Kontinuierliche Erfassung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 466

Grundsätzlich kann das Verfahren der Durchflussmessung mit Luftblasen mobil
zu Kalibrier- und Kontrollzwecken oder kontinuierlich an einer Durchflussmess-
stelle eingesetzt werden. Da bei beiden Anwendungen das gleiche physikalische
Grundprinzip zugrunde liegt, wird auf Kap. 4.7.3 („Durchflussmessung mit auf-
steigenden Luftblasen“) verwiesen, in dem das Messprinzip ausführlich dargestellt
wird (Thon 1966 ). Im folgenden Kapitel werden daher die Grundlagen lediglich
kurz angerissen, wohingegen die spezifischen Erweiterungen, die durch den kon-
tinuierlichen Einsatz entstehen, ausführlich behandelt werden. Da zum heutigen
Zeitpunkt für die kontinuierliche Durchflussmessung in offenen Gerinnen mit Luft-
blasen nur ein System, nämlich VISAB (= Abkürzung für „ Vis uelle Ab flussmes-
sung“), einsetzbar ist, basieren die folgenden Ausführungen im Wesentlichen auf
Publikationen aus der Arbeitsgruppe, die dieses Verfahren am Institut für Wasser-
bau und Wasserwirtschaft der TU Berlin und in der Fa. Hydro-Consult, Berlin, ent-
wickelt hat (Franke, Skripalle u. Frey 1992 ).

5.8.2 Messprinzip

Abbildung 4.121 in Kap. 4.7.3 verdeutlicht das Grundprinzip der Nutzung von auf-
steigenden Luftblasen. Danach werden künstlich erzeugte Luftblasen an der Sohle
eines Gewässers zum Ausperlen gebracht. Während ihres Aufstiegs von der Sohle
zur Wasseroberfläche werden sie in Strömungsrichtung um den Betrag abgetrieben,
welcher der örtlichen Geschwindigkeit an dieser Stelle entspricht. Es konnte nach-
gewiesen werden, dass - unter der Annahme einer konstanten Aufstiegsgeschwin-
digkeit der Luftblasen - die durch die Abdrift gegenüber der Lotrechten des Start-
punkts entstandene Fläche (Abb. 4.121) proportional dem Gesamtdurchfluss ist.
Nach Gl. (5.77) berechnet sich der Gesamtabfluss danach zu:



b

(5.77)

Q = u s s ( b ) db = u s · S

0

mit

u S = Aufsteigegeschwindigkeit der Luftblasen [m/s]
S = Abdriftfläche [m²]
b = Gewässerbreite [m].

Zur Gesamtdurchflussermittlung wird das Bild der an der Oberfläche schwimmen-
den Luftblasen kontinuierlich mit Hilfe einer Videokamera aufgenommen und di-
gital weiterverarbeitet. In Abb. 5.117 ist das Messprinzip schematisch dargestellt,
Abb. 5.118 verdeutlicht den Messvorgang, insbesondere die Blasenabdrift, anhand
einer Demonstrationsanlage, mit der das Messverfahren auf der Ausstellung „Was-
ser Berlin“ 1993 vorgestellt wurde.