Kontinuierliche Erfassung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 447

Abb. 5.106 Installation der
vorgefertigten Feldspule
Das Einlegen der Schutzfolie im Flussbett erfordert i. d. R. die Umleitung des
Gewässers. Diese Umleitung ist meist nicht ohne aufwändige bauliche Maßnahmen
möglich, so dass der Preis für die Installation eines solchen MID für offene Gerinne
in der Vergangenheit bis zu fünf Mal höher als der Gerätepreis war.
Daher wurde versucht, integrierende magnetisch-induktive Systeme zu entwi-
ckeln, die ohne die Installation einer Schutzfolie auskommen. Hierzu wurde in den
Jahren 1993-1998 gemeinsam mit Marsh-McBirney (USA), einem der führenden
Hersteller von MID-Systemen, an der Fürwiggetalsperre ein entsprechender Proto-
typ installiert und in der Praxis getestet (Sévar 1992 , Morgenschweis u. Sévar 1995 ;
Morgenschweis 1997 ).
Abbildung 5.105 zeigt den Lageplan und Querschnitt des integrierenden magne-
tisch-induktiven Durchflussmesssystems, Abb. 5.106 die Verlegung der in den USA
vorgefertigten Feldspule.
Die Windungen der Spule werden mit einem Strom von 3 bis 5 A gespeist. Der
rechteckförmig verlaufende Strom wird mit einer Frequenz von 6¼ Hz getaktet und
ermöglicht damit während einer Messphase magnetische Gleichfeldstärken zwi-
schen 30 und 100 A/m. Die so im Wasser induzierte Rechteckspannung (5-100 µ V)
wird mit Streifenelektroden an den Seiten des Gerinnes abgegriffen, durch entspre-
chende Filterungsmaßnahmen von Störspannungen befreit und dem Durchfluss-
rechner zur Auswertung übergeben. Die Verlegung der Signalleitungen war dabei
mit äußerster Sorgfalt vorzunehmen, damit die Gegeninduktivität zur Feldspule
minimal wird. Extrem hohe Anforderungen wurden auch an die Elektronik gestellt:
Die hochempfindlichen Eingangsverstärker, die im Normalfall für Differenzspan-
nungen von wenigen Mikrovolt dimensioniert sind, dürfen auch von den auftreten-
den Potentialdifferenzen bei einem Blitzeinschlag in unmittelbarer Nähe der Elek-
troden nicht zerstört werden. Entsprechende Überspannungs-Schutzbeschaltungen
bzw. Blitzschutzmaßnahmen wurden daher eingebaut.
Nach 1½-jähriger Testphase zeigten sich schwankende Instabiltäten und eine
langsame Drift des Signals. Die Signaldrift konnte durch eine Reduzierung der Spu-
leneinspeisefrequenz auf 3¼ Hz und den Einbau eines neu entwickelten digitalen