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Reproduzierbare Abbildung realer Messbedingungen von Flüssigkeitsmessgeräten unter idealen Laborbedingungen

04.01.2017

Wachsendes Verbrauchs- und Umweltbewusstsein sowie die Novellierung gesetzlicher Vorgaben führen derzeit auch zu neuartigen Anforderungen an die Flüssigkeitsmesstechnik, sowohl in Richtung größerer Durchflussbereiche und kleinerer Messunsicherheiten als auch bezüglich der Anpassung der bisherigen Prüfbedingungen der Geräte an die realen Messbedingungen beim späteren Einsatz. Am Beispiel eines herkömmlichen Wasserzählers lässt sich dieser Trend gut verdeutlichen und zeigt die Notwendigkeit, nach neuen und effizienten Prüfmethoden auch für solche Messgeräte zu suchen, die seit mehr als 100 Jahren unser tägliches Leben begleiten.

Für Haus- und Wohnungswasserzähler erlauben die in den letzten Jahren geänderten nationalen und internationalen Regelungen [1-3] beispielsweise Messbereiche von bis zu 1:1000 (bisher üblicherweise zwischen 1:40 und 1:160), ohne an den übrigen gesetzlichen Vorgaben wie Prüfprozeduren und Fehlergrenzen etwas zu ändern. Messtechnische Prüfungen vor dem Inverkehrbringen der Wasserzähler oder auch im Rahmen deren Nacheichung erfolgen individuell für jedes Messgerät bei wenigen festgelegten und konstanten Prüfdurchflüssen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass der Zähler innerhalb der Eichfrist richtige und zuverlässige Ergebnisse liefert. Die in der Realität vorgefunden Bedingungen, ganz besonders die realen Entnahme- bzw. Verbrauchsprofile (siehe Bild 1) unterscheiden sich jedoch grundlegend von denen, die derzeit in den Vorschriften fixiert sind. Der tatsächliche tageszeitliche Wasserverbrauch ist maßgeblich durch kurzzeitige Entnahmen, Überlagerungen, unterschiedlichen Flankenanstiege, Kleinstverbräuche und Stillstände gekennzeichnet. Lange konstante Durchflussphasen wie die bei den Prüfungen geforderten treten praktisch nicht auf.

Bild 1: Reale Verbrauchsprofile (Quelle: DVGW W-10-01-11)           

Aus diesem Grund hat die PTB einen entsprechenden gerätetechnischen Aufbau entwickelt, der mit Hilfe von Kavitationsdüsen wechselnde Durchflüsse variabel darstellen kann. Damit ist es möglich, reale Messabläufe unter Laborbedingungen reproduzierbar nachzubilden. Erste Untersuchungen mit unterschiedlichen Sequenzen wurden sehr erfolgreich durchgeführt, wobei verschiedenartige Testsequenzen auch in Anlehnung an tatsächlich ermittelte Praxisprofile erstellt wurden (Bild 2). Der Prototyp des Kavitationsdüsenprüfstandes ist in Bild 3 dargestellt.

Bild 2: Modellsequenzen für reale Einzelentnahmemengen

 

Bild 3: Kavitationsdüsenprüfstand mit sechs parallel geschalteten Kavitationsdüsen (rechts)

Literatur:

[1]    Directive 2014/32/EC of the European parliament and of the council of 26 February 2014 on measuring instruments
[2]    OIML R49: Water meters for cold potable water and hot water (2013)
[3]    DIN EN14154: Water meters (2011)

Ansprechpartner:

Daniel, Schumann, FB 1. 1.5, AG 1. 53, E-Mail: Opens window for sending emaildaniel.schumann(at)ptb.de