BEZKONTAKTOWY POMIAR PRZEPŁYWU W KANAŁACH OTWARTYCH Z OZNACZANIEM PRĘDKOŚCI ŚCIEKÓW METODĄ RADAROWĄ

Pobierz! FLO-DAR Sensor 4000 SR-LR    Pobierz! PL_Flo-Logger

WSTĘP

Firma BMSONIC-BIOTECHNIKA ma przyjemność przedstawić po raz pierwszy na polskim rynku system do bezkontaktowego pomiaru przepływu cieczy w kanałach otwartych z radarowym oznaczaniem prędkości ścieków FLO-DAR. Wszystkie spotykane do tej pory przepływomierze do kanałów otwartych wymagają elementów, które mają bezpośredni kontakt z medium Dotyczy to zarówno zwężek, przelewów jak też sond do pomiaru prędkości mocowanych w dnie kanału. Przepływomierz FLO –DAR dokonuje bezkontaktowego pomiaru przepływu oznaczając prędkość przy pomocy radaru i kalkulując wysokość napełnienia na podstawie ultradźwiękowego pomiaru odległości. Dzięki temu przepływomierz FLO-DAR zawieszony nad kanałem, będąc bez kontaktu ze ściekami jest odporny na zawarte w nich elementy, na obrastanie ścian i dna kanału dając pomiar pewny, wygodny i bezobsługowy. Dodatkowo przepływomierz FLO-DAR posiada unikalne cechy przewyższające jakiekolwiek inne systemy pomiarowe w kanałach otwartych te cechy to możliwość pomiarów bardzo małych napełnień już od 5mm, ciągłe korelowanie wyniku pomiarem prędkości. Urządzenie może być wyposażone w zasilanie stacjonarne lub bateryjne z odczytem wydajności chwilowej, liczników w przód i tył, napełnienia i prędkości ścieków oraz w logger – rejestrator pozwalający na rejestrację danych pomiarowych. Przepływomierz FLO-DAR jest opatentowany przez firmę MARSH mc BIRNEY z USA i jest unikalnym systemem pomiarowym do pomiaru ścieków.

ZASADA DZIAŁANIA

FLO-DAR™ wprowadza nową rewolucyjną metodę w dziedzinie pomiaru przepływu cieczy w kanałach otwartych. Łączy ona w sobie zaawansowaną radarową metodę pomiaru prędkości przepływu i ultradźwiękową metodę pomiaru poziomu cieczy. Urządzenie może być zamontowane nad kanałem o dowolnym kształcie, również wewnątrz studzienki kanalizacyjnej.

POMIAR PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU

Prędkość przepływu powierzchni przepływającej cieczy wykrywana jest za pomocą RADARU DOPLEROWSKIEGO podobnego do stosowanych w policji. Czujnik zainstalowany nad powierzchnią cieczy wysyła sygnał mikrofalowy w kierunku środka kanału. Prędkość jest określona poprzez pomiar różnicy częstotliwości sygnału wysłanego z czujnika i sygnału powrotnego, odbitego od powierzchni cieczy. Ta różnica częstotliwości nazywana jest „Zjawiskiem Dopplera”. Średnia prędkość przepływu określana jest za pomocą zależności empirycznych.

Powyższy rysunek przedstawia rozkład prędkości przepływu w kanale otwartym. Rozkład prędkości w przekroju prostopadłym znajduje swoje odbicie na powierzchni. Ponieważ promień wysyłany przez radar wykrywa rozkład prędkości w pobliżu powierzchni, będzie można, dzięki podobieństwom rozkładu na powierzchni i w przekroju prostopadłym, określić rozkład prędkości w przekroju prostopadłym.

W zależności od rozkładu prędkości w rurociągu, rozkład prędkości wykrywany przez czujnik FLO-DAR™ będzie się również zmieniał. Z powodu olbrzymiej liczby wykrywanych rozkładów prędkości przez system, wymagana korekta do obliczenia prędkości średniej jest zredukowana do minimum. W większości standardowych aplikacji współczynnik ten wynosi 1 co oznacza, że zmierzona prędkość jest równa prędkości średniej.

• POMIAR POZIOMU CIECZY
  Impuls ultradźwiękowy wysyłany jest z sondy prostopadle do kierunku przepływającej cieczy. Zmierzony czas powrotu echa do sondy określa poziom cieczy.
  W przypadku, gdy odległość cieczy od sondy jest mniejsza niż 10cm, pomiar poziomu odbywa się za pomocą wbudowanego w sondę czujnika hydrostatycznego. W tej sytuacji, jako aktualna prędkość przepływu cieczy przyjęta jest do dalszych obliczeń ostatnio zmierzona wartość prędkości przepływu cieczy przed przekroczeniem poziomu granicznego

• PEŁNE WYPEŁNIENIE KANAŁU LUB RUROCIĄGU
  W przypadkach występowania przepływu pełnym rurociągiem lub kanałem, przepływomierz FLO-DAR może być wyposażony w dodatkowy przepływomierz elektromagnetyczny przejmujący pomiar w momencie zalania urządzenia. Radarowy pomiar prędkości zostaje ponownie włączony w momencie, kiedy zalanie ustępuje odsłaniając miernika radarowy. Daje to ciągłość pomiarów nawet w najtrudniejszych warunkach podtopienia studzienki pomiarowej.

• POMIAR PRZEPŁYWU OBJĘTOŚCIOWEGO
  Zmierzona prędkość przepływu i poziom służą do obliczenia przepływu objętościowego Q w jednostce centralnej według wzoru: Q= A * V, gdzie A – polem przekroju przepływającej cieczy, który jest zależny od zmierzonego poziomu, a V – jest zmierzoną średnią prędkością przepływu po przeprowadzeniu kalkulacji uwzględniających rozkład prędkości w zależności od rozmiaru i kształtu kanału.

CECHY WYRÓŻNIAJĄCE PRZEPŁYWOMIERZ FLO-DAR

Najbardziej charakterystyczne cechy wyróżniające przepływomierz FLO-DAR to:

• Nie wymaga on przebudowy kanału pomiarowego w celu zainstalowania znormalizowanego spiętrzenia, co wiąże się często z kłopotliwym wyłączeniem go z pracy. Może być zamontowany w dowolnej studzience
• Pomiar odbywa się całkowicie bez kontaktu z medium, co pozwala na pomiar przepływu oprócz zwykłych ścieków komunalnych również agresywnych ścieków chemicznych, ścieków posiadających wysoką temperaturę jak również ścieków charakteryzujących się wysokimi zdolnościami do obrastania elementów zanurzonych w danym medium i wytrącania osadów.
• Bez najmniejszego problemu można mierzyć przepływ w bardzo szerokich kanałach jak również przepływy burzowe charakteryzujące się dużymi prędkościami przepływu przy jednoczesnym dużym stężeniu stałych zanieczyszczeń, które utrudniają pomiar znanymi obecnie metodami.
• Wyeliminowana jest całkowicie obsługa systemu.
• Pomiar przepływu w dwóch kierunkach w zakresie prędkości do ±6,0m/s.
• Oprócz stacjonarnych wersji systemu istnieje wersja przenośna zasilana dwoma bateriami 6V. Dzięki temu system można wykorzystać natychmiast praktycznie w dowolnym miejscu.
• Posiadana duża wewnętrzna pamięć do rejestracji pomiarów (16 000 wartości pomiarowych) oraz dostarczane z systemem oprogramowanie ułatwia raportowanie i rejestrację pomiarów w każdych warunkach.
• Możliwość pomiaru małych przepływów o poziomie ścieków niższym od 5 mm – co jest niemożliwe przy innych metodach pomiarowych
• Dwie wersje małego zasięgu – do małych kanałów (napełnienia do 1,4m) i dużego zasięgu – do dużych kanałów (napełnienia do 6m)
• Współpraca z bezprzewodowymi rejestratorami danych z transmisją GPRS pozwalającymi na śledzeni przepływów w sposób ciągły.

REJESTRACJA POMIARÓW

System pomiarowy jest standardowo wyposażony w wewnętrzny rejestrator pomiarów. Dzięki bezpłatnie dostarczonemu wraz z każdym systemem oprogramowaniu, użytkownicy posiadają doskonałe narzędzie do szybkiego i łatwego tworzenia profesjonalnych raportów.

Przykładowe raporty graficzne i tabelaryczne są przedstawione poniżej.

Wykres przedstawia w postaci graficznej zarejestrowane przebiegi. Wartości Min, Max i Średnia są przedstawione w kolorze niebieskim, przepływ w kolorze czerwonym, poziom w kolorze zielonym.

Przykład raportu, jaki został wygenerowany przez kliknięcie jednego z wielu przycisków znajdujących się do dyspozycji użytkownika.

PRZYKŁADOWE INSTALACJE
SYSTEMU FLO-DAR™

Instalacja nad szerokim prostokątnym kanałem dopływowym.

Montaż w kanale zamkniętym. Pomiar przepływu jest możliwy w kanale o dowolnym kształcie.

Czujnik zainstalowany nad kanałem dopływowym o szerokości 2m.

Typowa instancja w studzience.

PORÓWNANIE WYNIKÓW UZYSKANYCH PRZEZ SYSTEM FLO-DAR™ Z WYNIKAMI UZYSKANYMI Z PRZEPŁYWOMIERZA MIERZĄCEGO PRZEPŁYW KONTAKTOWO ULTRADŹWIĘKOWĄ SONDĄ POMIARU PRĘDKOŚCI ŚCIEKÓW I NAPEŁNIENIA.

W celu sprawdzenia systemu FLO-DAR™, został przeprowadzony test, w czasie którego porównano wyniki uzyskane metodą bezkontaktową z wynikami uzyskanymi za pomocą przepływomierza do kanałów otwartych mierzącego przepływ ultradźwiękową sondą pomiaru prędkości i pomiaru napełnienia zamontowaną w dnie kanału.

Obydwa systemy zostały zainstalowane w trapezoidalnym korycie o szerokości 1,2m na okres 2 tygodni. Wyniki pomiarów z obydwóch przepływomierzy były rejestrowane.

Powyższy wykres powstał na podstawie zarejestrowanych wyników pomiarów. Kolorem czerwonym są oznaczone wyniki pomiarów uzyskane przez system FLO-DAR™, a kolorem niebieskim oznaczone są wyniki pomiarów uzyskane przez system kontaktowego pomiary prędkości i spiętrzenia.

W czasie normalnych dni wyniki obydwóch przepływomierzy pokrywały się. Poważne rozbieżności pojawiały się w czasie gwałtownych opadów deszczu. W tym czasie przepływomierz ultradźwiękowy był przykrywany napływającym osadem, co powodowało zaniki pomiarów. W celu prowadzenia dalszych pomiarów obsługa musiała czyścić ten przepływomierz. Podobna sytuacja nie miała miejsca w przypadku przepływomierza radarowego FLO-DAR™, który niezależnie od warunków zewnętrznych rejestrował pomiary.

OGÓLNA SPECYFIKACJA TECHNICZNA:

• POMIAR PRZEPŁYWU: Objętościowy pomiar przepływu w kanałach częściowo wypełnionych o przekroju: kołowym, prostokątnym i dowolnym o średnicach powyżej 100mm.
  
• POMIAR PRĘDKOŚCI:
  Metoda: Bezkontaktowa, Radar Dopplerowski,
  Stabilność zera: ± 0,015m/s
  Dokładność: ± 0,5% wartości zmierzonej, głębokość >5mm
  Zakres: 0,2m/s do 6m/s
  W.T Licencja MPT1349
  
• POMIAR POZIOMU
  Metoda: Ultradźwiękowa
  Zakres: 100 - 1625mm lub 200 – 6000 mm
  Zakres pracy: 0 – 1525mm lub 0 – 5800mm
  Kompensacja temperatury:
  Dokładność: > 5mm, ± 0,4%
  
• OBLICZANIE PRZEPŁYWU
  Metoda: Obliczenie przekroju przepływającej cieczy na podstawie zmierzonego poziomu i znanego kształtu kanału.
  Przemnożenie zmierzonej średniej prędkości przez obliczone pole przekroju przepływu
  Dokładność: ± 3% wartości zmierzonej (przy wypełnieniu kanału do 90% i właściwym sposobie montażu).
  
• CZUJNIK
  Współpracuje z dowolną jednostką centralną systemu FLO-DAR.
  Stopień ochrony czujnika: IP68
  Materiał obudowy: Wzmocniony Polistyren
  Długość kabla: 9m Poliuretanowy, średnica zewnętrzna 8,25mm – inny kabel na zmówienie
  Maksymalna długość kabla: 120m
  Zestaw montażowy: Stal kwasoodporna
  
• MODEL 460 – PRZENOŚNY
  Stopień ochrony: IP68
  Wbudowany rejestrator danych – 16000 rekordów lub inny z przekazem danych poprzez moduł telefonu komórkowego z transmisją GPRS
  Jednostka programowana załączonym oprogramowaniem
  Zasilanie: 2 X 6 V baterie lub opcjonalnie dodatkowe akumulatory
  Czas pracy z baterii do 60 dni
  
• MODEL 464 – STACJONARNY
  Stopień ochrony: IP65 (opcjonalnie IP66)
  Wbudowany rejestrator danych – 16000 rekordów
  Jednostka programowana załączonym oprogramowaniem
  Opcjonalny wyświetlacz: Przepływ chwilowy i sumator
  Trzy programowalne wyjścia 4…20mA od przepływu, poziomu i prędkości
  
• CERTYFIKATY:
  CE
  Licencja radiowa zgodnie z MPT1349
  Opcjonalnie wykonanie przeciwwybuchowe Ex