Messung des Wasserstands - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 83

3.5.7 Weitere Verfahren zur Wasserstandserfassung

Einführung: In diesem Kapitel sollen physikalische Messverfahren angeführt
werden, die in der technischen Füllstandsmessung in der Prozessindustrie heute
schon im praktischen Einsatz sind, für Wasserstandsmessungen in offenen Gerinnen
jedoch aus verschiedenen Gründen (Sicherheit, raue Umweltbedingungen, Messbe-
reich, Kosten etc.) im gewässerkundlichen Messwesen bisher (noch) nicht genutzt
werden. Es ist nicht auszuschließen, dass das eine oder andere Verfahren so weiter-
entwickelt wird, dass es in naher Zukunft auch für Wasserstandsmessungen in offe-
nen Gerinnen Anwendung findet. Die Entwicklung der Nutzung des Radarprinzips
ist ein Beispiel dafür aus der jüngeren Vergangenheit.

3.5.7.1 Wasserstandsmessung unter Nutzung elektrischer Eigenschaften

Hierzu rechnen kapazitiv -elektrische Verfahren, bei denen die mit der Eintauch-
tiefe sich verändernde elektrische Kapazität als Maß für den Wasserstand erfasst
wird sowie Systeme zur direkten oder indirekten Messung des elektrischen Wider-
stands , der sich beim Feuchtwerden bestimmter Materialien verändert, so dass die
benetzte Länge als Maß für den Wasserstand herangezogen werden kann. Beide
Systeme kommen in der industriellen Füllstandsmessung in mehr oder weniger ge-
schlossenen Räumen zum Einsatz, werden in offenen Gerinnen jedoch sehr selten
eingesetzt, zumal sie nach DIN EN ISO 4373 ( 2009 ) keinen Preis-Leistungsvorteil
gegenüber den übrigen vorgestellten Messsystemen aufweisen.

3.5.7.2 Wasserstandsmessung mit Laser

Betrachtet man die optischen Verfahren der industriellen Füllstandsmessung (Feh-
renbach 1990 , S. 157 ff), so erscheinen nach dem heutigen Stand des Wissens le-
diglich die Verfahren mit gebündeltem Licht, d. h. Laser, für die Hydrometrie von
Interesse.
Das Messprinzip ist prinzipiell mit dem Ultraschall-Echolot und dem Mikrowel-
lenradar vergleichbar. Es handelt sich ebenfalls um ein berührungsloses Verfahren, es
basiert ebenso auf einer Laufzeitmessung, jedoch wird hier mit Messlicht gearbeitet.
Analog zur Radartechnik in Kap. 3.5.6 wird das Impuls-Laufzeitverfahren zur kon-
tinuierlichen Entfernungsmessung eingesetzt. (In der Geodäsie wird im Übrigen die
gleiche Methode zur Distanzmessung verwendet). Die Laufzeiten, um die es sich
beim Einsatz von Laser handelt, sind naturgemäß sehr kurz, sie liegen im Nano- bis
Picosekundenbereich, da Licht sich mit rd. 3,3 ns/m ausbreitet. Mit Hilfe schneller
elektronischer Bauteile und entsprechender Signalverarbeitung kann dieses Problem
heute jedoch auch bei kurzen Entfernungen ausreichend genau gelöst werden.
Der Messbereich liegt zwischen 1 und 30 m bei einer Auflösung von <1 cm.
Störeinflüsse von der durchleuchteten Luftsäule zwischen Geber und Wasser-