Mjerenje Protoka Vode U Sistemima Odvodnje

MJERENJE PROTOKA VODE U SISTEMIMA ODVODNJE UVOD Mjerenje protoka vode u otvorenim kanalima koji su karakteristični za sustave odvodnje vrši se različitim postupcima koji se mogu podijeliti u dvije grupe: 1. Mjerenje nivoa i srednje brzine vode te izračunavanje protoka primjenom formule Q=A*V 2. Mjerenje samo nivoa vode te izračunavanje protoka primjenom Q-H krivulje. Mjerenje protoka postupcima iz druge grupe je relativno neprecizno jer je u praksi teško doći do točnih podataka za tablicu Q-H (protok-nivo) naročito za kanale nepravilnog oblika. Mjerenjem protoka postupcima iz prve grupe je precizno i zasniva se na relativno jednostavnoj formuli kojom se izračunava protok: Q=A*V gdje su: Q - protok vode [ m3/s], A - površina poprečnog presjeka kanala kroz koji protiče voda [ m2] V - srednja brzina vode [ m/s].

Površina A se dobiva mjerenjem nivoa vode H [ m] i izračunavanjem na temelju formule za pravilne profile kao što su krug i pravokutnik, ili najčešće korištenjem A-H tablice s dovoljnim brojem podataka za kanale proizvoljnog oblika. Mjerenje nivoa odnosno brzine može biti senzorima koji imaju ili nemaju kontakt s vodom. Mjerenje nivoa senzorom koji je uronjen u vodu je zastarjelo jer danas postoje vrlo dobri senzori za precizno ultrazvučno mjerenje nivoa bez kontakta s vodom. Hidrostatski senzori nivoa uronjeni u otpadnu vodu se brzo kvare i traže česte kalibracije zbog agresivne prirode otpadne vode. METODE I OPREMA Današnja tehnologija nudi tri mogućnosti za mjerenje brzine vode u otvorenim kanalima:

1

1. Radarsko mjerenje brzine sa senzorom bez kontakta s vodom 2. Ultrazvučno mjerenje brzine sa senzorom uronjenim u vodu u kontaktu s vodom. 3. Elektromagnetsko mjerenje brzine vode u punim cijevima bez kontakta s vodom. Zbog toga postoje tri suvremena tipa mjerača protoka vode u otvorenim kanalima: 1. Radarski mjerač, koji radarski mjeri brzinu vode bez kontakta s vodom i ultrazvukom mjeri nivo vode bez kontakta s vodom 2. Ultrazvučni mjerač, koji ultrazvukom mjeri brzinu vode u kontaktu s vodom i ultrazvukom mjeri nivo vode bez kontaka s vodom 3. Elektromagnetski mjerač, koji elektromagnetski mjeri brzinu vode u sifonskoj cijevi punoj s vodom bez kontakta s vodom. Sva tri tipa mjerača imaju prednosti i nedostatke tako da svaki ima svoje područje primjene u sustavima odvodnje. Svi mjerači imaju veliki opseg mjerenja protoka do više tisuća litara u sekundi što ovisi o veličini i obliku kanala. Mjerni uređaj se standardno sastoji od senzora i kontrolne jednice koja ima telemetrijske izlaze 4-20mA, LCD-pokazivač izmjerenih vrijednosti protoka i ukupnog protoka, loger za memoriranje mjerenja i napajanje 230VAC ili 12VDC odnosno 24V DC. RADARSKI MJERAČ PROTOKA Radarski mjerač ima prednost što pouzdano i neprekinuto mjeri protok u kanalima proizvoljnog oblika. Kako nema kontakt s vodom onda ovaj tip mjerača ne zahtjeva čišćenje i održavanje a najčešće se koristi u neprečišćenim i sirovim otpadnim vodama. Nedostatak je relativno visoka cijena uređaja te nemogućnost mjerenja vrlo malih protoka (ispod 10 l/s sa brzinama ispod 0,2 m/s). Radarski mjerač se preporučuje za mjerenje protoka u kanalizacijskim cijevima i prljavim vodama Princip rada prikazan je na sljedećoj slici

Slika 1. Radarsko mjerenje brzine vode bez kontakta s vodom i ultrazvučno mjerenje nivoa vode bez kontakta s vodom

2

ULTRAZVUČNI MJERAČ PROTOKA Ultrazvučni mjerač ima prednost što vrlo precizno mjeri brzinu, i onu vrlo malu ispod 0,10 m/s što omogućava točno mjerenje malih protoka. Ovaj mjerač se primjenjuje kod mjerenja relativno čistih i pročišćenih otpadnih voda , na primjer na izlazu uređaja za pročišćavanje. Prednost ovog mjerača je i povoljna cijena uređaja. Nedostak je nemogućnost pouzdanog mjerenja u prljavim vodama i potreba za čišćenjem senzora. Ultrazvučni mjerač preporučuje na izlazima uređaja za pročišćavanje te u većim kanalima s ne odviše prljavom vodom. Princip rada prikazan je na sljedećoj slici

Slika 2. Ultrazvučno mjerenje brzine vode u kontaktu s vodom i ultrazvučno mjerenje nivoa vode bez kontakta s vodom ELEKTROMAGNETSKI MJERAČ PROTOKA Prednost ovog mjerača je iznimno visoka točnost i pouzdanost mjerenja. Sifon se ugrađuje na postojeću kanalizacijsku cijev tako da se dobiva cijev koja je stalno puna sa vodom te se ugrađuje elektromagnetski mjerni instrument koji u punom profilu mjeri brzinu vode.

Slika 3. Elektromagnetski mjerač u sifonu Ovaj mjerač koristi se za male promjere cijevi Dn100 do Dn250 te se precizno mjere mali protoci od nekoliko l/s. Također se može ovaj mjerač ugrađivati i na velikim cijevima promjera do DN2000, na primjer na izlazima većih uređaja za pročišćavanje otpadnih voda što iziskuje izgradnju i specijalnog sifona.

3

Nedostatak mjerača su dodatni radovi za ugrađivanje sifona za što nema uvjek dovoljno mjesta. Zbog povoljne cijene i visoke točnosti elektromagnetski mjerač se proporučuje za vrlo male te za vrlo velike promjere cijevi u odvodnji. Princip rada prikazan je na sljedećoj slici

Slika 4 Elektromagnetsko mjerenje brzine vode bez kontakta s vodom u poznatom punom profilu.

4