Mit dem Merkblatt werden die notwendigen Grundlagen und Informationen für die Planung und Durchführung von Durchfluss- und Wasserstandsmessungen in Entwässerungssystemen bereitgestellt. Ausgehend von den durchzuführenden Messprogrammen und den erforderlichen hydraulischen und messtechnischen Grundlagen werden die relevanten Messverfahren sowie die wesentlichen Aspekte zu Planung, Betrieb und Qualitätssicherung vorgestellt. Die Dokumentation und Prüfung von Datenmaterial aus Einzel- und Temporärmessungen sowie aus der Inbetriebnahmephase von Dauermessungen wird ausführlich dargelegt. Aussagen zu Kosten- und Umweltauswirkungen ergänzen das Merkblatt.
Aktualisiert: 2022-07-29
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Am KIT wurde ein Messprinzip erfunden, dass sich durch seine Fähigkeit zur Eigenkalibrierung auszeichnet. Die Eigenkalibrierung basiert auf einem thermischen Messprinzip, bei dem ein Fluid einen Wärmeübertrager durchströmt. Aus der Energiebilanz des Fluids und des Wärmeübertragers lassen sich zwei unabhängige, analytische Gleichungen ableiten, die von Temperaturen und Wärmeströmen abhängen. Diese Eingangsgrößen unterliegen statistischen und systematischen Messabweichungen, die zur Folge haben, dass die aus beiden Gleichungen berechneten Massenströme voneinander abweichen. Die Eigenkalibrierung minimiert diese Streuung und eliminiert dabei alle systematischen Messabweichungen. Die resultierende Unsicherheit der Messung hängt dann nur noch von den statistischen Messabweichungen der Eingangsgrößen ab. Durch die einzigartige Fähigkeit zur Eigenkalibrierung entfällt eine werksseitige Kalibrierung. Stattdessen lässt sich das Messsystem im Betrieb, unter seinen realen Einsatzbedingungen, gegen sich selbst kalibrieren. Für die Kryotechnik stellt dies einen entscheidenden Vorteil dar, der erstmalig eine kryogene Durchflussmessung mit einer eindeutig spezifizierten Unsicherheit und einer hohen Messgenauigkeit ermöglicht.
Auf dem Konzept der Eigenkalibrierung basierend, beschreibt diese Arbeit die Entwicklung eines kryogenen Durchflussmesssystems. Ausgehend vom Messsystemdesign erfolgt eine detaillierte Beschreibung von kryogenen Experimenten, die erfolgreich die Eigenkalibrierung validieren. Des Weiteren werden theoretische Grundlagen zum Messprinzip diskutiert und alle Unsicherheiten quantifiziert. Das entwickelte Messsystem lässt sich in einem Bereich von 0,2 g/s bis 12 g/s, bei Temperaturen von ca. 2,2 K bis 300 K und Drücken bis 25 bar einsetzen. Abschließende kryogene Experimente belegen die erfolgreiche Entwicklung und zeigen, dass eine Durchflussmessung über einen großen Anwendungsbereich mit einer erweiterten Unsicherheit von +/-1,2% vom Messwert möglich ist.
Aktualisiert: 2021-12-30
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Die Kenntnis der in einem Gewässer (Fluss, Kanal) fließenden Wassermenge und ihrer räumlichen und zeitlichen Varianz ist eine wesentliche Grundlage für die Bemessung von Wasserbauwerken sowie die rationale Bewirtschaftung der Ressource Wasser. Um das pro Zeiteinheit durchfließende Wasservolumen, den Durchfluss, messtechnisch zu erfassen, gibt es seit Jahrhunderten eingesetzte traditionelle Verfahren, aber auch in den letzten Jahren vermehrt „neue" Messverfahren, die aufgrund des zunehmenden Einsatzes von Elektronik in der Mess- und Regeltechnik möglich geworden sind. Aufbauend auf den physikalischen Grundlagen behandelt der Autor die Möglichkeiten und Grenzen der einzelnen Messverfahren, bei ihrem Einsatz unter den rauen Umweltbedingungen von Feldmessungen in kleinen und großen Flüssen sowie in Zu- und Abläufen von Kläranlagen. Anhand von Beispielen aus der nationalen und internationalen Messpraxis sowie mit ausgeführten Berechnungsbeispielen werden Kriterien für die Wahl der geeigneten Messtechnik aufgezeigt. Der Leser findet viele Lösungsmöglichkeiten für konkrete Fragestellungen.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Dieses Lehr- und Übungsbuch betont die Darstellung der physikalischen Grundlagen. Neben diesem Hauptteil des Buches liegt der Schwerpunkt auf dem Beispiel- und Übungsbereich. Durchgerechnete Beispiele und Aufgaben zur selbstständigen Lösung bieten dem Lernenden eine gute Lernerfolgskontrolle. Die 7. Auflage wurde erweitert um einen Abschnitt über Windkaftanlagen sowie ein Kapitel über instationäre Rohrströmungen.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Hydraulic systems, as they are common in most machines today, are always associated with leakage. An example of these, widely used in industry, is the diaphragm positive displacement pump. Because the actors have to operate quickly, this type of pump is a particularly critical case as it reaches a high technical complexity, through the processing of small volumes. As a result, errors occurring in the leak supplementation can result in a complete failure of the system. Current solutions are unable to guarantee complete reliability. To eliminate this source of failure, the aim was to develop a condition monitoring system, followed by a specific control unit.
A detailed examination of the occurring leakage was done, followed by a selection of possible actors that are appropriate for short time actions. Both included extensive theoretical models for the leakage, the actor and the controller proven by empirical investigations.
This research provided valuable information regarding the control of a leaking hydraulic system, which can be applied on other cases, to increase process reliability.
Aktualisiert: 2020-09-10
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Die Entwicklung von Durchflusssensoren für Fluide ist gekennzeichnet durch verschleißfreie und flexible Messsysteme mit hoher Genauigkeit. Grundlage des behandelten Ultraschallmessprinzipes bilden schallreflektierende Schwebstoffe im Fluid, welche schlupffrei in der Strömung mitgeführt werden.
Die vorliegende Arbeit beschreibt fusionierte Signalverarbeitungsverfahren zur Geschwindigkeitsbestimmung von Schwebstoffen in Fluiden. Zusammen mit einem Phased-Array-Ultraschallsensor wird die sukzessive Vermessung des Geschwindigkeitsprofils entlang des Querschnittes möglich.
Das realisierte Sensorkonzept, bestehend aus einem Phased-Array-Strahler, digitalen Signalprozessor und Mikrocontroller, zeichnet sich mit den implementierten Auswerteverfahren durch folgende Merkmale aus:
● Verwendung der Phased-Array-Technologie
● Erstellung zweidimensionaler Strömungsmodelle
● Steigerung der Messentfernung/-geschwindigkeit, des SNR und des Informationsgehalts durch optimierte Signalcodierung
● Zeitliche Verfolgung von Reflektorspuren durch Objektverfolgungsverfahren
● Dopplerfrequenzbestimmung mittels Schätzmethoden
● Fusion von Doppler- und Entfernungsinformationen durch Kalman- und (J)PDA-Filter oder räumlicher Clustering-Methode
Aktualisiert: 2021-04-16
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Mit dem Merkblatt werden die notwendigen Grundlagen und Informationen für die Planung und Durchführung von Durchfluss- und Wasserstandsmessungen in Entwässerungssystemen bereitgestellt. Ausgehend von den durchzuführenden Messprogrammen und den erforderlichen hydraulischen und messtechnischen Grundlagen werden die relevanten Messverfahren sowie die wesentlichen Aspekte zu Planung, Betrieb und Qualitätssicherung vorgestellt. Die Dokumentation und Prüfung von Datenmaterial aus Einzel- und Temporärmessungen sowie aus der Inbetriebnahmephase von Dauermessungen wird ausführlich dargelegt. Aussagen zu Kosten- und Umweltauswirkungen ergänzen das Merkblatt.
Aktualisiert: 2021-01-01
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Schwerpunkt der diesjährigen Kongressprogramme sind optische Technologien, optische Sensoren und Infrarotsensoren für die Messtechnik. Als berührungslose, absolut rückwirkungsfreie Messverfahren sind optische Methoden auch für die Messung von Gasen und Flüssigkeiten von großem und - Dank wissenschaftlicher und technologischer Fortschritte - auch zunehmendem Interesse.
Auf dieser Konferenz wurden speziell die Chancen und Herausforderungen optischer Messverfahren für die Strömungs-, Durchfluss- und Mengenmessung gasförmiger und flüssiger Medien behandelt und diskutiert.
Aktualisiert: 2022-09-22
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