Stichproben und Pegelablesungen waren ausreichend, als der Berichtszyklus jährlich war. Sie sind jetzt nicht mehr ausreichend. Regulierungsbehörden fordern zunehmend tägliche oder stündliche Durchflussmengen, und dieselben Behörden berechnen Gebühren aus diesen Mengen. In der Zwischenzeit besteht das praktische Problem an den meisten Standorten darin, dass ein offener Kanal keinen Druck, kein volles Rohr und keinen stabilen Querschnitt hat, sodass die Instrumente, die in einer druckbeaufschlagten Leitung wunderbar funktionieren – magnetisch, Turbinen-, Verdränger – nichts haben, womit sie arbeiten können.

Vier Bedingungen definieren den Einsatz in offenen Kanälen, und alle sind üblich in Anlagen, die bereits etwas anderes ausprobiert haben:

• Der Fluss ist nicht voll. Ein Rohr, das auf halber Tiefe läuft, kann nicht von einem Vollrohrgerät gemessen werden; die benetzte Fläche ändert sich mit dem Pegel, sodass der Pegel selbst eine gemessene Variable sein muss.
• Das Instrument befindet sich an einem feindlichen Ort. Schlamm, Lumpen, Kies, Algen und Hochwasserreste sammeln sich auf allem Untergetauchten an, und untergetauchte Sensoren in Rohabwasser müssen nach einem Zeitplan gereinigt werden, für den niemand Personal hat.
• Die Berichterstattung ist prüfbar. Monatliche Summen müssen aus gespeicherten Aufzeichnungen rekonstruierbar sein, mit den Strukturabmessungen und der verwendeten Gleichung, nicht aus einem einzigen Besuch abgeleitet.
• Abgelegene Standorte haben keinen Netzstrom. Ein Kopfstück oder ein Sturmauslass muss oft mit Solarstrom und Telemetrie betrieben werden, was Instrumente ausschließt, die kontinuierlich Dutzende von Watt verbrauchen.

Der Durchfluss in einem offenen Kanal ist das Produkt aus benetzter Fläche und mittlerer Geschwindigkeit, und keiner der beiden Terme kann angenommen werden, wenn der Kanal nicht voll ist. Der OC3000 löst die beiden Hälften dieser Gleichung in einem Instrument: Ein nach oben gerichteter Ultraschallwandler misst den Wasserstand von der Oberfläche, und entweder eine integrierte hydraulische Strukturbeziehung oder ein Doppler-Geschwindigkeitssensor liefert den zweiten Term.

• Route für strukturierte Kanäle. Sobald die Geometrie der Überfallkante oder Messrinne eingegeben ist – Kantenbreite, Kerbwinkel, Rinnenbreite, Anströmbreite – wendet der Umrechner die Standard-Pegel-Durchfluss-Gleichung für diese Struktur an. Die Genauigkeit des Pegels dominiert dann das Ergebnis, weshalb ein berührungsloser Sensor mit Millimeterauflösung die richtige Front-End-Lösung ist.
• Route für Bereich-Geschwindigkeit. Wo keine Struktur vorhanden ist, misst ein untergetauchter oder seitlich montierter Doppler-Sensor die mittlere Geschwindigkeit nahe am Boden, und der Umrechner kombiniert sie mit der benetzten Fläche, die aus dem gemessenen Pegel und dem vermessenen Kanalprofil berechnet wird.
• Nullpunkt- und Bezugspunktstabilität. Der Bezugspunkt wird bei der Inbetriebnahme eingestellt und gespeichert, sodass ein Sensor, der nach der Wartung neu ausgerichtet wird, zum gleichen Bezugspunkt zurückkehrt, anstatt die gesamte Durchflusskurve leise zu verschieben.
• Flags für Rückstau und Überlastung. Wenn der Pegel über die modulare Grenze der Struktur steigt, wird eine Unterwasserflusskorrektur angewendet und das Ereignis protokolliert, sodass die Summen während eines Sturms markiert und nicht leise falsch sind.

Die Genauigkeitsaussage ergibt sich aus dieser Logik. An einer Überfallkante oder Messrinne im modularen Fluss sind ±1 % des Messwerts erreichbar, da die hydraulische Beziehung fest ist und nur der Pegel gut gemessen werden muss. Im Bereich-Geschwindigkeitsmodus ist mit ±2 % bis ±5 % zu rechnen, abhängig davon, wie gut das Kanalprofil vermessen ist und wie gleichmäßig die Geschwindigkeitsverteilung im Messabschnitt ist.

Die mit Abstand größten Wartungskosten bei der Durchflussmessung in offenen Kanälen sind nicht das Instrument – es sind die Besuche zur Reinigung. Ein Sensor, der niemals ins Wasser eintaucht, eliminiert diese Kosten vollständig und verändert, was das Instrument überstehen kann.

Die Entscheidung für die Struktur kommt normalerweise vor der Entscheidung für das Instrument und sollte davon abhängen, was der Kanal physisch aufnehmen kann. Eine V-Kerb-Überfallkante bietet die beste Auflösung bei niedrigem Durchfluss und ist ideal für kleine Abwasserrinnen, benötigt aber eine ruhige Anströmung und wird durch Rückstau ertränkt. Eine Parshall- oder Palmer-Bowlus-Messrinne transportiert Feststoffe und toleriert einen flacheren Gradienten, auf Kosten einer schlechten Auflösung bei sehr niedrigem Durchfluss. Wenn der Kanal aus Erde besteht, unregelmäßig ist oder bereits ohne verfügbaren Gefälle gebaut wurde, vermeidet die Bereich-Geschwindigkeitsmessung jegliche Tiefbauarbeiten. Messen Sie die Kanalbreite, die maximale Tiefe, den erwarteten Durchflussbereich und die verfügbare gerade Länge stromaufwärts, und die richtige Antwort wird offensichtlich.