Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 215

über Jahrhunderte das Standardgerät zur Geschwindigkeitsmessung im gesamten
Wasserbereich (Gewässerkunde, Abwasser, geschlossene Rohrleitungen). Es ist na-
hezu universell einsetzbar und auch heute noch weltweit verbreitet im Einsatz. Für
den Einsatz und die Pflege sowie die Kalibrierung gibt es internationale Standards
(DIN EN ISO 748 2008 ; ISO 2537 2007; ISO 3455 2007 ). Grenzen des Einsatz-
bereichs ergeben sich zum einen aus der Anlaufträgheit der Flügel kleine Fließ-
geschwindigkeiten (v < 2 bis 3 cm/s) und zum anderen durch Verkrautung im Ge-
wässer, die die Messung mit rotierenden Schaufeln stark erschwert bzw. unmöglich
macht. Ansonsten kann bei Einhaltung aller vorgegebenen Einsatzbedingungen ein
gut geschultes Messpersonal Messungen mittlerer Genauigkeit erreichen. Messun-
gen mit hydrometrischen Flügel sind personalintensiv (vgl. Tab. 4.15 ).
Unter Randbedingungen, bei denen der Einsatz von Messflügeln nicht möglich
ist, bieten sich magnetisch-induktive Strömungssonden (MID-Sonden) an, die nach
dem Faradayschen Induktionsgesetz arbeiten und im Prinzip ausnutzen, dass Was-
ser eine elektrisch gut leitende Flüssigkeit ist. Die MID-Sonden kommen ohne be-
wegliche Teilkomponenten aus und haben den messtechnisch großen Vorteil, dass
die durch das fließende Wasser induzierte Spannung direkt proportional der Fieß-
geschwindigkeit ist. Nachteilig ist, dass das Wasser des zu messenden Gewässers
eine minimale elektrische Leitfähigkeit von 5 µS aufweisen muss. Die Durchfüh-
rung von MID-Sondenmessungen geschieht analog zur Flügelmessung (am Ge-
stänge oder seltener am Seil), die Gerätekosten sind vergleichbar. Die erreichbare
Messgenauigkeit ist eine Klasse höher einzuschätzen als bei Flügelmessungen (s.
Tab. 4.15 ).
Als drittes Messsystem, das sich in gleicher Weise wie der althergebrachte Flü-
gel einsetzen lässt, sind die Ultraschall-Doppler-Strömungssonden zu nennen, die
wie die MID-Sonden ohne rotierende Bauteile auskommen, jedoch nur dann eine
für gewässerkundliche Zwecke ausreichende Genauigkeit erreichen, wenn sie nach
dem Doppler-Pulsverfahren in Kombination mit der Korrelationsmethode arbeiten;
dies wird von allen Geräte der neueren Entwicklungsgeneration erfüllt. Erschwe-
rend ist, dass beim Einsatz von Ultraschall Temperatur- und Salzgehaltsänderungen
des zu messenden Wassers messtechnisch kompensiert werden müssen. Werden all
diese Anforderungen eingehalten, kann mit Ultraschall-Doppler-Strömungssonden
der neuen Generation eine mit dem Messflügel vergleichbare mittlere Genauigkeit
erreicht werden (vgl. Tab. 4.15 ).
Der Einsatz von Schwimmern , deren Laufzeit über eine Gewässer-Messstrecke
als Maß für die Fließgeschwindigkeit gemessen wird, und von Pendeldurchfluss-
messern , die über das Drehmoment den Strömungswiderstand eines in Wasser ge-
brachten Körpers als Maß für die Fließgeschwindigkeit erfassen, beschränkt sich
auf Messungen unter speziellen Randbedingungen. So werden Schwimmer bei
Hoch- oder Niedrigwasser bevorzugt eingesetzt, d. h. bei Strömungssituationen, die
für die ersten drei genannten Messsysteme problematisch sind. In der Praxis werden
Schwimmer jedoch vor allem wegen ihres geringen gerätemäßigen Aufwands bei
Ersterkundungen bzw. bei wasserbaulichen Planungsfragen zur detaillierten Ermitt-
lung von Strömungsbahnen eingesetzt. Bei beiden Einsatzbereichen stört die relativ
hohe Ungenauigkeit des Verfahrens nicht primär. Der Tauchstab nach Jens als sehr