derived in the individual measuring points of the channel is possible in different ways. A particularly simple calculation regulation arises when the total flow rate is determined by Be calculation of the average of all measured values of the flow rate is determined at the various measuring points. With that the flowge speed distribution in the channel to a collective value, namely the Average local flow velocities, shown. The Exactly The values obtained for the flow volume per unit of time increases with the number of measuring points since there are more measuring points the distribution of the flow velocity in the channel can be better resolved can.

In welcher Art die einzelnen Meßstellen zur Messung der Fließgeschwin digkeit im Kanal angeordnet sind, ist grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Meßstellen zur Messung der Fließgeschwindig keit im wesentlichen in einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufen den Bezugsebene angeordnet sind. Die Fließgeschwindigkeiten werden somit in einem einzigen Strömungsquerschnitt gemessen, so daß die Strömung vollständig erfaßt wird.In what way the individual measuring points for measuring the flow velocity are arranged in the channel, is basically arbitrary. Especially It is advantageous if the measuring points for measuring the flow rate speed essentially run perpendicular to the direction of flow the reference plane are arranged. The flow rates will be thus measured in a single flow cross-section, so that the Flow is fully detected.

Falls der Kanal einen achsensymmetrischen Querschnitt aufweist, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Meßstellen ausschließlich auf einer Seite der Symmetrieachse und auf der Symmetrieachse selbst angeordnet sind. Dabei wird davon ausgegangen, daß in einem Kanal mit achsensymmetri schem Querschnitt eine Strömung fließt, die eine ebenfalls achsensymme trische Fließgeschwindigkeitsverteilung aufweist. Zur vollständigen Erfassung der Fließgeschwindigkeitsverteilung ist es deshalb in diesem Fall ausreichend, die Fließgeschwindigkeiten lediglich auf einer Seite der Symmetrieachse und gegebenenfalls auf der Symmetrieachse selbst zu messen. Die Werte für die Fließgeschwindigkeiten auf der gegenüberlie genden Seite der Symmetrieachse können dann ohne eigene Messung aus den bekannten Meßwerten abgeleitet werden. Der Aufwand zur Messung der Fließgeschwindigkeiten kann dadurch beinahe halbiert werden.If the channel has an axisymmetric cross section, it is Particularly advantageous if the measuring points are on one side only the axis of symmetry and are arranged on the axis of symmetry itself. It is assumed that in a channel with axisymmetry schematic cross-section a flow flows, which is also axis-symmetrical trical flow velocity distribution. For complete It is therefore in this that the flow velocity distribution is recorded If sufficient, the flow rates only on one side of the Axis of symmetry and possibly on the axis of symmetry itself measure up. The values for the flow velocities on the opposite The side of the axis of symmetry can then do without its own measurement the known measured values are derived. The effort for the measurement the flow rates can be almost halved.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Durchflußvolumen pro Zeiteinheit aus den Meßwerten der Fließgeschwindigkeit an verschiedenen Orten der Strömung und aus der Höhe der Strömung abgeleitet. Werden die Meßwerte für die lokalen Fließgeschwindigkeiten nicht gleichzeitig mit mehreren Meßaufnehmern, sondern nacheinander ermittelt, beispiels weise weil lediglich ein Meßaufnehmer zur Messung der Fließgeschwin digkeit zur Verfügung steht, der nacheinander an die verschiedenen Meßstellen verfahren wird, ergibt das erfindungsgemäße Verfahren nur dann richtige Werte für das Durchflußvolumen pro Zeiteinheit, wenn die Strömung während des Meßzyklus einen stationären Zustand aufweist. Verändert sich die Strömung während der Messung der einzelnen Fließge schwindigkeiten, ergibt sich daraus ein Fehler, da die einzelnen Meßwerte für die lokalen Fließgeschwindigkeiten unterschiedlichen Strömungszu ständen zugeordnet sind. Um diesen Fehler auszuschließen ist es möglich, daß der aus den verschiedenen Meßwerten abgeleitete Wert des Durch flußvolumens pro Zeiteinheit nur dann als richtiger Wert zur Weiterverar beitung übernommen wird, wenn die Höhe der Strömung im Kanal wäh rend des Meßzyklus innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen im wesentli chen konstant geblieben ist. Dabei wird davon ausgegangen, daß im Falle einer konstanten Höhe der Strömung ein stationärer Strömungszustand gegeben ist.The flow volume per Unit of time from the measured values of the flow velocity at various Locations of the current and derived from the height of the current. Become the measured values for the local flow velocities are not simultaneously with several sensors, but determined one after the other, for example wise because only a sensor for measuring the flow velocity is available to the different companies one after the other If measuring points are moved, the method according to the invention only results then correct values for the flow volume per unit of time if the Flow has a steady state during the measuring cycle. The flow changes during the measurement of the individual flow speeds, this results in an error since the individual measured values different flow rates for the local flow velocities are assigned to stands. To rule out this error it is possible that the value of the through derived from the various measured values flow volume per unit of time only as the correct value for further processing processing is taken over when the height of the flow in the channel is selected Essentially during the measuring cycle within certain tolerance limits Chen has remained constant. It is assumed that in the case a constant flow level a steady flow state given is.

Selbstverständlich können die einzelnen Verfahrensschritte eines Meß- und Berechnungszyklus von Hand durchgeführt werden. Um die Ermitt lung des aktuellen Durchflußvolumens pro Zeiteinheit möglichst häufig durchführen und damit die absolute Durchflußmenge möglichst genau bestimmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Verfahrensschritte eines Meß- und Berechnungszyklus automatisch durchgeführt werden. Das Bedienungspersonal beispielsweise von Abwasseranlagen wird dadurch von Routineaufgaben entlastet und Meßfehler durch Unge nauigkeiten des Bedienungspersonals vermieden.Of course, the individual process steps of a measurement and calculation cycle can be carried out by hand. To investigate the current flow volume per unit of time as often as possible perform and thus the absolute flow rate as accurately as possible To be able to determine, it is advantageous if the individual process steps of a measurement and calculation cycle carried out automatically become. The operating personnel, for example of sewage systems is thereby relieved of routine tasks and measurement errors caused by unpr inaccuracies of the operating personnel avoided.

Um die absolute Durchflußmenge berechnen zu können, können mehrere Meß- und Berechnungszyklen zur Bestimmung des aktuellen Durchfluß volumens pro Zeiteinheit in bestimmten Zeitabständen wiederholt nachein ander durchgeführt werden. Die jeweiligen Werte des Durchflußvolumens pro Zeiteinheit sind dann jeweils mit der Dauer des entsprechenden Zeitabschnitts zu multiplizieren, um die absoluten Werte der Durchfluß menge zu erhalten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wiederholung der Meß- und Berechnungszyklen automatisch durchgeführt werden, so daß die absolute Durchflußmenge fortlaufend aufsummiert werden kann.In order to be able to calculate the absolute flow rate, several Measuring and calculation cycles to determine the current flow volume per unit of time repeatedly in certain time intervals other be done. The respective values of the flow volume per unit of time are then each with the duration of the corresponding Multiply period by the absolute values of flow get quantity. It is particularly advantageous if the repetition the measurement and calculation cycles are carried out automatically, so that the absolute flow rate can be summed up continuously.

Da beispielsweise in einer Abwasseranlage aufgrund der zugeführten Abwassermengen Gebühren erhoben werden, ist eine. Dokumentation der Daten, aufgrund derer die Gebühren berechnet sind, erforderlich. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird deshalb zumindest ein Teil der Meßwerte und/oder der aus den Meßwerten abgeleiteten Werte, insbesondere das Durchflußvolumen pro Zeiteinheit, aufgezeichnet. Dabei ist es insbesondere denkbar, die Datenaufzeichnung rollierend aufzunehmen. Auch an den Ausdruck von Meßprotokollen auf entspre chenden Auswerteeinheiten ist zu denken. Falls lediglich die Meßwerte aufgezeichnet werden, kann anhand dieser Meßwerte die Berechnung des Durchflußvolumens pro Zeiteinheit von Hand vorgenommen werden.Because, for example, in a sewage system due to the supplied Wastewater volume charges are one. Documentation of the Data used to calculate fees is required. To a preferred embodiment of the invention is therefore at least a part of the measured values and / or those derived from the measured values Values, especially the flow volume per unit of time, are recorded. It is particularly conceivable for the data recording to be rolling take. Also correspond to the printout of measurement reports appropriate evaluation units is to be thought of. If only the measured values can be recorded, the calculation of the Flow volume per unit time can be made by hand.

Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung des Durchflußvolumens pro Zeiteinheit in einem Kanal. Diese Vorrichtung umfaßt einen Durchflußmesser und eine Auswerteeinheit. Mit dem Durchflußmesser kann die Höhe der Strömung im Kanal und die lokale Fließgeschwindigkeit an einer bestimmten Meßstelle gemessen werden. Der Durchflußmesser ist dabei an einem Handhabungsgerät angeordnet, das im Kanal befestigt wird. Mit dem Handhabungsgerät kann der Durchflußmesser verfahren werden, so daß er an den verschiedenen Meßpunkten im Kanal positionierbar ist. Die Meßwerte für die Fließgeschwindigkeit in den verschiedenen Meßstellen und die Höhe der Strömung werden an eine Auswerteeinheit übermittelt, in der aus den Meßwerten das Durchflußvo lumen pro Zeit berechenbar ist. An die Auswerteeinheit können zusätzlich bestimmte Ausgabegeräte, beispielsweise ein Monitor oder ein Meßschrei ber, und/oder Aufzeichnungsgeräte zur Dokumentation der gemessenen bzw. berechneten Werte angeschlossen sein.The invention further relates to a device for carrying out the Method according to the invention for determining the flow volume per time unit in a channel. This device includes a flow meter and an evaluation unit. With the flow meter can be the height of the flow in the channel and the local flow rate at a particular Measuring point can be measured. The flow meter is on one Handling device arranged, which is attached in the channel. With the Handling device, the flow meter can be moved, so that it can be positioned at the various measuring points in the channel. The Measured values for the flow velocity in the different measuring points and the height of the flow are connected to one Evaluation unit transmitted in which the flow rate from the measured values lumens can be calculated per time. In addition to the evaluation unit certain output devices, for example a monitor or a measurement scream ber, and / or recording devices for documentation of the measured or calculated values.

Im einfachsten Fall wird das Handhabungsgerät vom Bediener manuell zu den einzelnen Meßstellen verfahren. Um die Durchführung eines Meß- und Berechnungszyklus zu automatisieren und Fehlereinflüsse durch ungenaue Positionierung des zweiten Meßaufnehmers zu vermeiden, ist es vorteil haft, wenn das Handhabungsgerät programmgesteuert verfahrbar ist. Im Bewegungsprogramm sind dabei die Koordinaten der einzelnen Meßstellen zu speichern, so daß die Meßstellen in kurzer Zeit und exakt nacheinander von dem Handhabungsgerät mit dem daran angeordneten zweiten Meßauf nehmer angefahren werden können.In the simplest case, the handling device is closed manually by the operator the individual measuring points. To carry out a measurement and Automate calculation cycle and error influences due to inaccurate To avoid positioning the second sensor, it is advantageous liable if the handling device can be moved under program control. in the Movement program are the coordinates of the individual measuring points to save so that the measuring points in a short time and exactly one after the other from the handling device with the second measuring device arranged thereon can be approached.

In welcher Bauweise das Handhabungsgerät ausgebildet ist, ist grundsätz lich beliebig und kann auf die Gegebenheiten des jeweiligen Kanals abge stimmt werden. Ein besonders einfacher Aufbau des Handhabungsgerätes ergibt sich, wenn das Handhabungsgerät zumindest zwei senkrecht zuein ander angeordnete linear verfahrbare Bewegungsachsen aufweist. Die erste Bewegungsachse kann dann beispielsweise horizontal verlaufend im Kanal befestigt werden. Durch entsprechende Stellbewegungen der beiden Bewegungsachsen ist es bei dieser Anordnung möglich, jeden Punkt einer Bezugsebene, in der die einzelnen Meßstellen angeordnet sind, mit dem Handhabungsgerät anzufahren. Dadurch kann der Meßaufnehmer zur Messung der Fließgeschwindigkeit an jedem beliebigen Punkt der Bezug sebene angeordnet werden.The design of the handling device is fundamental Lich arbitrary and can be tailored to the conditions of the respective channel be true. A particularly simple construction of the handling device results when the handling device is at least two perpendicular to each other otherwise arranged linearly movable axes of movement. The The first movement axis can then, for example, run horizontally in the Channel can be attached. By appropriate movements of the two With this arrangement, axes of movement are possible, each point one Reference plane, in which the individual measuring points are arranged, with the Approach handling device. This allows the sensor to Measure the flow rate at any point of reference level.

Das Handhabungsgerät mit einer im wesentli chen linear verfahrbaren Bewegungsachse, kann als Meßauf nehmer zur Messung der Höhe der Strömung verwendet werden. Die lineare Bewegungsachse ist dabei so auszubilden, daß der Abstand zwi schen einem Bezugspunkt der Bewegungsachse und dem Durchflußmesser zur Messung der Fließgeschwindigkeit meßbar ist. Zu Beginn eines Meß- und Berechnungszyklus wird der Durchflußmesser zur Messung der Fließge schwindigkeit vom Bereich oberhalb der Strömung nach unten gefahren und taucht in einer bestimmten Höhe in die Strömung ein. Zum Ende des Meß- und Berechnungszyklus wird der Durchflußmesser wieder nach oben gefahren und taucht dabei aus der Strömung auf. Da mit dem Eintauchen bzw. Auftauchen signifikante Meßsignale verbunden sind, kann der Abstand zwischen dem Bezugspunkt an der Bewegungsach se und dem Durchflußmesser beim Eintauchen in die Strömung bzw. Auftau chen aus der Strömung verwendet werden, um die Höhe der Strömung im Kanal zu berechnen. Da der Abstand zwischen dem Bezugspunkt der Bewegungsachse und der Kanalsohle bekannt ist, kann durch Subtraktion des Meßwertes für den Abstand zwischen dem Bezugspunkt und dem Durchflußmesser beim Eintauchen bzw. Auftauchen vom Abstand zur Kanal sohle die Höhe der Strömung ermittelt werden. The handling device with an essentially linear movement axis, can be used as a measurement be used to measure the height of the flow. The linear axis of movement is to be designed so that the distance between a reference point of the movement axis and the flow meter is measurable for measuring the flow rate. At the start of a measurement and calculation cycle becomes the flow meter for measuring the flow speed drove down from the area above the current and plunges into the current at a certain height. At the end of Measurement and calculation cycle, the flow meter is up again driven and emerges from the current. As with the immersion or emergence of significant measurement signals connected the distance between the reference point on the movement axis se and the flow meter when immersed in the flow or thaw Chen from the flow can be used to determine the height of the flow in the Calculate channel. Since the distance between the reference point of the Axis of motion and the channel floor is known can be done by subtraction of the measured value for the distance between the reference point and the Flow meter when immersing or emerging from the distance to the sewer sole the height of the flow can be determined.

Zur Messung der Fließgeschwindigkeit ist die Verwendung eines magne tisch-induktiven Durchflußmessers (MID) vorgesehen. Diese an sich bekannten MID-Sensoren weisen eine Meßfehler von < 0,5% bezogen auf den Meßbereich auf und erlauben somit eine sehr genaue und zugleich schnelle Messung der Fließgeschwindigkeit. Bei den MID-Sensoren wird ein Meßrohr von der zu messenden Strömung durchströmt und ein Ma gnetfeld senkrecht zur im Meßrohr fließenden Strömung angelegt. Durch die im Magnetfeld bewegten Flüssigkeitsteilchen wird eine Spannung induziert, die von einem Sensor im Meßrohr gemessen wird. Die gemesse ne Spannung korreliert unmittelbar mit der Fließgeschwindigkeit der Strömung, so daß aus dem Meßwert der Spannung die Fließgeschwindig keit abgeleitet werden kann.A magne is used to measure the flow rate table-inductive flow meter (MID) provided. This on known MID sensors have a measurement error of <0.5% on the measuring range and thus allow a very precise and at the same time rapid measurement of the flow rate. With the MID sensors the measuring flow flows through a measuring tube and a Ma gnetfeld perpendicular to the flow flowing in the measuring tube. By the liquid particles moving in the magnetic field becomes a voltage induced, which is measured by a sensor in the measuring tube. The measured ne voltage correlates directly with the flow velocity of the Flow, so that the flow rate from the measured value of the voltage can be derived.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand lediglich eine bevorzugte Ausfüh rungsform darstellender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:In the following, the invention is based on only one preferred embodiment approximately illustrated drawings. It shows:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Abwasserkanal in Ansicht von oben; Figure 1 shows a detail of a sewer in a view from above.

Fig. 2 den Abwasserkanal aus Fig. 1 im Querschnitt mit einer darin angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung des Durchflußvolumens pro Zeiteinheit. Fig. 2 shows the sewer from Fig. 1 in cross section with a device according to the invention arranged therein for determining the flow volume per unit of time.

Man erkennt in Fig. 1 einen Abwasserkanal 1, in dem eine Strömung 6 von links nach rechts fließt. Zur Verdeutlichung der Fließgeschwindigkeits verteilung sind die Fließgeschwindigkeitsvektoren 2, wie sie die Strö mungsgeschwindigkeit im Strömungsquerschnitt, der durch die Schnittlinie I-I definiert wird, charakterisiert. Man erkennt, daß die Strömungsgeschwindigkeit am Rand des Kanals 1 ein Minimum und in der Mitte des Strömungskanals ein Maximum aufweist.It can be seen in Fig. 1 a sewer 1, in which a flow 6 flows from left to right. To clarify the flow velocity distribution, the flow velocity vectors 2 are characterized as they are the flow velocity in the flow cross-section, which is defined by the section line II. It can be seen that the flow velocity has a minimum at the edge of the channel 1 and a maximum in the middle of the flow channel.

In Fig. 2 erkennt man den Abwasserkanal 1 mit einer darin befestigten Vorrichtung 3 zur Messung des Durchflußvolumens pro Zeiteinheit im Kanal 1.In FIG. 2, one recognizes the sewer 1 having mounted therein means 3 for measuring the flow volume per unit time in the channel 1.

Die Vorrichtung 3 umfaßt einen MID-Sensor 7 zur Messung des Pegels und der Fließgeschwindig keit der Strömung 6. Der MID-Sensor 7 ist an einem Handhabungsgerät 8 angeordnet, das durch Antrieb entsprechender Stellmotoren auf einer horizontalen Bewegungsachse 9 und auf einer vertikalen Bewegungsachse 10 gemäß der Bewegungspfeile 11 und 12 verfahren werden kann. Durch entsprechende Verfahrbewegungen des Handhabungsgerätes 8 kann der MID-Sensor 7 nacheinander in jeder der verschiedenen Meßstellen 13 positioniert werden. Die Meßstellen 13 sind dabei alle in der durch die Schnittlinie I-I definierten Querschnittsebene angeordnet und werden durch ein rechtwinkliges Raster, das durch gestrichelte Linien angedeutet ist, definiert. Die insgesamt 14 Meßstellen 13 werden nacheinander vom MID-Sensor 7 angefahren und die Strömungsgeschwindigkeit lokal gemes sen. Die Meßwerte für den Abstand 5 und die Fließgeschwindigkeit in den verschiedenen Meßstellen 13 werden über nicht dargestellte Signalleitun gen an eine nicht dargestellte Auswerteeinheit übermittelt, wo mit Hilfe der Meßwerte das Durchflußvolumen pro Zeiteinheit im Kanal 1 ermittelt wird.The device 3 comprises a MID sensor 7 for measuring the level and the flow speed of the flow 6th The MID sensor 7 is arranged on a handling device 8 , which can be moved by driving corresponding servomotors on a horizontal movement axis 9 and on a vertical movement axis 10 according to the movement arrows 11 and 12 . The MID sensor 7 can be positioned in succession in each of the various measuring points 13 by corresponding movement of the handling device 8 . The measuring points 13 are all arranged in the cross-sectional plane defined by the section line II and are defined by a right-angled grid, which is indicated by dashed lines. The total of 14 measuring points 13 are approached one after the other by the MID sensor 7 and the flow velocity is measured locally. The measured values for the distance 5 and the flow rate in the various measuring points 13 are transmitted via signal lines, not shown, to an evaluation unit, not shown, where the flow volume per unit time in channel 1 is determined with the aid of the measured values.

Claims

1. Method for determining the flow volume per unit time of a liquid flow in a sewer, in particular in a sewer sewer, in which in a measurement and calculation cycle

- The flow velocity of the flow ( 6 ) is measured at least two measuring points ( 13 ) in the channel ( 1 ) with a magnetic-inductive flow meter ( 7 ),
an overall flow rate is calculated from the measured values of the flow rate by applying a calculation rule,
- The height of the flow ( 6 ) in the channel ( 1 ) is measured,
- A total flow cross-section is calculated from the measured value of the height of the flow ( 6 ) by applying a calculation rule including the channel geometry, and
- the flow volume per unit of time is calculated by multiplying the total flow rate by the total flow cross-section,

characterized in that for measuring the height of the flow ( 6 ) in the channel, the flow meter ( 7 ) is immersed or immersed in the flow by methods, the distance between the flow meter ( 7 ) and a reference point being evaluated by the immersion or Appearance associated significant measurement signal of the flow meter ( 7 ) is determined and passed on to an evaluation unit.

2. The method according to claim 1, characterized in that the total flow rate is determined by calculating the average of all measured values of the flow rate at the different measuring points ( 13 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring points ( 13 ) for measuring the flow velocity are arranged substantially in a reference plane running perpendicular to the direction of flow.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that the channel has an axially symmetrical cross section and the measuring points only on one side of the axis of symmetry and are arranged on the axis of symmetry itself.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that the value of the flow volume derived from the measured values mens only per unit of time as the correct value for further processing tion is taken over when the height of the flow in the channel during the measurement and calculation cycle within certain Tolerance limits have remained essentially constant.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized, that the individual procedural steps of a measurement and calculation cycle can be carried out automatically.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized, that several measurement and calculation cycles to determine the ak current flow volume per unit of time in specific times stands, especially automatically, are repeated.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized, that at least part of the measurement values and / or that from the measurement derive derived values, especially the flow volume per Unit of time to be recorded.

9. Apparatus for carrying out a method for determining the flow volume per unit time of a liquid flow in a channel, in particular in a sewer, wherein the device has a magnetic-inductive flow meter ( 7 ) for measuring the flow rate, the device on a handling device ( 8 ) is arranged, with which the flow meter ( 7 ) can be positioned at different measuring points ( 13 ) in the channel, and the measured values of the flow velocity and the height of the flow are transmitted to an evaluation unit in which the flow volume per unit of time from the measured values is calculable, and where the handling device ( 8 ) has a movable movement axis ( 1 ), and the distance between a reference point of the movement axis ( 1 ) and the flow meter ( 7 ) can be measured, characterized in that the measured value of the distance when immersed into the flow and / or emerging from the flow determined by evaluating the significant measurement signal of the flow meter ( 7 ) associated with immersion or emergence and transmitted to the evaluation unit for calculating the height of the flow in the channel.

10. The device according to claim 9, characterized, that the handling device can be moved under program control.

11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the handling device ( 8 ) has at least two mutually perpendicular, linearly movable movement axes ( 9 , 10 ).