Kontinuierliche Erfassung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 414

ser länger als 10 min von der Störstelle bis zum Messpfad fließen sollte, um sich
von Luftblasen zu befreien.
Biogener Lufteintrag kann durch Blasen von Faulgas sowie durch Sauerstoff
produzierendes Phytoplankton und Zooplankton entstehen. An heißen Sommerta-
gen können sie die Messgenauigkeit eines Ultraschallgeräts beeinflussen, indem sie
das akustische Signal dämpfen. Typisch hierbei ist, dass die Messwerte nur tagsüber
ausfallen.

Vegetation: Vegetation in der Messlinie, wie z. B. Teichrosen, verhindern die
Schallausbreitung und müssen entfernt werden.

Schiffsverkehr: Die Messstelle kreuzende Schiffe unterbrechen die Schallaus-
breitung nur kurzzeitig und haben bei in der Regel verwendeten Integrationszeiten
(z. B. 15 min.) keine nennenswerten Auswirkungen auf die Messergebnisse.

Infrastruktur: Für die Errichtung einer Messstation stellt die vorhandene Infra-
struktur ein weiteres wichtiges Auswahlkriterium dar. So sind vorhandene Mög-
lichkeiten der Stromversorgung und ein bereits vorhandenes Übertragungskabel
nützlich und Kosten sparend.
Aus den Ausführungen über mögliche Restriktionen beim Einsatz des Ultra-
schall-Laufzeitverfahrens ist zu folgern, dass daher, bevor ein solches Messsystem
installiert wird, auf jeden Fall eine detaillierte Evaluierung der Messstelle im Hin-
blick auf ihre Eignung für die Ultraschalltechnik durchgeführt werden sollte; Bei-
spiele für entsprechende Fragebogen enthalten (Instromet 2006 ; Quantum 2008 ).

5.5.3.3 Messtechnik

Die akustischen Schallwellen werden, wie in Kap. 3.5.5 erläutert, mit Hilfe des
piezoelektrischen Effekts in Membranen, die meist aus Quarzkristallen bestehen,
erzeugt. Diese „ Wandler “ genannten Elemente (s. Abb. 5.74 ) senden durch einen
Hochspannungsimpuls erregt außerordentlich kurze akustische Impulse und sind
auch in der Lage, entsprechende Impulse zu empfangen, indem sie einen akustischen
Impuls, der auf ihre Oberfläche trifft, in einen elektrischen Impuls zurückverwan-
deln, d. h. Ultraschallwandler fungieren als Sender und Empfänger. Die Resonanz
des verwendeten Materials und die Abmessungen des Wandlers bestimmen dessen
Resonanzeigenschaften. Entsprechend ihrer Resonanzfrequenz gibt es daher Ultra-
schallwandler verschiedener Frequenzklassen zwischen 28 und 500 kHz. Abb. 5.82
(kleines Bild) zeigt einen typischen Wandler in Halbkugelform (mehr Details hierzu
s. Stedtnitz 1992a , 1992b ; Skripalle 2006 ; Quantum 2008 ).
Zur Messung der Laufzeiten gibt es unterschiedliche technische Lösungen, wie
das Frequenzband- und das Impulsverfahren. Beim Frequenzbandverfahren wird
eine definierte Frequenzfolge in das Gewässer abgegeben und dessen Laufzeit vom
Sender zum Empfänger gemessen. Beim Impulsverfahren wird die Laufzeit eines
kurzzeitigen Schallimpulses mit einer definierten Frequenz gemessen (vgl. auch
Ultraschall-Puls-Verfahren in Kap. 4.5.6).