Validering av vannmengdemåling Tor Håkonsen Gunnar Mosevoll Seksjonsleder VA prosess Virksomhetsleder VA Skien kommune Norconsult Hva nå? Krav til vannmengdemåling Generelle krav til validering Eksempel på validering av vannmengdemåling Huskeliste Vanligste feil 10 1
Norges største rådgivningsselskap Kjøllefjord Hammerfest Vadsø Antall ansatte: 2700 3,6 milliarder kr i omsetning Tromsø Alta Lakselv Kirkenes Harstad Narvik Bodø Fauske Mo i Rana Mosjøen Luleå Kristiansund Ålesund Molde Ulsteinvik Östersund Førde Årdal Sogndal Bergen Piteå Namsos Steinkjer Verdal Levanger Stjørdal Trondheim Umeå Nordmaling Sollefteå Örnsköldsvik Sundsvall Lillehammer Eidfjord Hamar Gjøvik Sandvika Odda Hønefoss Kløfta Lillestrøm Kongsberg Ski Askim Skien Haugesund Stavanger Porsgrunn Lima Äl k l b Älvkarleby Ludvika Fredrikstad Horten TønsbergKarlstad Kristinehamn Larvik Mandal Kristiansand Uppsala Västerås Örebro Stockholm Töreboda Göteborg Santiago Väjö Manila Helsingborg Århus Kalundborg København Maputo Vientiane Malmö Bangkok Kuching Pr.01.01.2014 Johannesburg Markedsområder Bygg og eiendom B i d Energi Industri Miljø Olje og gass Plan Pl Samferdsel Sikkerhet Vann og avløp 10 2
Norconsult Romerike Generelle krav til validering Validering skal gi en bekreftelse av at metoden er egnet til å gi det ønskede resultat Skal være en styrt og planlagt prosess Skal utnevnes en valideringsansvarlig Utarbeid valideringsplan Gjennomfør valideringen Lag valideringsrapport med konklusjon som et styrt dokument 10 3
Forurensingsforskriften Kapittel 14: Krav til utslipp av kommunalt avløpsvann fra større tettbebyggelser 14-1010 Utforming og drift av renseanlegg, 1.ledd Renseanlegget skal dimensjoneres, bygges, drives og vedlikeholdes av fagkyndige slik at det har tilstrekkelig yteevne under alle klimatiske forhold som er normale for stedet der de ligger. Ved utformingen av anlegget skal det tas hensyn til variasjoner i mengde avløpsvann i løpet av året. Renseanlegget skal utformes slik at det kan tas representative prøver av det tilførte avløpsvannet og av det rensede avløpsvannet. Det skal være mulig å måle mengden avløpsvann. Krav til vannmengdemåling 14-11 Prøvetaking Den ansvarlige for avløpsanlegget skal sørge for at det tas prøver av renset avløpsvann. Når prøver tas, skal tilført vannføring måles med en usikkerhet på maksimalt 10 % og registreres. 10 4
Hvordan begynne validering? Må ha kunnskap om det som skal valideres Fysisk befaring Bruk standarder! Innhente hjelp? Les og forstå forutsetningene for at målingen kan skje på en god måte Hvilke elementer består målesystemet av Identifiser feilkilder Finn ut hvordan det er mulig å kontrollere målingene Lag en plan for å kontrollere forutsetningen, gjennomfør kontroller og vurder feilkildene Praktisk validering parshallrenne Akselerasjon av vannstrømmen gjennom både innsnevring av de parallelle veggene og ved et dropp i bunnprofilen Under visse betingelser kan vanndybden oppstrøms måleren brukes til å beregne vannmengden gjennom måleren Kan lages på stedet, men er ofte pre-fabrikert 10 5
Hva består målesystemet av? 1. Valg av måler med relevant måleområde 2. Plassering av måleprofilet Måler det den skal Laminær strømning 3. Måleprofilets geometri 4. Plassering av målepunktet for høydemålingen 5. Korrekt måling av vannhøyde Utstyr og installasjon 6. Vannføringskurve for måleprofilet forholdet mellom vannhøyde og vannmengde 7. Målerens signaloverføring til kontrollsystem og evt. lagring av data (Vedlikehold) Valideringen må inkludere alle elementer i målesystemet Målenøyaktighet og måleområde Målenøyaktighet: Evnen et måleinstrument eller en målemetode har til å angi den sanne verdien Angis vanligvis som maksimal forventet målefeil over et måleområde 0 N Ø God målenøyaktighet 10 6
Varighetskurve og måleområde Vannmengde Ø Praktisk måleområde N 0 Tidsperiode (1 år?) Vil alltid være stor usikkerhet ved svært lav og ved svært høy vannmengde. Valg av måleområde en kritisk faktor! Plassering av måleprofil Representativ måling av vannmengden? Dersom målingen ikke inkluderer hele vannmengden vil det øke presisjonskravet til måleren - det skal maksimalt være 10% usikkerhet i den totale vannmengdemålingen Er forutsetningene for måleprinsippet innfridd? Skal ha laminær strømning: Krav til rettstrekk før måleren Krav til rettstrekk etter måleren Fritt utløp (eller justert for dykket) Fritt utløp (eller justert for dykket) Fravær av bølger 10 7
Målerens geometri Parshallrenner er normerte ASTM D1941, ISO 9826:1992 og JIS B7553-1993 Må identifisere måleren Hvilken måler har du? Må vise at målerens geometri er i samsvar med geometriske krav Må foreta oppmåling og inspeksjon Planlegge innmåling 10 8
Vise samsvar med standard Betegnelse i standarder Målt, m Mål i NS-ISO 9826, m % differanse b 0,152 0,152 0 l 0,305 0,305 0 h P1 0,115 0,115 0 b 1 0,398 0,40-0,005 l 1 0,610 0,610 0 l e 0,622 0,622 0 l a 0,415 0,415 0 b 2 0,390 0,39 0 l 2 0,610 0,61 0 h P2 0,080 0,08 0 * i lodd? h c 0,607 060 0,60 12 1,2 Må gjøre en vurdering av avvik, og gjøre en faglig vurdering av betydningen av avvikene Måling av vannhøyde Valg av utstyr Produkt-dokumentasjon Måleområde? Bestandighet? Installasjon Forutsetninger for installasjon fulgt? Solid nok montasje? Fare for driftsforstyrrelser? Bølger? Skum? 10 9
Vannføringskurve for måleprofilet Må sjekke samsvar mellom måleprofil og den aktuelle beregningsformelen i måleren Er det riktig formel? Vise formelen i valideringen Må kontrollere høydemålingens resultat: Kontroll av samsvar mellom teoretiske verdier og praktisk resultat for ulike flow-situasjoner. Nullnivå, maksnivå og 1-3 mellompunkter Parameter Måling 1 Måling 2 Måling 3 Måling 4 Måling 5 Måling 6 Høyde over bunnen (cm) 9,3 15 20 25 30 34,5 Vannmengde fra formel (m 3 /h) 32,2 68,5 107,9 153,4 204,7 255,3 Målt på display (m 3 /h) 37,9 71,9 111,7 160,4 208,8 257,0 % feil i målt vannmengde på 15 % *) 5 % 3 % 5 % 2 % 1 % vannmåler 1 m 3 på telleverk 66,3 86,2 69,7 114,5 50,1 31,8 (sek) (3 m 3 ) (5 m 3 ) (5 m 3 ) Tilsvarende vannmengde 31,4 71,9 113,2 162,9 208,8 258,2 (m 3 /h) % feil målt i vannmengde i telleverket -3% 5 % 5 % 6 % 2 % 1 % 10 10
Målerens signaloverføring Gjennomføre konkrete undersøkelser av hele signalkjeden fra nivåmåler til pc avlesning Riktig kalibrert signaloverføring? Er det samme resultat på pc som på vannmåleren? Kontrollere lagringsfunksjonen i forhold til avlesning Hvilke timer regnes som siste døgn? Rapport Beskrive metoden og hvilke elementer målesystemet består av Gjerne bilder og figurer, samt vise plassering Grundig beskrive undersøkelsene som er gjort, helst så godt at de kan repeteres av andre med samme resultat Hvor ble undersøkelsene utført? Av hvem? Når? Hvilken metode ble brukt? Hvilket utstyr ble brukt? Vurdering av utstyr og metode Noen vanskeligheter? Hvor presist ble det? Alle resultater Vurdering av resultatene med konklusjon Vurdering av feilkilder Samsvarsvurdering Konklusjon (Konkludere ift usikkerhet og om måleren godkjennes) 10 11
Målefeil Grove feil Systematiske feil (regelmessige) Tilfeldige feil (uregelmessige) g Grov feil Middelverdi av målinger Systematisk feil Sann verdi 0 Vedlikehold Valideringen bør danne grunnlag for vedlikeholdsplan Hvilke elementer er kritiske for god måling? Er disse utsatt for påvirkning av drift? Hvilket vedlikehold bør utføres? Hvilken frekvens? 10 12
Vanlige feil Har ikke satt seg inn i (eller kan ikke) måleprinsippet og hvilke elementer målesystemet består av Krav til teknisk ledelse Les standarden! Mangelfull beskrivelse av valideringen Undersøker bare deler av målesystemet, ofte bare en enkelt av følgende: geometrisk utforming Signaloverføring Vanlige feil forts. Inkluderer ikke vurdering av måleområde Mangler feilanalyse (vurdering av usikkkerhet og feil) Mangler konklusjon 10 13
Anbefaling Bruk standardisert vannmengdemåler Pass på at strømningsforholdene er i samsvar med krav i standarden d Måleområde tilpasset variasjon i tilrenningen Sett deg godt inn i måleprinsippet og planlegg valideringen slik at du inkluderer alle elementer Ikke vær redd for å bruke mye tekst og bilder i valideringen Konkluder! 10 14