Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 181

Dem steht jedoch entgegen, dass ein Argon-Ion-Laser hohe elektrische An-
schlussleistungen und möglicherweise eine Kühlwasserversorgung an der Einsatz-
stelle erfordert. Durch die Größe der Komponenten ergeben sich weitere Probleme
beim mobilen Einsatz. Außerdem sind solche Lasersysteme teuer.
Alle in diesem Abschnitt formulierten Bedingungen werden eher von einem La-
serdioden-System erfüllt. Diese Systeme sind inzwischen so weit entwickelt, dass
sie im Labor standardmäßig im Einsatz sind, die Nutzung in Freispiegelgerinnen
steht noch aus.
Abschließend sei noch einmal darauf hingewiesen, dass das Laser-Doppler-Ver-
fahren - wohl auch auf absehbare Zeit - nur für Punktmessungen zur Verfügung
steht. Scanning-Systeme, mit denen zumindest eine Messlinie abgetastet werden
kann, werden bisher von keinem Hersteller kommerziell angeboten.
Seit einigen Jahren ist eine neue Entwicklung auf dem Markt, die Zwei-Streu-
lichtstrahlenanordnung, bei der der Doppler-Effekt zweifach auftritt und genutzt
wird. Die Dopplerverschiebung, die das Laserlicht bei der Streuung an einem Parti-
kel erfährt, ist sehr gering im Vergleich zur Frequenz des ausgesandten Laserlichts
( f > 10 14 Hz). Diese hohen Frequenzen vermögen herkömmliche Detektoren nicht
aufzulösen. Daher nutzt man bei diesem Verfahren optische Referenzanordnungen,
bei denen das dopplerverschobene Streulicht mit unverändertem Laserlicht über-
lagert wird (Bonfig 2002 ). Zu diesem Verfahren gibt es jedoch bisher keine Erfah-
rungen beim Einsatz in Wasser.
Wegen der aufgezeigten Probleme ist die Geschwindigkeitsmessung mittels Laser
kosten- wie personalmäßig sehr aufwändig. Daher wird das Verfahren heute in der
Hydrometrie offener Gerinne nur für Detailuntersuchungen und als Ergänzung zu be-
reits angewendeten Verfahren sowie zur Kalibrierung anderer Messgeräte (vgl. Kali-
brierung von MID-Sonden in Kap. 4.5.5) eingesetzt; hier ist z. B. der FlowExplorer
von DantecDynamics (Abb. 4.51 ) zu erwähnen, der als Kompaktgerät neuerer Bauart
bevorzugt zur Kalibrierung von Windgeschwindigkeitsmessern (Anemometern) und
von Durchflussmessern in geschlossenen Rohrleitungen eingesetzt wird und in eini-
gen Ländern in diesem Bereich als nationaler Referenzstandard anerkannt ist.
Die Messunsicherheit von Laser-Doppler-Anemometern wird bei Gasmessung
kleiner als 0,1 % angegeben, d. h. das Verfahren ist hochgenau.
Abb. 4.51 Kompaktes
Laser-Doppler-Velocimeter
FlowExplorer zur eindi-
mensionalen Strömungs-
geschwindigkeitsmessung.
(Quelle: DantecDynamics
2009)