Durchflussmessung mit dem Argonaut SW

Der Argonatu wurde zwischen 2009 und 2012 mit der Linksrheinischen Entwässerungsgesellschaft (LINEG) in einem Bach verbaut. Hierzu wurde der Sensor ins Gerinnebett eingelassen und mittels Stahlplatte fixiert. Der datenlogger wurde auf der seite eines Werkgeländes in einem Schaltschrank installiert und mit einer kontinuierlichen Stromversorgung versehen Der Sensor erfasste kontinuierlich die Fließgeschwindigkeit, die Wassertiefe uind berechnete das Durchflussvolumen auf Basis eines zuvor eingegeben Bachprofils. Alle Daten waren in Echtzeit über das Internetportal von TerraTransfer verfügbar und konnte automatisch zu Analyse- und Steuerungszwecken verwendet werden.

 

Überwacht wurde der Oberflächenabfluss in Siedlungsgebieten mit hohen Anteil an versiegelter oder teilversiegelter Fläche. Dabei war eine zeitlich hohe Auflösung wichtig um Schwankungen auf Basis von starkregenabhängigen Vorfluterabfllüssen zu Überwachen. Zuzüglich zum Argonauten wurden noch zwei Drucksonden installiert um Wasserstandsschwankungen in Relation setzen zu können.

Funktionsweise des Argonaut SW


Das Gerät misst die Fliessgeschwindigkeit des Wassers mit Hilfe der sog. Doppler Verschiebung. Das  Prinzip beruht darauf, dass eine Geräuschquelle sich relativ zum Empfänger (Receiver) bewegt. Die  Frequenz des Geräusches wird vom Receiver empfangen und durch die Bewegung des Geräusches wird eine Übertragungsfrequenz (transmit frequency) ermittelt. Der Argonaut SW ist ein „monostatischer“ Doppler, dass heißt der Umsetzer (transducer) ist gleichzeitig Transmitter und Empfänger. Der Umsetzter sendet kurze Impulse an die bekannte Geräuschfrequenz, welche sich durch das Wasser bewegt. Es werden schmale Lichtstrahlen ausgesendet und ein Großteil der ausgestrahlten Energie wird kegelförmig in einem kleinen Gradradius konzentriert. Sofern der ausgesendete Lichtstrahl im Wasser auf Partikel (z.B. Sedimente, Luftblasen etc.) auftrifft, wird dieser in alle Richtungen reflektiert.

Einige Lichtstrahlen bewegen sich entlang der Umsetzer Achse zurück, wo dieser dann die Lichtstrahlen empfängt. Der Argonaut SW misst daraufhin die Frequenzänderung des erhaltenen Signals. Das Doppler Signal gemessen von einem Umsetzer, bezieht sich auf die Geschwindigkeit des Wassers entlang der Achse des akustischen Lichtstrahles. Der Messort wo die momentane Messung durchgeführt wird, ist abhängig von der Zeit in der das Signal abgetastet wurde. Die Zeit seit Absendung des Lichtstrahles
zeigt auf, wie lang der Lichtstrahl bereits unterwegs ist und dadurch ist es möglich festzustellen, wo die Position des reflektierenden Partikels sich befindet. Die Messung des zurückkehrenden Signals zu  verschiedenen Zeiten mit Berücksichtigung des Übertragungsimpulses, ermöglicht es die  Wassergeschwindigkeit in verschiedenen Abständen zum Umsetzer zu erfassen.

Wichtiger Hinweis: Der Argonaut SW misst die Geschwindigkeit der Partikel im Wasser. Nicht die  Wassergeschwindigkeit an sich! Daher ist es nicht möglich die Geschwindigkeit zu messen, sofern keine Partikel im Wasser vorhanden sind. Falls sehr klares Wasser vorhanden ist, und dadurch wenige Partikel transportiert werden, kann die Messgenauigkeit reduziert werden. Um die Partikelkonzentration feststellen zu können, nutzen Sie das „SonUtils Beam Check module“.

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