Messung des Wasserstands - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 63

auf beiden Seiten der Messmembran der gleiche atmosphärische Druck einstellt und
so seine Wirkung aufgehoben wird und die Auslenkung der Membrane nur durch
den hydrostatischen Druck verursacht wird. Die durch den Wirkdruck auf die Mem-
brane erzeugte kapazitive Änderung wird an die in der Drucksonde vorhandene
Elektronik und den zugehörigen Controller weitergegeben. Dieser leitet daraus den
hydrostatischen Druck ab und errechnet daraus unter Berücksichtigung der aktuel-
len Temperatur, die mit einem Temperatursensor in der Drucksonde parallel erfasst
wird, der Dichte und der Erdbeschleunigung (s. Gl. (3.8)) den zugehörigen Wasser-
stand als gesuchte Messgröße.
Obwohl die Absolutdruckmessmethode einige Vorteile hat - insbesondere ist sie
technisch einfacher (keine Kapillare im Anschlusskabel, keine feste Kabellänge)
und billiger in der Herstellung - wird heute im gewässerkundlichen Messdienst
fast ausschließlich das relative Verfahren der Differenzdruckmessung eingesetzt.
So gehören die als Beispiele angeführten Geräte alle zu dieser Kategorie, da die
Handhabung für den Benutzer mehrere Vorteile hat, insbesondere ist kein Postpro-
cessing der Messdaten notwendig und die aktuellen Messdaten können direkt vor
Ort abgelesen werden. Außerdem ist das Absolutdruckverfahren weniger genau, da
zwei Sensoren verwendet werden, die zwangsläufig beide individuelle Fehlerquel-
len aufweisen.
Technische Daten: Bei allen Sondentypen und Geräteherstellern stehen verschie-
dene Standardschnittstellen (4-20 mA, SDI-12, RS-485) als Ausgang zur Verfü-
gung, um die Daten auf handelsübliche Datalogger vor Ort zu speichern und/oder
per Fernübertragung zu einem Kontrollzentrum zu transferieren.
(Details hierzu können den Firmenunterlagen entnommen werden).
Die Betriebstemperatur kann zwischen −25 und +70 °C schwanken, d. h. die
Geräte sind in gemäßigtem Klimabereich uneingeschränkt einsatzfähig.
Drucksonden sind von der Bauart her meist relativ dünne zylindrische Rohre;
die Außenmaße erstrecken sich von 22 bis 45 mm; sie brauchen jedoch eine grö-
ßere Länge (180-300 mm), da die gesamte Elektronik in der Sonde enthalten ist.
Die Sondenkörper sind aus Edelstahl oder Aluminium hergestellt, so dass Druck-
sonden auch in aggressiven Wässern (z. B. bei Kläranlagen) eingesetzt werden
können.
Für die Stromversorgung reichen 3,6 V- bzw. 12 V-Batterien.
Der Messbereich erstreckt sich von 0-40 m Wassersäule; um die bestmögliche
Messgenauigkeit zu erreichen, sind Messbereiche (0-4, 0-10, 0-20, 0-40 m WS)
festgelegt. Als Faustregel gilt, je enger der Messbereich, desto besser ist die Genau-
igkeit des Gerätes bezüglich Auflösung, Linearität und Hysterese, Langzeitstabilität
und Nullpunktdrift, da diese immer relativ zum Messbereichsendwert angegeben
werden.
Bei der Kalibrierung von Drucksonden ist besonders hervorzuheben, dass hier
herstellerseits die Entwicklung sehr weit fortgeschritten ist. So werden heute zur
Qualitätskontrolle und zum individuellen „Eichen“ der einzelnen Messgeräte sog.
„Drucknormale“ verwendet. Dies sind je nach Genauigkeitsklasse bevorzugt Kol-
benmanometer oder Referenzdruckaufnehmer mit hochpräzisen Dehnungsmess-