ZAŁOŻENIA
Opisywany w niniejszym poradniku pomiar natężenia przepływu cieczy w kanałach otwartych dokonywany jest metodą piętrzeniową na podstawie przeliczenia przez przetwornik pomiarowy aktualnego poziomu (spiętrzenia) cieczy w elemencie pomiarowym (korycie lub przelewie mierniczym), mierzonego przez czujnik ultradźwiękowy, na wielkość natężenia przepływu. 

PODSTAWA PRAWNA
W chwili obecnej, wykaz przyrządów podlegających prawnej kontroli metrologicznej zgodnie z przepisami art. 8 obowiązującej ustawy z dnia 11 maja 2001 r. – „Prawo o miarach” (Dz. U. z 2004 r. nr 243, poz. 2441 z późn. zm.) jest określony w rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 27 grudnia 2007 r. w sprawie rodzajów przyrządów pomiarowych podlegających prawnej kontroli metrologicznej oraz zakresu tej kontroli (Dz.U. z 2008 r. Nr 3, poz. 13). Rozporządzenie to nie ustala obowiązku prawnej kontroli metrologicznej dla liczników do cieczy w przewodach otwartych, w związku z tym Jednostka Certyfikująca informuje, że liczniki do cieczy w przewodach otwartych nie podlegają prawnej kontroli metrologicznej i nie przewiduje się możliwości przeprowadzenia procesu zatwierdzenia typu lub legalizacji ww. przyrządów pomiarowych. 

ZASADA DZIAŁANIA
Pomiaru poziomu cieczy w elemencie spiętrzającym dokonuje przepływomierz poprzez pomiar czasu przelotu wiązki ultradźwiękowej między czujnikiem, a powierzchnią cieczy, której poziom ma być mierzony. Wielkość ta służy - po uwzględnieniu zależności poziomu od przepływu dla ponad 20 zwężek i przelewów - do wyznaczania aktualnego przepływu cieczy.

BUDOWA ZESTAWU POMIAROWEGO
Zestaw pomiarowy natężenia przepływu cieczy firmy DI-BOX składa się z:
1. mikroprocesorowego przetwornika M1600/M2160
2. ultradźwiękowego czujnika poziomu
(przetwornik M1600/M2160 + ultradźwiękowy czujnik poziomu stanowią przepływomierz FLOWBOX/FLOWBOXplus)
3. elementu spiętrzającego (w zależności od aplikacji):
a) koryta pomiarowego Palmer-Bowlus’a
b) koryta pomiarowego Parshall’a
c) koryta pomiarowego Venturi’ego
d) przelewu mierniczego

1. CECHY MIKROPROCESOROWYCH MIERNIKÓW M1600/M2160
- Pomiar przepływu w kanałach otwartych w oparciu o: zwężki Palmer-Bowlus'a, zwężki Venturi'ego, zwężki Parshalla, przelewy miernicze, ogólne równanie przepływu
- Pomiar: przepływ chwilowy, przepływ sumaryczny
- Dodatkowy pomiar: pH / redox / konduktywność (tylko w wersji FLOWBOX+)
- Wyjścia prądowe: 0-20mA, 4-20mA proporcjonalne do wartości przepływu chwilowego
- Wyjście impulsowe - sumator (opcja)
- Wyjście cyfrowe – Modbus RTU (opcja)
- Możliwość zabezpieczenia dostępu do miernika, za pomocą kodu (opcja)
- Zasilanie: ~230V, 50Hz
- Pobór mocy <10 VA
- Temperatura otoczenia: -10 oC do +55 oC
- Klasa ochronności obudowy: IP65
- Materiał obudowy: ABS
- Masa : ~1,5kg

2. DANE TECHNICZNE CZUJNIKÓW ULTRADŹWIĘKOWYCH
- Wąski kąt wiązki ultradźwiękowej
- Zakres pomiarowy: 0-6m
- Dokładność: ± 0,2% zmierzonego dystansu ± 0,05% zakresu
- Temperatura otoczenia: -30 oC do +60 oC
- Częstotliwość: 20 do 80kHz, zależnie od wykonania
- Automatyczna kompensacja temperatury
- Materiał czujników ultradźwiękowych: PP, PVDF, PTFE, stal kwasoodporna - zależnie od wykonania
- Klasa ochronności: IP65

3a. ELEMENTY SPIĘTRZAJĄCE – koryto pomiarowe Palmer-Bowlus’a
Koryto pomiarowe Palmer-Bowlus’a jest jedną z prefabrykowanych zwężek pomiarowych przeznaczonych do pomiaru przepływu w przewodach grawitacyjnych. Jest zalecane dla kanałów grawitacyjnych o przekroju kołowym, jak również dla rurociągów pracujących bezciśnieniowo. 
Koryto (zwężka) zapewnia ścisłą relację pomiędzy poziomem jego napełnienia oraz natężeniem przepływu cieczy w kanale, bądź rurociągu.

Uwaga! W ofercie posiadamy również koryta pomiarowe Palmer-Bowlus'a z bocznym kominem pomiarowym, umożliwiające pomiar przepływu cieczy spienionej.

Zalety koryt pomiarowych Palmer-Bowlus’a
- optymalna dokładność pomiaru natężenia przepływu
- znormalizowane wymiary zwężki
- łatwość zabudowy w kanale o przekroju kołowym lub na rurociągu
- łatwość montażu koryta

Wykonania i podstawowe wymiary koryt pomiarowych Palmer-Bowlus’a

[Typ zwężki] [Średnica rurociągu DN] [Natężenie przepływu m³/h] [B] [C] [L] [Dw] [F] [G]
ZPB 160   Ø 160   50      210   500      800      155     90    500
ZPB 200   Ø 200   70      280    650     1190    190    100   700
ZPB 250   Ø 250   100     310   700     1190    235    125   700
ZPB 300   Ø 315   220     360   820     1250    300    150   750
ZPB 400   Ø 400   450     500   1000   1500    380    200   850
ZPB 500   Ø 500   730     550   1100   1800    475    250   900
ZPB 600   Ø 630   980     700   1330   2000    590    300   1050
ZPB 800   Ø 800   1700   900   1670   2400    787    400   1100

Przykładowe instalacje

3b. ELEMENTY SPIĘTRZAJĄCE – koryto pomiarowe Parshall’a
Koryta pomiarowe Parshall’a, zgodne z normą ISO 9826, przeznaczone są do pomiaru objętościowego natężenia przepływu w kanałach o przekroju prostokątnym ze spływem grawitacyjnym. Wykonane ze stali kwasoodpornej lub płyt PVC (zależnie od wersji), umożliwiają dokonywanie pomiarów zgodnie z zakresami podanymi w poniższej tabeli.

Montaż koryta polega z reguły na zabetonowaniu go w odpowiednio przygotowanym kanale prostokątnym, w którym panują warunki przepływu uspokojonego. Warunki takie można uzyskać zachowując odpowiednie spadki oraz minimalne długości kanałów dopływowego i odpływowego. Przy doborze zakresu pomiarowego należy pamiętać, że pomiary dokonywane w zakresie niższym od podanego dla danego typu zwężki obarczone będą zwiększonym błędem.

Przykładowe instalacje

Wykonania i podstawowe wymiary zwężek Parshall’a

LEGENDA:

1- Studzienka pomiarowa
2- Kanał dopływowy
3- Stanowisko z czujnikiem ultradźwiękowym i miernikiem przepływu
4- Koryto pomiarowe Parshall’a
5- Kanał Odpływowy

[Typ zwężki] [Q - m³/h] [A] [X] [C] [D] [L] [Y] [E] [F] [G]
P1   1-20         2,54     30    9,29      16,75   63,5      5    23,0   24,8     30,7
P2   2-48         5,08     34    13,49    21,35   77,5      5    26,4   28,6     35,35
P3   3-151       7,62     39    17,80    25,88   91,5      5    46,7   49,2     39,9
P4   5-470       15,24   53    39,40    39,69   152,4   10   62,0   69,6     54,0
P5   9-907       22,86   75    48,10    57,47   162,6   10   80,0   87,6     80,0
P6   11-1640   30,48  120   61,00   84,46   287,7   10   92,5   100,1   100,0
P7   15-2509   45,70  130   76,20   102,6   294,3   15   92,5   100,1   120,0
P8   43-3373   61,00  135   91,44   120,7   301,9   20   92,5   100,1   140,0
P9   61-5137   91,40  150   121,9   157,2   316,9   20   92,5   100,1   180,0

3c. ELEMENTY SPIĘTRZAJĄCE – koryto pomiarowe Venturii’ego
Zwężki pomiarowe Venturi'ego, zgodne z katalogiem UNIKLAR-77, przeznaczone są do pomiaru objętościowego natężenia przepływu w kanałach o przekroju prostokątnym ze spływem grawitacyjnym. Wykonane ze stali kwasoodpornej, umożliwiają dokonywanie pomiarów zgodnie z zakresami podanymi w poniższej tabeli. Dzięki samoczyszczącym własnościom koryt nadają się one do mediów niosących zanieczyszczenia stałe.

Montaż koryt Venturii’ego

Montaż koryta polega z reguły na zabetonowaniu go w odpowiednio przygotowanym kanale prostokątnym, tj. takim, w którym przed i za zachowane są minimalne wartości spadków oraz przepływ ma charakter uspokojony. Przy doborze zakresu pomiarowego należy pamiętać, że pomiary dokonywane w zakresie niższym od podanego dla danego typu zwężki obarczone będą zwiększonym błędem.
Koryta pomiarowe, jako stanowisko pomiarowe, składają się z następujących elementów:
- kanału dopływowego
- komory pomiarowej
- zwężki Venturi'ego
- stanowiska z czujnikiem ultradźwiękowym i miernikiem FLOWBOX
- kanału odpływowego

Wykonania i podstawowe wymiary koryt pomiarowych Venturii’ego

LEGENDA:

1, 6 - Koryto pomiarowe Venturi'ego 
2 - Studzienka 
3 - Kanał dopływowy 
4 - Czujnik ultradźwiękowy 
5 - Ścianka oporowa 
7 - Kanał odpływowy 

[Typ zwężki] [Q - m³/h] [A] [B] [L] [S] [X]
KPV1    1-73            15    40     67     8,7   60
KPV2    22-175        20    60     90     8       60
KPV3    55-395        30    70     135   7       60
KPV4    94-529        40    70     180   6       60
KPV5    101-725      50    80     230   6      100
KPV6    179-1241    60    90     270   6      100
KPV7    533-2126    80    120   360   5      120
KPV8    402-3402    100  150   450   4,5   200
KPV9    426-4914    120  160   540   4      225
KPV10  1171-6909  150  180   675   3      225

3d. ELEMENTY SPIĘTRZAJĄCE – przelew mierniczy
Oferujemy szeroki asortyment przelewów mierniczych, umożliwiających optymalizację pomiaru przepływu. Przelewy te najczęściej instalowane są w studzienkach pomiarowych lub dopasowywane są do istniejącego kanału. Mogą być stosowane jedynie w przypadku ścieków oczyszczonych, nie niosących zanieczyszczeń stałych.

Rodzaje przelewów mierniczych

PRZELEW PROSTOKĄTNY
zakres: 0,001<Q[m3/s]<5
błąd dokładności: 1%

PRZELEW TRAPEZOWY
zakres: 0,0032<Q[m3/s]<82
błąd dokładności: 3%

PRZELEW TRÓJKĄTNY
zakres: 0,0002<Q[m3/s]<1
błąd dokładności: 3%

PRZELEW KOŁOWY
zakres: 0,0003<Q[m3/s]<25
błąd dokładności: 5%

Montaż przelewu mierniczego w studzience pomiarowej

Montaż przelewu mierniczego polega z reguły na zabetonowaniu go w studzience pomiarowej w taki sposób, aby zapewnić szczelność w stosunku do dna i ścian studzienki. 

Przykładowe instalacje