DE29608551U1

DE29608551U1 - Meßvorrichtung mit absenkbarer Meßsonde, insbesondere für Grundwassermessungen

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Publication number: DE29608551U1
Application number: DE29608551U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-12
Filing date: 1996-05-12
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2006-05-13

Description

Beschreibung

Heßvorrichtung mit absenkbarer Meßsonde, insbesondere für Grundwas s erme s sungen

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung mit absenkbarer
Meßsonde, insbesondere für Grundwassermessungen, gemäß den
Oberbegriffliehen Merkmalen des Anspruches 1.

Derartige Meßvorrichtungen werden insbesondere zur Überwachung der Wasserqualität von Grundwasser und Brunnen benutzt. Die
Meßsonde einer solchen Meßvorrichtung wird an einem Kabel von
einer Ausgangsstelle, insbesondere einem Meßrohr oder einem
Brunnenkopf, bis zu einer vorbestimmten Tiefe in das Grundwasser abgesenkt und durch eine Haltevorrichtung an der oberen
Ausgangsstelle befestigt.

Eine derartige Meßvorrichtung mit absenkbarer Meßsonde ist aus der DE-U-94 04 359 bekannt. Hierbei wird die als zylindrischer Sondenkörper ausgebildete Meßsonde an einem Kabel in ein
Brunnenrohr abgesenkt. Die Meßsonde weist mehrere Öffnungen auf, durch die das zu untersuchende Wasser die Sensoren im Inneren
des Sondenkörpers erreichen kann. Ein derartiger Sensor ist im allgemeinen als Drucksensor aufgebaut, so daß aus dem erfaßten Meßwert über den hydrostatischen Wasserdruck auf den Wasserstand im Brunnen geschlossen werden kann. Eine hierfür erforderliche Druckausgleichsleitung ist in einem Strang zusammen mit
Signalleitungen von der Meßsonde ausgehend zum oberen Ende der Meßvorrichtung geführt. Um hierbei jeweils ein Hochziehen und
Öffnen der Meßsonde zu vermeiden, also weitgehend eine
wartungsarme Meßvorrichtung zu schaffen, wird hierbei
vorgeschlagen, daß das obere Ende der Druckausgleichsleitung in einen luftdichten Hohlraum mündet.

Weiterhin ist hierbei beschrieben, daß das die

Druckausgleichsleitung für den Drucksensor aufnehmende Zugkabel auch Signalleitungen zur Übertragung der von der Meßsonde
aufgenommenen Meßdaten, sowie auch Leitungen für die

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Energieversorgung der Sensoren und/oder eines Motors im Sondenkörper aufweist. Das Zugkabel ist dabei über eine Steckverbindung lösbar und zugbelastbar mit der oberen Halterung verbunden, die eine serielle Schnittstelle zur Ankoppelung der Signalleitungen an ein externes Anzeige- und/oder Lesegerät, bevorzugt einen Mikrocomputer, aufweist.

Obwohl sich diese Meßvorrichtung mit absenkbarer Meßsonde grundsätzlich bewährt hat, sind die mit dem Drucksensor festgestellten Wasserstände häufig aufgrund wechselnder Umweltbedingungen, wie Luftdruck, Temperatur und dgl., nicht hinreichend genau erfaßbar. Zudem ist der Drucksensor zur Wasserpegelmessung aufgrund der geforderten Genauigkeit relativ aufwendig.

Darüberhinaus sind zur Überwachung von Füllständen und Pegeln auch Radar-Meßvorrichtungen bekannt, die jedoch (noch) relativ aufwendig sind, insbesondere wegen der erforderlichen Antenne und dem Radar-Sende-/Empfangskopf, mit dem eine Messung des Phasendurchganges erfolgt. Insbesondere bei durchmesserkleinen Meßstellen ist diese an sich sehr genaue, jedoch relativ große Meßvorrichtung häufig nicht einsetzbar.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung mit absenkbarer Meßsonde zu schaffen, die einfacher und kostengünstiger aufgebaut ist, sowie genaue Meßresultate für den Wasserstand liefert.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Meßvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Durch die Verwendung eines einfachen Maßbandes mit integrierten Signal-/Versorgungsleitungen, insbes. in Verbindung mit einem einfachen Kontaktschalter als absenkbare Meßsonde, ist der Wasserstand an der Meßstelle exakt ablesbar. Zudem genügt zur Versorgung des Kontaktschalters an der Spitze der Meßsonde eine relativ einfache Stromversorgung, die innerhalb des Maßbandes verläuft. Hierdurch kann der Durchmesser der Meßsonde zudem

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reduziert werden und der Bauaufwand für die Meßsonde erheblich reduziert werden. Zudem können die Versorgungsleitungen für die Meßspitze auch zur Datenübertragung benutzt werden, insbesondere zur signalübertragung und Ein-/Ausschaltung von an der Meßsonde angeordneten Sensoren. Insbesondere kann durch den Verzicht auf den Drucksensor für die Wasserstandsmessung die Meßsonde miniaturisiert werden bzw. bei vorgegebenem Bauraum für andere Sensoren, wie Thermometer, Strömungsmesser, Trübungsmesser oder Probennehmer, verwendet werden. Bei der Verwendung von Lichtwellenleitern als Signalleitung können zudem große Datenmengen von der Meßsonde sehr rasch übertragen werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Meßvorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert und beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Meßvorrichtung;

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführung des Maßbandes; und Fig. 3 eine abgewandelte Ausführung des Maßbandes.

In Fig. 1 ist eine Meßvorrichtung 1 mit einer absenkbaren Meßsonde 2, insbesondere für Grundwassermessungen schematisch dargestellt. Die absenkbare Meßsonde 2 ist mittels eines Maßbandes 3 mit einer an der Erdoberfläche vorgesehenen Anschlußstelle 4 verbunden. An dieser Meß- oder Anschlußstelle ist das Maßband 3 auf einer Haspel 5 aufwickelbar, in der eine Elektronikbox 4a integriert sein kann, hier jedoch zur besseren Übersicht getrennt dargestellt ist. Zudem ist eine Batterie 4b zur Stromversorgung der Meßsonde 2 über das Maßband 3, nämlich mittels integrierter Signal- und Versorgungsleitungen 3a, 3b, vorgesehen. Weiterhin kann an der Elektronikbox 4a wenigstens eine Schnittstelle 4c zu einem Mikrocomputer zur Auswertung der Meßdaten vorgesehen sein.

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An der Anschlußstelle 4, &zgr;. B. an dem Gehäuse dieses Meßortes ist bevorzugt eine Codierung 12, insbesondere als Barcode angebracht, die mittels eines Lesestiftes 11 zur Identifizierung der Meßstelle, also z. B. eines von tausenden von Grundwasserrohren abgetastet wird. Diese Adressen-Codierung wird zusammen mit den über die Signalleitung 3a übertragenen Meßdaten der Meßsonde 2 auf einen tragbaren Rechner 10 überspielt, ggf. nach datentechnischer Aufbereitung durch die Elektronikbox 4a. Der Rechner 10 kann dabei an die Schnittstelle 4c angekoppelt werden, oder an eine alternative Schnittstelle 4c' an der Haspel 5 angesteckt werden, wie dies mit dem Bezugszeichen 10' angedeutet ist. Die Datenübertragung bzw. Datenabfrage kann jedoch auch drahtlos erfolgen, z. B. per Funk oder Infrarot, wobei dann die Schnittstelle 4c als entsprechender Sender ausgebildet ist. Hierdurch wird die Archivierung und Auswertung in einer Datenbank erheblich vereinfacht.

In der Meßsonde 2 ist ebenfalls eine Puffer-Batterie 2a vorgesehen, die zur Stromversorgung wenigstens eines Sensors oder Datenaufnehmers 2b und eines Datenspeichers 2c zur Abspeicherung der erfaßten Meßdaten dient. Zudem kann dem Datenspeicher 2c ein Analog-/Digitalwandler und ein Mikroprozessor zugeordnet sein, um die Meßdaten zu digitalisieren und/oder bestimmte Meßroutinen durchzuführen. An den Sensor bzw. Datenaufnehmer 2b sind über eine (oder mehrere) Koppelstelle(-n) 2d weitere Probenaufnehmer, z. B. für den Sauerstoffgehalt, modulartig ankoppelbar bzw. auswechselbar.

Nach Feststellung des Grundwasserspiegels mit einem Kontaktschalter 6 und Ablesen des Pegelstandes an der oberen Anschlußstelle 4 bzw. Elektronikbox 4a und/oder automatischer Erfassung kann dann die Meßsonde 2 weiter abgesenkt werden, um beispielsweise bei einer Grundwassertiefe von 2 m eine bestimmte Probe zu entnehmen, beispielsweise eine Temperaturmessung durchzuführen oder eine bestimmte Menge an Grundwasser zur weiteren chemischen Untersuchung zu entnehmen. Hierzu ist bevorzugt ein Antriebsmotor 7 an der Meßsonde 2 angeschlossen,

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mit der eine genau definierte Grundwassermenge entnommen werden kann. Die Energieversorgung erfolgt dabei über die Versorgungsleitungen 3b, die in dem Maßband 3 integriert sind.

In Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Maßbandes 3 mit den Signal-/Versorgungsleitungen 3a und 3b gezeigt. Wie ersichtlich, sind die beiden Signal-/Versorgungsleitungen 3a, 3b an den Seitenkanten des Maßbandes 3 angeordnet und mit einer transparenten Beschichtung oder Ummantelung 8, vorzugsweise aus elastomerem Material, versehen. Zu der Meßsonde 2 hin, die in einfachster Weise den Kontaktschalter 6 aufweist, ist zudem ein Knickschutz 9 vorgesehen. Die Ummantelung 8 des Maßbandes 3 und der Signal-/Versorgungsleitungen 3a, 3b erfolgt hierbei in vorteilhafter Weise in einem Co-Extrusionsverfahren, so daß die Herstellung besonders kostengünstig ist. Die beiden Signaller sorgungs leitungen 3a, 3b können dabei wechselweise auch zur Stromversorgung der Pufferbatterie 2a dienen und der taktweisen oder periodischen Abfrage von Meßdaten aus dem Datenspeicher 2c. Die digitale Datenübertragung über die Signalleitungen 3a, 3b kann hierbei auch im Multiplexverfahren erfolgen, so daß unterschiedliche Meßdaten im wesentlichen zeitgleich übertragen werden können.

In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Maßbandes 3 dargestellt, das hier im wesentlichen aus zwei sehr dünnen, flexiblen Stahlbändern 3' aus Federstahl gebildet ist. Die beiden Stahlbänder 3', jeweils in Form einer dünnen, zugfesten Deckfolie, tragen hierbei die Maßeinteilung bzw. Skalenmarkierungen. Zwischen den beiden Stahlbändern 3' sind die Signal-/Versorgungsleitungen 3a, 3b als Flachbandkabel isoliert eingebettet bzw. eingeklebt. Durch diese Konstruktion können beispielsweise drei oder mehr derartiger Signaller sorgungs leitungen 3a, 3b nebeneinander zwischen den beiden Stahlbändern 3' eingebettet sein. Die Herstellung erfolgt hierbei ebenfalls in einem einzigen Arbeitsschritt durch eine Ummantelung 8 mit einem transparenten, thermoplastischen Kunststoff. Die Signalleitungen 3a bzw. 3b können dabei auch als

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Lichtwellenleiter ausgebildet sein, wobei dann dem Datenspeicher 2c ein elektro-optischer Koppler zugeordnet ist.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 mehr als zwei Signaller sorgungs leitungen 3a, 3b an dem Maßband 3 angebracht werden können, beispielsweise auf der jeweiligen Mitte der Flachseite, so daß die Ablesbarkeit des Maßbandes 3 kaum gestört wird. Ebenso können bei nur einseitiger Bedruckung oder Beschriftung des Maßbandes 3, das gemäß der Ausführungsform in Fig. 2 aus einem Gewebeband besteht, an der Rückseite mehrere derartiger Signal-Versorgungsleitungen 3a, 3b angeordnet sein. Hierbei wird die Aufwickelbarkeit des Maßbandes 3 an der Haspel 5 kaum beeinträchtigt.

An der Elektronikbox 4a kann auch eine Abtasteinrichtung 4d vorgesehen sein, die die Markierungen bzw. Skala des Maßbandes 3 abtastet, bevorzugt auf optischem oder auch magnetischem Wege. Hierdurch ist eine automatische Messung möglich, z. B. Absenkung der Meßsonde 2 auf 48 m, dann auf 52 m, dann auf 58 m usw. Dabei kann die Haspel 5 mit einem Schrittmotor zur kontrollierten Absenkung der Meßsonde 2 durch Abwickeln des Maßbandes 3 und Längenüberwachung durch die Abtasteinrichtung 4d ausgerüstet sein. Hierdurch kann auch das Hochziehen der Meßsonde 2, insbesondere aus großen Tiefen erleichtert werden, wenn z.B. einer der modulartig aufgebauten Probennehmer 2b mit standardisierter Koppelstelle 2d ausgewechselt werden soll.

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Claims

-1 - Ansprüche

1. Meßvorrichtung mit absenkbarer Meßsonde, insbesondere für Grundwassermessungen, wobei die Meßsonde über wenigstens eine Signal-/Versorgungsleitung mit einer Auswerteeinheit an einer oberen Anschlußstelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (2) an einem Maßband (3) mit wenigstens einer integrierten Signal-/Versorgungsleitung (3a, 3b) befestigt ist.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-/Versorgungsleitung (3a, 3b) an den Seitenkanten des Maßbandes (3) angeordnet ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-/Versorgungsleitung (3a, 3b) zwischen zwei folienartigen, flexiblen Stahlbändern (3') des Maßbandes (3) eingebettet ist.

4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-/Versorgungsleitung (3a, 3b) und das Maßband (3) von einer transparenten Ummantelung (8) umgeben sind.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (2) einen hochohmigen Kontaktschalter (6) aufweist.

6. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (2) auswechselbare Probennehmer (2b) aufweist, die über die Signal-/Versorgungsleitung (3a, 3b) aktivierbar sind.

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7. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (2) einen Datenspeicher (2c) aufweist.

8. Meßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten periodisch aus dem Datenspeicher (2c) auslesbar sind.

9. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Maßband (3) zusammen mit den integrierten Signal-/Versorgungsleitungen (3a, 3b) an der oberen Anschlußstelle (4) an einer Haspel (5) aufwickelbar ist.

10. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitung (3a) durch einen Lichtwellenleiter gebildet ist.

11. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Anschlußstelle (4) eine Codierung (12), insbesondere ein Barcode zur Identifizierung des Meßortes angebracht ist.

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