LotharGehlhaar - Teichbauforum

Basierend auf der Idee von Pfiffikus, einen Überfall zwecks Messung des aktuellen Volumenstroms zu nutzen, habe ich mir Gedanken gemacht ob sich diese Grundidee nicht für eine universelle Bastelanleitung eignet.
Das so was grundsätzlich funktioniert ist ja bekannt. http://www.koi-gehlhaar.de/koi/forum/viewtopic.php?f=14&t=10648&hilit=%C3%9Cberfall



Die von Pfiffikus verwendete Methode funktioniert, schien mir aber noch Nachteile zu haben.
- Die Anschaffung eines CS II ist notwendig
- Ablesung des Wasserstands etwas unpraktisch
- Werte möglicherweise ungenau, da Verwirbelungen
- Messbereich bei rechteckigen Überfällen 30cm Breite erst ab 30m³ verlässlich?

Im Schwimmbad kam mir dann ein Einfall zum Überfall. Ich hab mal nach brauchbaren Informationen im Internet gesucht. Für die Messung in dem angestrebten Bereich schien das Dreieckswehr oder auch V-Wehr genannt, besser geeignet. Der V-Überfall lässt sich, dank seines variablen Winkels, besser für den angestrebten Messbereich im Teichumfeld verwenden.
Die passenden Formeln lagen vor. Meine Formel für den V-Überfall ist erst mal ganz einfach. Q=K(Koi Faktor)*h^2,5
Da alles außer der Überfallhöhe Konstanten sind, habe ich den K-Wert (Koi Faktor) erst mal aus einer Anleitung von einem Messgerät für Überfallmessungen entnommen.
Wer´s genauer wissen will kann weitergehende Informationen in der ISO 1438 (scharfkantige Wehre) und ISO 4360 (Dreieckswehre), ISO 3846 (Rechteckwehre) und im Merkblatt ATV-DVWK-M 604 nachlesen.

Der prinzipielle Aufbau sieht etwas so aus:
Also schnell eine Skizze des möglichen Aufbaus zur Teichnutzung angefertigt.

Für die Erfindung wird es wohl keinen Nobelpreis geben, aber ich denke es gibt ausreichend Bastler, die sich mit der Bauanleitung einen günstigen Durchflussmesser bauen werden, wenn er denn funktioniert.
Daraus wurde dann eine Konstruktionszeichnung mit den notwendigen Maßen. Ein Winkel von 45° schien mir nach Überschlagsrechnungen des möglichen Messbereichs fürs erste optimal zu sein. 0,3m³-25m³

Ob das ganze auch wirklich funktioniert, habe ich dann mit einer Styroporblende überprüft. Verschiedene Volumenströme haben sehr schnell einen gleichmäßigen Überfall ergeben und die Oberfläche war sehr ruhig. Die Überlegungen mit zusätzlicher Wasserberuhigung können daher erstmal auf Eis..

Leider erwies sich das Styropor als nicht besonders stabil und ist bei den ersten Versuchen auseinandergebrochen. Was solls war ja Altbestand.
Also war nun die erste Anschaffung nötig. Eine Styrodur Platte 20mm für 4,60 €. Silikon als Kleber sollte fürs erste reichen.

Nach dem Zuschnitt sah das ganze so aus:
Die Schnittpläne also aufgezeichnet und die Platten zusammengeklebt. Innen noch eine Naht aufgebracht, damit das ganze wirklich Wasserdicht ist. Der fertige erste V-Überfall sah dann so aus:
Das schwierigste war der exakte Schnitt an dem V.
Obwohl das Wetter nicht ganz optimal war, wollte ich nun gleich die ersten Messungen machen ob das ganze dann auch funktioniert. Das ganze endete schon nach kurzer Zeit in einem Desaster. Das Wasserdichte Silikon löste sich mit der Zeit vollständig von der Styrodur Platten und die ganze Konstruktion bestand nur noch aus ihren Einzelteilen. Vorher war aber für einen kurzen Moment zu sehen, das es wohl klappen könnte, da sich wieder ein schöner Überfall ausbildete und die Höhe sich recht gut ablesen ließ.
Glücklicherweise ließ sich das Silikon rückstandsfrei entfernen und der nächste Versuch konnte bald starten. Die Klebewirkung auf dem Styrodur würde ich mit Kaugummi vergleichen.

Der freundliche Fachberater empfahl mir dann eine Kartusche Fix.it, was auch im Wasser eine stabile Verbindung haben sollte. Da dieses Klebemittel auch diese Woche im Angebot war schlug ich zu. Leider wollte der Kleber erst nach längerem zureden so richtig aus der Kartusche kommen. Danach war die Verklebung allerdings sehr einfach und auch sehr stabil. Da ich etwas vorsichtig geworden war habe ich trozdem eine große Verstebung zur Stabilitätsverbesserung eingeklebt.

Damit die Messwerte ordentlich abgelesen werden können wurde ein Massband auf Überfallhöhe an beiden Seiten angebracht. Laut Litteratur sollte dies mindestens die 3 fache Überfallhöhe entfernt sein.

Nun endlich war es soweit. Das erste Wasser konnte fließen.
Die erste Messreihe passte soweit ganz gut zu den theoretischen Werten und die Reproduzierbarkeit war sehr gut. Leider wollte meine vorhandene Pumpe, in der Messhöhe von 1,5 m, nicht mehr so richtig fördern. Die schon gewonnen Werte konnten aber schon für eine erste Kalibrierung herhalten. Zu meiner Freude lagen alle Messwerte in dem Toleranzbereich der Ablesegenauigkeit. Dieser sollte nicht größer als 5% sein.

Hier ein paar Bilder von dem ersten ordentlichen Versuch.
Der Strahl aus dem V-Übeffall sieht bei unterschiedlichen Volumenströmen ähnlich gleichmäßig aus. Eine klare Abrisskante ist gut zu erkennen.
Die Ablesung der Überfallhöhe gestaltete sich im Mai recht einfach, da eine leichte Trübung durch Algen dabei half.
Die Einschnürung und Abrisskante aus der sich das My ableitet, sah über den Messbereich relativ ähnlich aus, so dass davon ausgegangen werden kann, dass sich errechneten theoretischen Messwerte auch in der Praxis nachvollziehen lassen.

Gibt es denn Vorschläge wie das Bauteil Marktfähig werden könnte?
Weitere Bilder, Dokomentationen folgen..

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Fischige Grüße
Jörg

"Je mehr ich weiß, desto mehr erkenne ich, dass ich nichts weiß."
"Fantasie ist wichtiger als Wissen." (Albert Einstein) Selbst diese hilft aber nicht immer weiter!

Weiter gehts.

Da sich die neue Konstruktion mit ordentlichem Kleber als sehr stabil erwiesen hatte, konnte nun die 2. Messrunde beginnen.
Dazu wurde ein Messplatz ausgewählt, der sich zwar auf dem Nachbargrundstückbefand, aber etwas weniger hoch über der Teichoberfläche war. Die geförderte Wassermenge stieg dadurch erheblich.


Die ganze Konstruktion mit der Regentonne erwies sich als wenig stabil und musste oft nachjustiert werden. Dabei stellte sich heraus, dass eine nicht exakt waagerechte Aufstellung, die Messwerte stark verfälscht. Damit die Überfallhöhe dennoch exakt abgelesen werden kann, sollte das Massband in der nächsten Ausführung mittiger oder etwas näher an dem Auslauf sein.

Die Messwerte waren zu meiner Überraschung jedoch in dem vorher berechneten Bereich. Eine Anpassung der Kurve konnte damit vorerst entfallen.
Auch die Form des Überfalls war vergleichbar zu den vorigen Messungen mit weniger Wasser.


Als nächtes steht eine weitere Messung mit größeren Volumenstömen an. Eine gebrauchte Pumpe dafür habe ich hier im Forum günstig erstanden.

Die Ablesung der Überfallhöhe in mm und dann das nachschauen in der Tabelle welche genaue Wassermenge nun durchfließt, ist etwas umständlich. Es solte doch irgendwie möglich sein eine Skala des Volumenstroms zu erstellen, damit das ablesen direkt in m³ erfolgen kann.

Werde weiter berichten, damit das Teil mal anwendbar wird....

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Jörg

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Hallo Jörg,

das sieht sehr interessant aus. Hast du irgendwelche Dinge unternommen, um den Einlauf zu beruhigen?


Pfiffikus,
der hier kaum Wellengang erkennt

Pfiffikus,

bisher noch nicht, hatte zuerst schon eine Prallplatte oder Leitstege eingeplant. Das Wasser läuft erst mal von oben ein und wird schon einmal abgelenkt. Ich war aber selber sehr ertaunt, wie ruhig das Wasser in der Kammer vor dem Überfall steht. Es kann problemlos genauer als 1mm abgelesen werden. Das größte Problem dabei ist, dass der Überfall immer mit einer Wasserwaage zu justieren ist, da der Wasserstand ansonsten nicht gleichmäßig ist. Da hat deine Festeinbaulösung deutliche Vorteile.

Die Größe ist übrigens 540*300*300 mm, genau so groß, dass es sich aus einer Styrodur Platte bauen lässt. Soll ja günstig sein.
Der Härtetest steht aber noch bevor. Ich hab mir die Woche eine zusätzliche 12m³ Pumpe angeschafft, um mal näher an die Grenzen zu gehen. Da dann ordentlich Wasser reinläuft, könnte das noch kommen. In der jetzigen Ausbaustufe lässt sich von 0,3m³-25m³ messen. Eine Erweiterung um verschiedene Messblenden existiert schon auf dem Computer, natürlich mit der Koi-Maus gezeichnet.

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Jörg

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Der portable Volumenstrommesser lag nun länger auf Eis, ist aber nicht in Vergessenheit geraten.

Die letzte Messreihe wurde abgeschlossen und die vorher errechneten Werte konnten soweit auch ermittelt werden.
Abweichungen von +- 6% sind auch auf die einfache Art der Ausliterung zurückzuführen.

Ich werde noch dieses Jahr dazu kommen, eine vollständige Bauanleitung zu schreiben, damit jeder das Teil nachbauen kann.
Eine einfache Styrodurplatte, Messer und Klebstoff reicht dazu aus.

Aktueller Stand der Planung.


Damit die Ablesung nicht erst mithilfe einer Tabelle umgerechnet werden muss, ist der Volumenstrom nun direkt am Auslauf ablesbar.

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Hier nun die komplette Bauanleitung eines Volumenstrommessers.

Die Gesamtkosten belaufen sich auf etwa 10€ und der Bau ist ohne Spezialwerkzeuge einfach in 1h zu machen.

Was kann das Teil:
Mit dem Öffnungswinkel von 45° lässt sich ein Volumenstrom von 1m³ - 25m³ messen.
Die Genauigkeit sollte nach den bisherigen Messung im Bereich 5% liegen.
Es kann nur der Durchfluss über der Wasseroberfläche gemessen werden.

Was braucht man dazu:
1. Styrodurplatte 20mm, Preis ca. 4,60 €
2. scharfes Messer
3. Lineal zum anzeichnen
4. Kleber, der auch unter Wasser hält, z.B. Fix It, Preis ca. 5€

Hier nun der Schnittmusterbogen für die Styrodurplatte:


Nach dem Zuschnitt sieht das ganze so aus:


Der Überfall ist ist möglichst exakt und rechwinklig zu schneiden.
Alternativ lässt sich das ganze auch als PDF 1:1 ausdrucken und dann einlaminieren.
Direkt auf das Styrodur mittig aufkleben und dann das V ausschneiden, die Skala zeigt direkt m³ an.


Die 5 Teile werden dann miteinander verklebt. Zur Stabilisierung oben noch ein Steg.


Bei der Messung sollte der Überfall möglichst in der Waage sein, um Messfehler zu minimieren.

Viel Spass beim bauen.

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