Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 222

In dem zylinderförmigen Sondenkopf sind die Elektronik, eine Uhr, ein Ther-
mometer, ein Pendel sowie ein Magnetkompass untergebracht. An einem Ende des
Zylinders sitzen vier Ultraschallwandler aus Keramikplatten (s. Abb. 4.77 ), die in
schnellem Wechsel als Sender und Empfänger von Ultraschallimpulsen arbeiten.
Am oberen Ende befindet sich ein Stecker, an dem ein Kabel angeschlossen wird,
welches das ADCP-Gerät mit Strom (10,5 bis 18 V) versorgt und die Messdaten an
einen PC/Laptop weiterleitet.
Die in Abb. 4.77 dargestellte Messsonde hat ohne Bediengerät ein Gewicht von
7 kg, ist also leicht tragbar. Der Zylinder hat einen Durchmesser von 22,8 cm und
eine Gesamtlänge von 20,1 cm. Letzteres ist ein Maß für die minimale Messtiefe
des Geräts. Da die Sonde immer unter Wasser sein muss, vergrößert sich die Ein-
tauchtiefe so, dass z. B. bei diesem Gerätetyp die obersten 30 cm eines Gewässers
messtechnisch nicht erfasst werden.
Der Tiefenmessbereich der Geräte hängt neben der Geometrie der Sonde von der
verwendeten Frequenz ab. So gilt generell:

• je niedriger die Frequenz, desto größer ist die erreichbare Messtiefe, z. B. er-
reicht der River Surveyor von SonTek mit 250 kHz einen Tiefenmessbereich von
5,0-180 m, und

• je höher die Frequenz, desto geringer ist die maximale Messtiefe, aber auch

die minimale Messtiefe von der Wasseroberfläche aus; so liegt z. B. bei einen
1.200 kHz-Rio Grande von Teledyne/RD Instruments der Messbereich zwischen
0,3 und 21 m oder bei einem 3.000 kHz River Surveyor von SonTek zwischen
0,3 und 6 m.

Messverfahren: Es gibt grundsätzlich zwei Varianten der Durchführung von
Durchflussmessungen mit ADCP-Geräten:

1. das Moving Boat-Verfahren (Kap. 4.6.2.2),
2. das Lotrechten-Verfahren (Kap. 4.6.2.3).

Die dabei eingesetzten Messgeräte können die gleichen sein; ebenso wird die Ge-
schwindigkeit nach dem Puls-Doppler-Prinzip gemessen und daraus der Gesamt-
durchfluss eines Querschnitts ermittelt. Der Ablauf der Messung sowie die dabei
erfassten Daten sind jedoch sehr verschieden.

4.6.2.2 ADCP-Messung nach dem Moving Boat-Verfahren

Einführung: Das Moving Boat-Verfahren kann grundsätzlich mit allen Geschwin-
digkeitsmessgeräten, die integrierende Messung erlauben, durchgeführt werden und
wird daher in Kap. 4.6.4 allgemein behandelt. Da ADCP-Messungen jedoch bevor-
zugt nach diesem Verfahren durchgeführt werden und dabei einige gerätespezifi-
sche Besonderheiten auftreten, werden diese hier vorgestellt. Die Ausführungen zu
den Grundlagen der integrierenden Durchflussermittlung mit dem ADCP nach dem
Moving Boat-Verfahren basieren auf Schulungsunterlagen, die mir freundlicher-
weise Matthias Adler, der sich seit 20 Jahren intensiv mit diesem Thema befasst und