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Untersuchungen zur Messgenauigkeit und Einsatzmöglichkeiten eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes
Art der Abschlussarbeit
Bachelor
Autoren
- Schneider, Timo
Betreuer
- Dipl.-Hydrol. Björn Helm
- M. sc. Christian Koch
- Prof. Dr. sc. techn. Peter Krebs
Abstract
Für viele wasserwirtschaftlichen Fragestellungen stellt die Fließgeschwindigkeit eine
wichtige physikalische Größe dar. Heute gibt es zahlreiche Geräte mit
unterschiedlichen Messmethoden, die die Fließgeschwindigkeit präzise ermitteln
können. Magnetisch-induktive Geschwindigkeitssonden haben laut Herstellerangaben
eine Messgenauigkeit von ±2 % der angezeigten Geschwindigkeit. Im Rahmen der
vorliegenden Bachelorarbeit wurde für ein solches Gerät (Flo-Mate 2000 Marsh-
McBirney) die Messgenauigkeit überprüft. Des Weiteren wurden Versuche zur
Messgenauigkeit unter nicht-senkrecht angeströmten Bedingungen und bei bewegtem
Sensor durchgeführt, um festzustellen, ob das Messgerät für den Betrieb von einem
mobilen Trägersystem aus geeignet ist. Die Versuche wurden in einer 4 m langen
Rinne, in der eine drehzahlgesteuerte Pumpe einen konstanten Durchfluss erzeugt,
durchgeführt. Die Fließgeschwindigkeit wurde parallel mit dem Flo-Mate sowie einem
hydrometrischen Flügel gemessen. Für die Versuche mit seitlicher Anströmung wurde
die Sonde in beide Richtungen um bis zu 75° gedreht. Um die Messgenauigkeit bei
bewegter Sonde zu testen, wurde der Flo-Mate an einem Schlitten befestigt, der über
eine Winde konstant durch das Wasser gezogen worden ist. Alle Versuche wurden bei
unterschiedlichen Drehzahlen und zum Teil variierenden Wasserständen
durchgeführt.
Es zeigte sich, dass die Strömung in der Rinne trotz symmetrischer Bauweise im
Querschnitt nicht konstant ist. Das erschwerte den Vergleich der Messergebnisse von
Flügel und magnetisch-induktivem Sensor. Beachtet man jedoch die lokalen
Unterschiede in der Fließgeschwindigkeit, ergibt sich eine gute Übereinstimmung der
Ergebnisse. Die Messungen bei bewegter Sonde ergaben ebenso eine hohe
Genauigkeit. Bei schräger Anströmung ist die Messung jedoch mit steigendem Winkel
sehr ungenau. Daher ist es anhand der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit fraglich,
ob sich der Flo-Mate für Messungen von einem mobilen Trägersystem aus eignet.
wichtige physikalische Größe dar. Heute gibt es zahlreiche Geräte mit
unterschiedlichen Messmethoden, die die Fließgeschwindigkeit präzise ermitteln
können. Magnetisch-induktive Geschwindigkeitssonden haben laut Herstellerangaben
eine Messgenauigkeit von ±2 % der angezeigten Geschwindigkeit. Im Rahmen der
vorliegenden Bachelorarbeit wurde für ein solches Gerät (Flo-Mate 2000 Marsh-
McBirney) die Messgenauigkeit überprüft. Des Weiteren wurden Versuche zur
Messgenauigkeit unter nicht-senkrecht angeströmten Bedingungen und bei bewegtem
Sensor durchgeführt, um festzustellen, ob das Messgerät für den Betrieb von einem
mobilen Trägersystem aus geeignet ist. Die Versuche wurden in einer 4 m langen
Rinne, in der eine drehzahlgesteuerte Pumpe einen konstanten Durchfluss erzeugt,
durchgeführt. Die Fließgeschwindigkeit wurde parallel mit dem Flo-Mate sowie einem
hydrometrischen Flügel gemessen. Für die Versuche mit seitlicher Anströmung wurde
die Sonde in beide Richtungen um bis zu 75° gedreht. Um die Messgenauigkeit bei
bewegter Sonde zu testen, wurde der Flo-Mate an einem Schlitten befestigt, der über
eine Winde konstant durch das Wasser gezogen worden ist. Alle Versuche wurden bei
unterschiedlichen Drehzahlen und zum Teil variierenden Wasserständen
durchgeführt.
Es zeigte sich, dass die Strömung in der Rinne trotz symmetrischer Bauweise im
Querschnitt nicht konstant ist. Das erschwerte den Vergleich der Messergebnisse von
Flügel und magnetisch-induktivem Sensor. Beachtet man jedoch die lokalen
Unterschiede in der Fließgeschwindigkeit, ergibt sich eine gute Übereinstimmung der
Ergebnisse. Die Messungen bei bewegter Sonde ergaben ebenso eine hohe
Genauigkeit. Bei schräger Anströmung ist die Messung jedoch mit steigendem Winkel
sehr ungenau. Daher ist es anhand der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit fraglich,
ob sich der Flo-Mate für Messungen von einem mobilen Trägersystem aus eignet.
Zugeordnete Forschungsprojekte
- BOOT-Monitoring – Bootgestütztes Messsystem für die Erfassung longitudinaler Gewässerprofile der Morphometrie, Wasserqualität und Hydrologie als Teil eines integrierten Gewässermonitorings
Schlagwörter
Fließgeschwindigkeit, Hydrometrie, Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, Flo-Mate
Berichtsjahr
2016