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TS1 Anleitung - UMS

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Bedienungsanleitung<br />

<strong>TS1</strong><br />

Tensiometer<br />

© <strong>UMS</strong> GmbH München, Version Februrar 2007


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

Gedruckt am: 15.12.2009<br />

2


Vorwort<br />

Der Erfolg jeder technischen Einrichtung ist unmittelbar von der sachgerechten<br />

Anwendung abhängig. Andererseits müssen die Messsysteme zuverlässig,<br />

langlebig und wartungsarm sein, um zielorientierte Ergebnisse zu liefern und<br />

um den Betreuungsaufwand minimal zu halten.<br />

Zu Beginn einer Messaufgabe oder eines Forschungsprojektes müssen aus der<br />

Zieldefinition alle Einflussgrössen gesamtheitlich betrachtet – sowie<br />

Gegebenheiten und Randbedingungen definiert werden. Daraus leiten sich die<br />

Anforderungen an das wissenschaftliche und technische Projektmanagement<br />

ab, das alle qualitätsrelevanten Prozesse definiert, die Auswahl der<br />

einzusetzenden Verfahren trifft, die der technischen und messtechnischen<br />

Werkzeuge, der Verifizierung, der Ergebnisse und der Modellierung.<br />

Das kontinuierlich optimierte und synergetische Zusammenwirken der<br />

einzelnen Teilbereiche und deren Qualitätssicherung sind schließlich<br />

ausschlaggebend für den Erfolg des Projektes.<br />

In diesem Sinne bitte ich um Mitteilung Ihrer Kritik und Ihrer Einschätzungen.<br />

Georg v. Unold<br />

München, 30.09.2002<br />

3


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

Inhaltsverzeichnis<br />

1 Lieferumfang...............................................................................................6<br />

2 Kurzanleitung..............................................................................................6<br />

3 Sicherheitshinweise ....................................................................................9<br />

4 Beschreibung des <strong>TS1</strong> ..............................................................................10<br />

4.1 Allgemein .......................................................................................10<br />

4.2 Stromversorgung............................................................................10<br />

4.3 Ausgangssignale..............................................................................10<br />

4.4 serielle Schnittstellen......................................................................11<br />

4.5 Korpus............................................................................................12<br />

4.6 Schaft..............................................................................................12<br />

4.7 Druckaufnehmer............................................................................12<br />

4.8 Miniaturpumpe...............................................................................13<br />

4.9 Temperaturmessung......................................................................13<br />

4.10 Befüllzustands-Indikator.................................................................14<br />

4.11 Die keramische Kerze....................................................................15<br />

4.12 Referenzdruck................................................................................15<br />

4.13 Offset-Korrektur für nicht horizontale Einbaulage ........................15<br />

5 Selbstbefüllung..........................................................................................17<br />

5.1 Befüllung vor dem Einsetzen..........................................................17<br />

6 Wartung und Kalibrierung ........................................................................18<br />

7 Konzeption und Einbau ............................................................................19<br />

7.1 Wahl des Messortes .......................................................................19<br />

7.2 Anzahl der Tensiometer je Horizont .............................................19<br />

7.3 Größe des Messfeldes....................................................................19<br />

7.4 Hüllrohre........................................................................................20<br />

7.5 Ideale Einbaubedingungen..............................................................20<br />

7.6 Dokumentation..............................................................................21<br />

7.7 Wahl der Einbaulage.......................................................................22<br />

7.7.1 Einbau von oben...................................................................22<br />

4


7.7.2 Einbau von unten ..................................................................22<br />

7.8 Der Einbau .....................................................................................23<br />

8 Anschluss des <strong>TS1</strong> ....................................................................................25<br />

8.1 Messfehler bei massebezogenen "single-ended" Anschluss............25<br />

8.2 Anschluss des Indikators.................................................................26<br />

8.3 Anschlussbelegung..........................................................................26<br />

8.4 Schutz der Messeinrichtung ...........................................................27<br />

8.5 Diebstahl und Vandalismus.............................................................27<br />

8.6 Frost...............................................................................................27<br />

8.7 Entleerung des <strong>TS1</strong> bei Frost .........................................................27<br />

8.8 Blitzschutz ......................................................................................28<br />

9 Zusätzliche Hinweise................................................................................29<br />

9.1 Interpretation und maximaler Messbereich ...................................29<br />

9.2 Osmose..........................................................................................30<br />

10 Zubehör....................................................................................................31<br />

10.1 Anschluss- und Verlängerungskabel ...............................................31<br />

10.2 Handmessgerät ..............................................................................31<br />

10.3 tensioLINK USB Konverter mit tensioVIEW Software ..................32<br />

10.4 Tensiometer-Bohrer ......................................................................31<br />

11 Kontakt.....................................................................................................33<br />

12 Technische Daten.....................................................................................34<br />

5


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

1 Lieferumfang<br />

Im Lieferumfang sind enthalten:<br />

Tensiometer, kalibriert, standardmäßig mit Kabel und Stecker M12/IP67 mit<br />

Schutzkappe<br />

Diese Bedienungsanleitung<br />

Plastikfläschchen, mit Wasser gefüllt zum feucht Halten und Schutz der<br />

Keramikkerze<br />

Wasserablaufmanschette, die verhindert, dass Regenwasser am<br />

Schaft entlang zur Kerze fließt<br />

Erhältliches Zubehör finden Sie im Kapitel 10 "Zubehör".<br />

2 Kurzanleitung<br />

Die Kurzanleitung ersetzt nicht die Bedienungsanleitung. Bitte lesen Sie vor<br />

Inbetriebnahme die Bedienungsanleitung sorgfältig durch!<br />

Das <strong>TS1</strong> wird fertig befüllt ausgeliefert und kann daher sofort eingebaut<br />

werden. Gehen Sie dabei wie folgt vor:<br />

1. Setzen des Bohrlochs: Markieren Sie die Bohrtiefe an Bohrstock und<br />

Tensiometer. Einbautiefe = Bohrtiefe/cos . Ein Einbauwinkel von 25° ...65°<br />

gegen die Vertikale (bei Einbau von oben ist ideal um die Luft aus der Kerze<br />

zu bekommen). Ein schräg nach oben gerichteter Einbauwinkel gegen die<br />

Horizontale (bei Einbau von unten) ist NICHT gestattet!<br />

2. Das <strong>TS1</strong> benötigt zur einwandfreien Funktion eine optimale Anbindung an<br />

das Bodengefüge. Es wird deshalb grundsätzlich empfohlen das Tensiometer<br />

einzuschlämmen. <strong>UMS</strong> bietet Passformgeschmiedete Bohrer an, welche die<br />

Einschlämmmasse gering halten oder sogar überflüssig machen.<br />

3. Nehmen Sie das mit etwas Wasser gefüllte Schutzfläschchen durch kippeln,<br />

evtl. durch Drehen im Uhrzeigersinn von der Tensiometerkerze ab.<br />

4. Führen Sie das <strong>TS1</strong> mit sanftem, gleichmäßigem Druck bis zur Markierung<br />

6


ein.<br />

Wichtig: Beachten Sie die rote Markierung am Auspuff. Diese markiert die<br />

Position der Entlüftungsöffnung im Korpus:<br />

Bei Einbau von oben ist ein Winkel von 25° bis 65° zur<br />

Vertikalen optimal für die Selbstbefüllung. Der Einbau<br />

ist in den Grenzen von 0° bis 90° erlaubt. Bei über 90°<br />

Einbauwinkel, also beim Einbau von unten, können<br />

Blasen in den Innenkanten des Korpus hängen bleiben<br />

Den Schaft so drehen, dass die rote Markierung am Korpusauspuff nach<br />

oben zeigt.<br />

Ein Einbau des Tensiometers nach oben<br />

gerichtet ist nicht gestattet. In diesem Fall ist<br />

die automatische Befüllung des <strong>TS1</strong> nicht<br />

möglich. Falls ein solcher Einbau erforderlich<br />

ist, fragen Sie bitte bei <strong>UMS</strong> nach<br />

Sonderversionen.<br />

5. Schieben Sie die Wasserablaufmanschette nach unten, bis Sie am Boden<br />

anliegt.<br />

6. Belassen Sie stets die Schutzkappe auf dem Stecker, sofern dieser<br />

unverschraubt ist.<br />

7. Tensiometer-Anschlusskabel mit 5 m, 10 m oder 20 m Länge gemäß<br />

Belegung (siehe Kapitel "Anschluss des <strong>TS1</strong>") an Logger, PC-Karten etc.<br />

anschließen.<br />

7


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

Hinweise:<br />

Ist der Boden trockener als ca. -800hPa kann das Tensiometer sich nicht<br />

mehr selbst befüllen. Wenn die Keramik dann ausgetrocknet ist, liefert das<br />

Tensiometer einen Fehlerwert (Standard +999hPa) als Ausgangswert.<br />

Sofern das Tensiometer ständig mit der Stromversorgung verbunden ist,<br />

wird das Tensiometer regelmäßig versuchen sich zu befüllen. Sobald der<br />

Befüllvorgang erfolgreich ausgeführt wurde wird das Tensiometer wieder<br />

korrekte Bodenwasserspannungswerte liefern.<br />

8


3 Sicherheitshinweise<br />

Tensiometer sind Messgeräte zur Messung der Bodenwasserspannung, des<br />

Bodenwasserdruckes und der Bodentemperatur und nur für diesen Zweck<br />

einzusetzen.<br />

Achtung<br />

Blitzeinschlag: Lange Messleitungen wirken wie Antennen und können<br />

bei Blitz-Einschlägen hohe Überspannungen leiten und dadurch<br />

Sensoren und angeschlossene Geräte zerstören..<br />

Frost: Tensiometer sind mit Wasser gefüllt und daher frostempfindlich!<br />

Schützen Sie Ihr Tensiometer vor Frost! Im Winter keinesfalls über<br />

Nacht in Auto oder Messhütte liegen lassen! Im Eingebauten Zustand<br />

wird das <strong>TS1</strong> die Keramik selbständig entleeren, wenn ein<br />

programmierbarer Schwellwert für die Bodentemperatur unterschritten<br />

wird. Voraussetzung ist allerdings, dass das Tensiometer ständig an der<br />

Stromversorgung bleibt!<br />

Überdruck: Die zerstörungsfreie maximale Drucklast beträgt 3.000<br />

hPa. Höhere Drücke, die beim Einbau in nasse, tonige Böden oder bei<br />

Verwendung in Triaxialgefäßen entstehen können, können den Sensor<br />

zerstören!<br />

Elektroinstallationen: Elektroinstallationen dürfen nur vom Fachmann<br />

durchgeführt werden!<br />

Keramik: Die Keramik nicht mit bloßen Fingern berühren. Fette oder<br />

Seifen beeinträchtigen die hydrophilen Eigenschaften der Keramik.<br />

9


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

4 Beschreibung des <strong>TS1</strong><br />

4.1 Allgemein<br />

Das <strong>TS1</strong> ist eine Kombination aus dem Prinzip des<br />

Druckaufnehmertensiometers und der Saugkerze, bei der über eine poröse<br />

Membran Bodenflüssigkeit aus dem Boden gewonnen wird. Zu diesem Zweck<br />

wurde in das Tensiometer zwischen Drucksensor und Keramiktiegel eine<br />

bidirektionale Miniatur Pumpe integriert. Ein Microcontroller steuert die<br />

Funktion der Pumpe und Sensoren. Um die Keramik zu befüllen wird ein<br />

Unterdruck erzeugt, so dass die Bodenwasserspannung außerhalb der Keramik<br />

überwunden wird und Wasser in den Keramikraum gelangt. Überschüssige<br />

Flüssigkeit wird über den integrierten Auspuff an den Boden zurückgegeben.<br />

Das <strong>TS1</strong> kann auch als Sonderversion mit herausgeführten Schlauch bezogen<br />

werden, wobei das überflüssige Wasser nicht über den Auspuff zurückgeführt<br />

wird, sonder nach außen durch den Schlauch gepumpt wird. Auf diese Weise<br />

kann zeitgesteuert Bodenflüssigkeit zur Laboruntersuchung extrahiert werden.<br />

In den Zeiten zwischen der Extraktion arbeitet das <strong>TS1</strong> als normales<br />

Tensiometer.<br />

4.2 Stromversorgung<br />

Das <strong>TS1</strong> ist für den Freilandeinsatz mit Batteriebetrieb optimiert. Im Mittel<br />

verbraucht das Tensiometer weniger als 3mA. Grundsätzlich sollte das <strong>TS1</strong><br />

ständig mit Strom versorgt werden, da nur so der einwandfreie Betrieb mit<br />

automatischer Befüllung und Statusanzeige garantiert ist. In Ausnahmefällen<br />

kann das Tensiometer auch im Pulsbetrieb über einen Datenlogger gesteuert<br />

werden. Dabei ist eine Vorwärmzeit von min. 10s notwendig. Eine<br />

Überwachung des Befüllzustandes ist in diesem Fall nur eingeschränkt möglich.<br />

4.3 Ausgangssignale<br />

Das <strong>TS1</strong> liefert als analoge Signale die Bodenwasserspannung und die<br />

Bodentemperatur sowie als digitalen Status den Befüllzustand.<br />

10


Die Wasserspannung und die Temperatur werden als lineare Spannungssignale<br />

mit Signalspannen von 0..1V, 0 ... 2 V (Standard) oder 0...5V ausgegeben. Damit<br />

sind die Signale direkt an fast alle Datenlogger oder andere<br />

Messdatenerfassungsgeräte anschließbar. Der Befüllzustand wird<br />

standardmäßig als Schalt-Signal 0 V oder V in<br />

(=Versorgungsspannung)<br />

ausgegeben. Falls eine Änderung der Signalpegel oder Schalt-Signal Funktion<br />

erwünscht ist, kann dies mit dem als Zubehör erhältlichen tensioLINK Adapter,<br />

in Verbindung mit der Windows Software tensioVIEW geschehen.<br />

Die Ausgangssignale, sowie die Steckerbelegung sind in der Standardeinstellung<br />

kompatibel zum T8.<br />

4.4 serielle Schnittstellen<br />

Das <strong>TS1</strong> besitzt zwei serielle Schnittstellen zur Abfrage von aktuellen und<br />

gespeicherten Messwerten und zur Konfiguration des Tensiometers.<br />

Über die RS485 kompatible tensioLINK Schnittstelle können alle Funktionen<br />

ausgeführt werden. Als Zubehör ist ein USB-Adapter verfügbar, über den das<br />

Tensiometer direkt ausgelesen werden kann. Zum Auslesen von Messdaten im<br />

Labor und zur Konfiguration dient die Windows Software tensioVIEW. Die<br />

RS485 Schnittstelle ermöglicht ebenfalls eine robuste und kostengünstige<br />

Busverkabelung der Sensoren. Kabellängen von einigen Kilometern sind ohne<br />

Probleme realisierbar. Datenlogger mit RS485 Schnittstelle können die<br />

Sensoren direkt auslesen. Bitte fragen Sie bei <strong>UMS</strong> nach einer Beschreibung<br />

des Datenprotokolls.<br />

Zusätzlich ist eine SDI12 Schnittstelle integriert, um den Sensor an<br />

entsprechenden Messsystemen zu integrieren. Die SDI12 Schnittstelle muss<br />

mit der Software tensioVIEW freigeschaltet werden. Dabei wird einer der 2<br />

analogen Ausgänge abgeschaltet und für die SDI12 Leitung benutzt.<br />

11


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

4.5 Korpus<br />

Im Korpus ist der Temperatursensor und der Auspuff des <strong>TS1</strong> integriert. Über<br />

ein Edelstahlröhrchen ist die Pumpe und der Drucksensor mit dem<br />

Keramikraum verbunden. Das Gehäuse besteht aus glasfaserverstärktem<br />

Kunststoff.<br />

4.6 Schaft<br />

Im blauen Schaft mit 40mm Durchmesser befindet sich die Elektronik,<br />

Drucksensor und Miniaturpumpe. Für Servicezwecke sind diese Komponenten<br />

recht leicht zugänglich. Doppelte Dichtungen verhindern zuverlässig ein<br />

Eindringen von Feuchtigkeit.<br />

4.7 Druckaufnehmer<br />

Der piezoelektrische Drucksensor misst die Bodenwasserspannung differentiell<br />

gegen den Umgebungsluftdruck. Dieser wird über eine wasserabweisende<br />

Membran am Kabel (weißes Schlauchstück) in den Schaft – und damit auf die<br />

Referenzseite des Druckaufnehmers - übertragen.<br />

Die zerstörungsfreie maximale Drucklast beträgt 3.000 hPa. Höhere<br />

Drücke, die beim Einbau in nasse, tonige Böden oder bei Verwendung in<br />

Triaxialgefäßen entstehen können, können den Sensor zerstören!<br />

12


4.8 Miniaturpumpe<br />

Die integrierte Miniatur-Schlauchpumpe wurde<br />

von <strong>UMS</strong> speziell für das selbstbefüllende<br />

Tensiometer entwickelt. Die Pumpe besitzt die<br />

einzigartige Möglichkeit in beide Richtungen<br />

gleichwertig zu Pumpen. Hierdurch kann ein<br />

vorher gemessener Druckwert in der Keramik<br />

schnell wiederhergestellt werden und somit die<br />

Beeinflussung des Bodens gering gehalten Schlauchpumpe <strong>TS1</strong><br />

werden. Bei Frostgefahr wird die Keramik<br />

durch Überdruck entleert.<br />

Durch die hohe Präzision von Getriebe und Pumpenkopf ergibt sich eine sehr<br />

gute Laufruhe und lange Lebenszeit.<br />

Der Pumpenkopf ist optimiert um in einem Rohr mit 34mm Innendurchmesser<br />

unterzukommen. Der Schlauch wird dabei ohne quetschen seitlich<br />

vorbeigeführt.<br />

4.9 Temperaturmessung<br />

Als Temperatursensor wird ein Thermistor mit der Genauigkeitsklasse 1/3 DIN<br />

B eingesetzt. Zusätzlich wird die Messung bei 15°C auf eine Genauigkeit von<br />

±0.05K kalibriert.<br />

Um einen möglichst guten thermischen Kontakt zum Boden zu erhalten, taucht<br />

der Sensor in das Tensiometerwasser hinein. Durch den sehr kurzen<br />

Pulsbetrieb bei einer Messung ist ein Selbsterwärmungseffekt ausgeschlossen.<br />

Die Korrelation Wasserspannung/Wassergehalt ist temperaturabhängig. Der<br />

Einfluß ist gering bei Wasserspannungen 0 … -100 hPa 0 … -6 hPa/K,<br />

jedoch hoch bei Wasserspannungen über -1000 hPa:<br />

(R T/M) ln p/p o<br />

= Wasserspannung R = Gaskonstante (8,31J/mol K)<br />

13


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

M = Molekulargewicht p = Dampfdruck<br />

p o = Sättigungsdampfdruck bei Bodentemperatur<br />

(siehe Wasserdampftafeln, Scheffler/Straub, Grigull)<br />

4.10 Befüllzustands-Indikator<br />

Zum Ermitteln des Zustands der Befüllung in der Keramik hat das <strong>TS1</strong> zwei<br />

Möglichkeiten der Messung die zyklisch ausgeführt werden:<br />

4.10.1 differenzieller Druckanstieg<br />

Durch den differenziellen Druckanstieg bei Pumpbetrieb kann das Totvolumen<br />

(Luft in Keramik) sehr genau bestimmt werden. Bei Überschreiten eines<br />

programmierbaren Schwellwertes wird die Selbstbefüllung gestartet. Der<br />

vorher gemessene Druck in der Keramik wird sofort nach der Messung wieder<br />

hergestellt, um eine Beeinflussung der Bodenwasserspannung zu verhindern.<br />

4.10.2 Thermoflussmessung<br />

Der integrierte Temperatursensor wird ebenfalls zum Ermitteln des<br />

Befüllzustandes verwendet. Hierzu wird der Sensor als Thermoflusssensor<br />

verwendet. In Flüssigkeit eingetaucht ist die Selbsterwärmung in einer<br />

definierten Zeit, mit einer definierten Wärmemenge, geringer als an Luft. Ist<br />

die Luftblase am oberen Ende der Keramik zu groß – eine genaue<br />

Tensiometermessung ist dann nicht mehr möglich – so spricht der<br />

Thermosensor an. Im Gegensatz zum differenziellen Pumpen liefert dieses<br />

Verfahren natürlich nur einen groben Wert. Eine Beeinflussung der<br />

Bodenwasserspannung findet hierdurch nicht statt.<br />

Das Thermoverfahren ersetzt das bisher übliche IR-Indikatorverfahren bei<br />

<strong>UMS</strong> Tensiometern. Die Vorteile des Thermosensors sind die konstant<br />

bleibenden Verhältnisse über die Lebensdauer des Tensiometers.<br />

14


4.11 Die keramische Kerze<br />

Die Kerze nicht mit der bloßen Hand berühren und nicht mit Fetten oder<br />

Seifen in Berührung bringen, da diese das hydrophile Verhalten verändern.<br />

Um die Bodenwasserspannung als Unterdruck in das Tensiometer zu<br />

übertragen ist eine semipermeable Membran nötig. Diese muss mechanisch<br />

stabil, wasserdurchlässig und gasundurchlässig sein.<br />

Die Kerze besteht aus keramischem Al 2 O 3 Sintermaterial. Das spezielle<br />

Herstellungsverfahren garantiert homogene Porosität bei guter<br />

Wasserleitfähigkeit und sehr hoher Festigkeit. Der Bubble-Point liegt bei über<br />

6.000 hPa. Wird der Boden trockener als -6000 hPa, baut sich der Unterdruck<br />

im Tensiometer ab und die Messkurve geht gegen 0 hPa. Die Kerze ist im<br />

Vergleich zu herkömmlichen porösen Keramiken sehr robust.<br />

Mit diesen Eigenschaften ist sie hervorragend als semipermeable Membran für<br />

Tensiometer geeignet und hat sich zigtausendfach bewährt.<br />

4.12 Referenzdruck<br />

Der atmosphärische Referenzdruck wird durch die weiße Teflonmembran am<br />

Kabel durch das Kabel hindurch zum Druckaufnehmer geleitet. Die Membran<br />

absorbiert kein Wasser und lässt kein Wasser durch. Kondenswasser kann<br />

jedoch aus dem Kabelinneren entweichen<br />

Die weiße Membran am Kabel muss während Messungen immer<br />

Luftkontakt haben und darf dabei z. B. nicht untergetaucht sein.<br />

4.13 Offset-Korrektur für nicht horizontale Einbaulage<br />

Das <strong>TS1</strong> ist standardmäßig konfiguriert auf horizontalen Einbau. Wird es in<br />

einer davon abweichenden Lage eingebaut, so ist die am Drucksensor<br />

hängende Wassersäule bei Bedarf zu kompensieren. Bei fast senkrechtem<br />

Einbau (10° zur Normalen) ist die Abweichung am größten. In diesem Fall<br />

hängt eine Wassersäule von 3 cm zusätzlich am Drucksensor. Diese verschiebt<br />

den Nullpunkt um maximal 3 hPa. Das heißt, bei 0 hPa Bodenwasserspannung<br />

15


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

zeigt das <strong>TS1</strong> bereits -3 hPa an.<br />

Diese Kompensation kann das <strong>TS1</strong> intern selbständig durch Konfiguration<br />

des Einbauwinkels durchführen. Standardmäßig ist diese Funktion jedoch<br />

deaktiviert, da der spätere Einbauwinkel ja nicht bekannt ist. Für die<br />

Aktivierung und Konfiguration der Funktion benötigen Sie die Software<br />

tensioVIEW. Auf Wunsch kann die Konfiguration auch durch <strong>UMS</strong> ausgeführt<br />

werden.<br />

Falls die Funktion im Betrieb nicht selbständig durch das <strong>TS1</strong> durchgeführt wird<br />

müssen die Messwerte nachträglich korrigiert werden.<br />

Die Korrekturwerte entnehmen Sie bitte der Tabelle:<br />

Einbauwinkel zur Vertikalen 10° 30° 45° 60° 70° 90°<br />

Offset-Korrektur um [hPa] = [mV] -4,9 -4,3 -3,5 -2,5 -1,7 0<br />

Rechnerischer Zusammenhang von Wassersäule und Druck:<br />

Beachten Sie bitte den Zusammenhang Druck zu Wassersäule auch, wenn das<br />

Tensiometer als Piezometer oder Pegelsonde eingesetzt wird:<br />

Druck = Dichte x Erdbeschleunigung x Höhe<br />

Dichte von Wasser bei 20°C: 0,998205 kg/dm 3 , bei 4°C: 1,0 kg/dm 3 .<br />

[Pa] = [N]/[qm] [N] = [kg/m qsec]<br />

[kg] = [Pa qm/m] [Pa] = kg/[qqm qsec]<br />

Eine Wassersäule von einem Meter erzeugt folgenden Druck:<br />

p [Pa= N/qm] = 998,205 kg/qqm x 9,81 m/qs x 1m<br />

p = 9792,39 [N/qm x Pa qs/m /qqm x m/qs x m] = 97,92 hPa<br />

Umgekehrt erreicht man 100 hPa bei 20°C mit einer Wassersäule von 102,15<br />

cm.<br />

16


5 Selbstbefüllung<br />

Damit das <strong>TS1</strong> in der Lage ist, die Bodenwasserspannung schnell und<br />

zuverlässig zu messen, muss es möglichst blasenfrei mit Wasser befüllt sein.<br />

Nach Trockenperioden oder vielen trocken/nass Zyklen muss sich das <strong>TS1</strong> neu<br />

befüllen. Dies geschieht in der Regel vollautomatisch durch Umkehrung des<br />

Messvorgangs in einen Saugvorgang. Das Tensiometer ermittelt den<br />

Befüllzustand regelmäßig und führt bei Bedarf einen solchen Befüllvorgang aus.<br />

Während einer Trockenperiode oder dem Befüllvorgang wird für die<br />

Bodenwasserspannung ein Fehlerwert ausgegeben. Das Ausgangssignal springt<br />

erst wieder bei einer korrekten Befüllung auf den gemessenen<br />

Bodenwasserspannungswert. Auf diese Weise ist eine Integrität der Messwerte<br />

stets garantiert.<br />

Der Differenzdruck, den das Tensiometer während des Befüllvorgangs zur<br />

Bodenwasserspannung erzeugt, wird möglichst gering gewählt um eine<br />

Beeinflussung des Bodens zu minimieren<br />

5.1 Befüllung vor dem Einsetzen<br />

Das <strong>TS1</strong> kann grundsätzlich auch „trocken“ in den Boden eingesetzt werden. Je<br />

nach Bodenwasserspannung kann der Befüllvorgang dann jedoch sehr lange<br />

dauern, da sich die Keramik erst sättigen muss und erst dann die eigentliche<br />

Befüllung mit Bodenflüssigkeit stattfindet. Um diesen Vorgang zu beschleunigen<br />

empfielt es sich das Tensiometer vorher zu befüllen.<br />

Dazu stellen Sie das <strong>TS1</strong> einfach leicht schräg in einen Becher mit<br />

entionisiertem Wasser, so dass die Markierung auf dem Auspuff nach oben<br />

zeigt. Schließen Sie das <strong>TS1</strong> an die Versorgungsspannung an und warten Sie.<br />

Wenn die Keramik vorher längere Zeit trocken war, kann sich der<br />

Befüllvorgang um bis zu 1 Tag verlängern. Ansonsten dauert eine komplette<br />

Befüllung ein paar Stunden. Der Befüllvorgang ist abgeschlossen, wenn das <strong>TS1</strong><br />

einen Bodenwasserspannungswert von ca. 0 hPa anzeigt.<br />

17


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

6 Wartung und Kalibrierung<br />

Das <strong>TS1</strong> ist werksseitig kalibriert. Diese Kalibrierung kann durch <strong>UMS</strong> oder mit<br />

als Zubehör erhältlichen Geräten durchgeführt werden.<br />

Je nach Laufdauer der internen Pumpe muss diese gewartet werden und der<br />

Peristaltikschlauch ausgetauscht werden. Die Laufdauer der Pumpe ergibt sich<br />

aus der Häufigkeit der Befüllvorgänge. Je trockener der Boden, desto öfter<br />

läuft die Pumpe. Mit der Software tensioVIEW kann die Laufdauer überprüft<br />

werden.<br />

Eine Wartung und Kalibrierung des Tensiometers empfehlen wir generell alle<br />

zwei Jahre.<br />

18


7 Konzeption und Einbau<br />

7.1 Wahl des Messortes<br />

Der Messort sollte repräsentativ für den zu messenden Bodenhorizont sein.<br />

Daher sollten bei heterogenen Böden im Vorfeld – oder beim Einbau selbst –<br />

mehrere Sondierungsbohrungen gemacht werden.<br />

Bei bewirtschafteten Flächen (Pflanzenbestand) sind Wurzelverteilung und<br />

Wachstum während der Messdauer zu berücksichtigen. Feinwurzeln bilden sich<br />

um die Tensiometerkerze aus, da diese eine zwar magere – aber sichere<br />

Wasserquelle darstellt. Daher eher den Wurzelraum vermeiden oder das<br />

Tensiometer je nach Wurzelwachstum versetzen.<br />

Störende Einflüsse wie Wegränder, Feldränder, Hanglagen oder auch kleine<br />

Senken sollten vermieden - oder aber bei der Interpretation entsprechend<br />

berücksichtigt werden.<br />

7.2 Anzahl der Tensiometer je Horizont<br />

Um die Ergebnisse verifizieren zu können sind mindestens drei Tensiometer je<br />

Horizont bei gleicher Situation Boden, Vegetation und Klima vorzusehen.<br />

Damit werden „Ausreißer“ erkennbar und auch die Variabilität der<br />

Wassersituation. Faustregel: Je heterogener Messort und Bodenaufbau, umso<br />

mehr Tensiometer sind sinnvoll.<br />

7.3 Größe des Messfeldes<br />

Je weiter die Messpunkte auseinander liegen und je höher die Anzahl der<br />

Parallelen, umso geringer wirken örtlich bedingte Heterogenitäten.<br />

Daher wird meist mit Parallelen gearbeitet, um Heterogenitäten des Bodens,<br />

der Bewirtschaftung oder des Bestandes messbar zu machen.<br />

Die maximale analoge Messkabellänge beim <strong>TS1</strong> wird begrenzt durch:<br />

Genauigkeitsanforderung. Bei single-ended Anschluss tritt je 10 m Kabel ein<br />

gewisser Genauigkeitsverlust auf. (Kompensation des Spannungsabfalls bei<br />

19


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

single-ended Anschlüssen: siehe Kapitel 8 - "Anschluss des <strong>TS1</strong>".)<br />

Blitzexponiertheit der Fläche: Messkabel wirken wie Antennen und sollten<br />

daher nur so lang wie nötig gewählt werden.<br />

Eine Länge von mehr als 100 m ist daher bei analogem Anschluss des<br />

Tensiometers nicht empfehlenswert, jedoch möglich. Anschlusskabel finden Sie<br />

im Kapitel "Zubehör". Für größere Entfernungen empfielt sich der Einsatz der<br />

seriellen Schnittstelle. Eine verfälschung des Messwertes ist hierbei<br />

ausgeschlossen.<br />

7.4 Hüllrohre<br />

Hüllrohre werden üblicherweise bei Schaftlängen größer 2 Meter oder für<br />

Kies- oder Schotterböden eingesetzt, sowie für den horizontalen Einbau von<br />

Profil- oder Schachtwänden. Das Hüllrohr sollte ca. 30 … 50 cm vor der Kerze<br />

enden, damit Leckwasser oder Kondenswasser nicht über das Hüllrohr zum<br />

Tensiometer geleitet wird. Der Innendurchmesser des Hüllrohres sollte<br />

mindestens 50 mm betragen.<br />

7.5 Ideale Einbaubedingungen<br />

Ideale Einbaubedingungen sind:<br />

Frostfreie Zeit.<br />

Schluff- und Lößboden.<br />

Bei Löß-, Schluff-, Lehm- und Tonböden sowie stark organischen Böden<br />

(Humus/Oberboden) ein gut feuchter Boden, also Wasserspannungen nahe<br />

der Sättigung.<br />

Bei Sand- und Kiesböden ein eher trockener Boden, also<br />

Wasserspannungen über 100 hPa.<br />

Geringer Skelettanteil (Steine). Je steiniger der Boden, um so häufiger muss<br />

eventuell gebohrt werden um in die gewünschte Tiefe zu kommen.<br />

20


7.6 Dokumentation<br />

Jeder Messpunkt sollte:<br />

eingemessen werden (= ein MUSS bei Einbau unter Geländeoberkante),<br />

vor, während und nach dem Einbau fotografiert werden,<br />

mit einer Bodenprobe „kartiert“ werden,<br />

unter Angabe der Messtiefe und Seriennummer notiert werden.<br />

Sämtliche Verlängerungsmessleitungen sollten beidseitig mit der<br />

Seriennummer des Tensiometers markiert werden.<br />

21


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

7.7 Wahl der Einbaulage<br />

Ideal ist die Einbaulage dann, wenn der ortstypische Wasserfluss durch das<br />

Tensiometer nicht gestört wird. Weiter soll kein präferenzieller Fluss am Schaft<br />

entlang zur Tensiometerkerze geschaffen werden. Im Allgemeinen werden<br />

Tensiometer daher schräg eingebaut. Ein schräger Einbau ist auch notwendig,<br />

damit die Selbstbefüllung optimal arbeitet und Luftblasen effektiv aus dem<br />

Keramikraum entfernt.<br />

Einbau von oben<br />

Bei Einbau von oben ist ein Winkel von 25° bis 65° zur<br />

Vertikalen optimal für die Selbstbefüllung. Der Einbau<br />

ist in den Grenzen von 0° bis 90° erlaubt. Bei über 90°<br />

Einbauwinkel, also beim Einbau von unten, können<br />

Blasen in den Innenkanten des Korpus hängen bleiben<br />

Den Schaft so drehen, dass die rote Markierung am Korpusauspuff nach<br />

oben zeigt.<br />

Einbau von unten<br />

Ein Einbau des Tensiometers nach oben<br />

gerichtet ist nicht gestattet. In diesem Fall ist eine<br />

automatische Befüllung des <strong>TS1</strong> nicht möglich.<br />

Falls ein solcher Einbau unbedingt erforderlich<br />

ist, fragen Sie bitte bei <strong>UMS</strong> nach<br />

Sonderversionen.<br />

22


7.8 Der Einbau<br />

Zum Einbau des <strong>TS1</strong> im Freiland benötigen Sie folgendes Zubehör:<br />

Einen Tensiometer-Bohrer mit 40 mm Durchmesser, idealerweise den<br />

formgeschmiedeten <strong>UMS</strong> Tensiometer-Bohrer.<br />

Meterstab, Wasserwaage, Winkelmesser, Marker.<br />

Protokollbuch und ggf. Fotoapparat zur Dokumentation des<br />

Messstandortes, der Bodenprofile und Einbauorte.<br />

Evtl. Plastikbeutel für die Bodenprobe am Messpunkt.<br />

Vorgehensweise:<br />

Beachten Sie die Hinweise zum idealen Einbauwinkel im Kapitel 7.7- "Wahl<br />

der Einbaulage", um ein zuverlässiges Abziehen von Blasen aus der<br />

Tensiometerkerze durch die Selbstbefüllung zu gewährleisten.<br />

1. Markieren Sie die Bohrtiefe an Bohrstock und Tensiometer. Bohren Sie an<br />

der Stelle, an der das Tensiometer eingebaut werden soll ein Loch mit dem<br />

40mm Bohrer bis zu der gewünschten Einbautiefe<br />

2. Rühren Sie eine Paste aus fein zerstoßenem Bodenmaterial an. Diese wird<br />

vor dem Einsetzen des Tensiometers mit einem Rohr (20 mm, z. B.<br />

Elektroinstallationsrohr PG 13,5) nach unten in das Bohrloch gefüllt.<br />

3. Nehmen Sie das mit etwas Wasser gefüllte Schutzfläschchen von der<br />

Tensiometerkerze durch kippeln, evtl. durch Drehen im Uhrzeigersinn ab.<br />

Nur im Uhrzeigersinn drehen. Ohne wassergefüllte Schutzkappe sollte das<br />

Tensiometer nicht längere Zeit an Luft liegen gelassen werden, da es dabei<br />

schnell austrocknet und eine Neubefüllung dann sehr lange dauern kann!<br />

4. Schließen Sie das Tensiometer an das Infield7 Messgerät an, um den<br />

Überdruck beim Einsetzen kontrollieren zu können. Führen Sie das <strong>TS1</strong> mit<br />

sanftem gleichmäßigem Druck ein. Die rote Markierung am Auspuff am<br />

Korpus muss exakt nach oben ausgerichtet sein.<br />

Der Überdruck darf nicht über 1500 hPa liegen. Insbesondere bei tonigen<br />

Böden kann sich ein hoher Überdruck aufbauen!<br />

23


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

Das Tensiometer nicht einklopfen oder einhämmern, da dies Kerze oder<br />

Druckaufnehmer zerstören kann.<br />

5. Schieben Sie die Wasserablaufmanschette nach unten, bis Sie am Boden<br />

anliegt. Diese verhindert, dass Wasser am Schaft entlang zur Kerze ablaufen<br />

kann.<br />

6. Belassen Sie stets die Schutzkappe auf dem Stecker, sofern dieser<br />

unverschraubt ist.<br />

7. Tensiometer-Anschlusskabel mit 5 m, 10 m oder 20 m Länge werden gemäß<br />

Belegung (siehe technische Daten) an Logger, PC-Karten etc. angeschlossen.<br />

8. Notieren Sie Seriennummer, Position, Einbautiefe und Einbauwinkel. Der<br />

Einbauwinkel kann per tensioVIEW Software oder Infield7b Messgerät im<br />

Tensiometer hinterlegt werden, um eine automatische Kompensation der<br />

hängenden Wassersäule zu ermöglichen (siehe Kapitel: 4.13)<br />

24


8 Anschluss des <strong>TS1</strong><br />

Das <strong>TS1</strong> wird mit einem 8-poligen Stecker ausgeliefert. Dieser kann direkt an<br />

ein Infield7b Handgerät angeschlossen werden. Das Infield7b zeigt an und<br />

speichert die Bodenwasserspannung, Bodentemperatur und Befüllzustand.<br />

Mit den von <strong>UMS</strong> als Zubehör angebotenen Anschluss- und Verlängerungskabeln<br />

kann das <strong>TS1</strong> an Datenlogger oder andere Datenaufnahmegeräte<br />

angeschlossen werden (max. Versorgungsspannung von 20 VDC beachten).<br />

Schließen Sie die Signal-Ausgänge des <strong>TS1</strong> niemals an eine Versorgungsspannung<br />

an!<br />

Schrauben Sie immer die mitgelieferte Schutzkappe auf nicht angeschlossene<br />

Stecker um Feuchte und Schmutz im Stecker zu vermeiden.<br />

8.1 Messfehler bei massebezogenen "single-ended" Anschluss<br />

Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn der Datenlogger differenziell messen<br />

kann, also "Signal –" gegen "Signal +". Bei vielen Datenloggern können Messkanäle<br />

eingespart werden, wenn "Signal +" gegen die Versorgungsmasse<br />

gemessen wird und Signal Minus auch auf Versorgungsmasse geklemmt wird. In<br />

diesem Fall geht der Stromverbrauchs- und leitungsabhängige Spannungsabfall<br />

der Versorgungsleitung in den Messwert ein:<br />

Stromaufnahme des Tensiometers: 3 mA; Leistungswiderstand: 82 /km<br />

Spannungsabfall, in einem Kabel z. B. mit Länge 10 m:<br />

U Fehler/10m Kabel = R x I = 0,82 x 3 mA = 2,5 mV<br />

Messfehler Wasserspanung (1 mV entspricht 1 hPa): 2,5 mV = 2,5 hPa<br />

Messfehler Temperatursignal (1°C entspricht 20 mV): 2,5 mV = 0,13 K<br />

Damit ergibt sich bei 10 Meter Kabel: +1000 hPa = 2,5 mV, -1000 hPa 2002,5<br />

mV und -30°C = 2,5 mV, + 70°C = 2002,5 mV. Die Kennlinien werden um<br />

2,5 hPa bzw. +0,13 K pro 10 m Kabel angehoben. Die Steigung wird nicht<br />

25


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

beeinflusst. Um diesen Fehler zu minimieren, kann auch die Ausgangspanne des<br />

Signals umkonfiguriert werden. Beispielsweise ist es in den meisten Fällen<br />

ausreichend, wenn für Tensiometerwerte ein Druckbereich von +100…-<br />

900hPa verwendet wird. Dadurch halbiert sich der Fehler des umgerechneten<br />

Druckbereiches.<br />

8.2 Anschluss des Indikators<br />

Der Indikator (digitaler Ausgang) muss bei einigen Loggern mit einem<br />

Widerstand (z.B. 10 kOhm) gegen Masse gezogen werden: Pulldown-<br />

Widerstand. Es kann sein, dass der Logger selbst diesen Widerstand hat oder<br />

auch, dass er einen Pullup-Widerstand auf 5 V hat, um beispielsweise<br />

Reedkontakte messen zu können. Der Pulldown-Widerstand muss kleiner als<br />

der loggerinterne Pullup-Widerstand sein, und zwar zumindest in dem<br />

Verhältnis, dass der Logger den Nullpegel als solchen erkennt. Bitte<br />

kontaktieren Sie uns zu Fragen zum Anschluss des Indikators.<br />

8.3 Anschlussbelegung<br />

8pol Kabel/Stecker M12<br />

Signal Farbe Pin Funktion Steckerbelegung<br />

V in weiß 1 Versorgung +6…+20 V DC<br />

GND braun 2 Versorgung minus<br />

A-OUT+1 grün 3 Analoger Ausgang 1 (Druck)<br />

A-OUT- gelb 4 analog minus<br />

digital OUT grau 5 Bewässerungssignal digital<br />

RS485-A rosa 6 RS485 Zweidraht A<br />

RS485-B blau 7 RS485 Zweidraht B<br />

A-OUT+2 / rot 8 Analoger Ausgang 2 (Temperatur)<br />

SDI12<br />

oder SDI12<br />

26


8.4 Schutz der Messeinrichtung<br />

8.5 Diebstahl und Vandalismus<br />

Ausreichender Schutz vor Diebstahl, Vandalismus oder durch die<br />

Bewirtschaftung sollte gegeben sein. Daher sollten Messflächen eingezäunt sein<br />

und ein Hinweisschild den Untersuchungszweck erläutern. Kabel sollten gegen<br />

Verbiss durch Schutzschläuche geschützt sein.<br />

8.6 Frost<br />

Tensiometer sind mit Wasser gefüllt und daher vor Frost zu schützen<br />

Befüllte Tensiometer nicht bei Temperaturen unter –5°C lagern, auch nicht<br />

über Nacht im Auto oder in Messhütten liegen lassen.<br />

Bitte befüllen Sie die Tensiometer nicht mit Ethanol, da dies korrosiv auf<br />

PMMA (Kerzenadapter, Korpusboden) wirkt und diese zerstören kann.<br />

Weiter raten wir davon ab, Tensiometer mit Decalin, Monoethylenglycol,<br />

Diethylenglycol zu befüllen. Diese Zusatzstoffe können Tensiometerwerkstoffe<br />

beschädigen, die Keramikfunktion stören und in den Boden eindringen, wenn<br />

die Tensiometer trocken laufen.<br />

Es sind Sondertensiometer zur Befüllung mit Ethanol lieferbar. Dadurch<br />

können Tensiometer bis - 20°C eingesetzt werden.<br />

8.7 Entleerung des <strong>TS1</strong> bei Frost<br />

In frostsicherer Tiefe können Tensiometer auch im Winter befüllt im Boden<br />

verbleiben. Frostgefährdete <strong>TS1</strong> Tensiometer müssen ständig an der<br />

Stromversorgung angeschlossen sein, damit das Tensiometer sich durch die<br />

Pumpe entleeren kann. Dies geschieht automatisch, wenn die Temperatur<br />

einen Schwellwert (Standard 2°C) unterschreitet. Nach Erwärmung befüllt sich<br />

das Tensiometer dann wieder automatisch.<br />

27


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

Ein Einfrieren des Tensiometerwassers, bedingt z.B. durch fehlende<br />

Stromversorung, hat die Zerstörung des Drucksensors und eventuell der<br />

Kerze zur Folge.<br />

8.8 Blitzschutz<br />

Messgeräte im Freiland sind immer durch Überspannungen gefährdet. Wo<br />

technisch machbar, sind Überspannungs- und Verpolschutz realisiert. Wenn Sie<br />

Fragen zu einer optimalen Integration des <strong>TS1</strong> in ein Messsystem haben,<br />

wenden Sie sich bitte an unsere Systemingenieure.<br />

Leider gibt es keinen hundertprozentigen Blitzschutz! Blitze sind nicht exakt<br />

berechenbar und nach Region, Spannung und Zerstörungskraft stark<br />

unterschiedlich. Es sind Blitzschutzvorkehrungen zu treffen, sofern ein<br />

Messsystem mit mehreren Sensoren und Datenloggern aufgebaut wird. Diese<br />

können passiv durch einen oder mehrere Erdungsstäbe möglichst mit<br />

Grundwasseranschluss, aber ohne elektrische Verbindung zur Messeinrichtung<br />

(!!) erfolgen.<br />

Beim aktiven Blitzschutz wird jeder Sensor und der Logger individuell mit<br />

einem geerdeten Blitzschutzmodul ausgestattet. Entsprechende Module sind<br />

ebenfalls über <strong>UMS</strong> lieferbar.<br />

28


9 Zusätzliche Hinweise<br />

9.1 Interpretation und maximaler Messbereich<br />

Da im Tensiometer kein Druck kleiner als Vakuum entstehen kann, begrenzt<br />

der Siedepunkt (Referenzdruck) den Messbereich des Tensiometers. Zusätzlich<br />

reduziert der Siedepunkt (Wasserdampfdruck) im Tensiometer den<br />

Messbereich weiter. Dieser ist von der Temperatur abhängig. Bei 20 °C beträgt<br />

der Wasserdampfdruck 23,4 hPa. Der maximale Messbereich bei -950 hPa<br />

Luftdruck errechnet sich damit zu: -950 hPa + 23,4 hPa = -926,6 hPa.<br />

Der Wasserdampfdruck steigt exponentiell mit der Temperatur an. Höhere<br />

Umgebungstemperaturen und niedrigerer Luftdruck verringern<br />

dementsprechend den Messbereich.<br />

Durch Siedepunktsverzug werden die obigen Überlegungen außer Kraft gesetzt<br />

und ein Tensiometer kann über den Dampfpunkt hinaus messen. Dieser<br />

Zustand ist zwar reproduzierbar, jedoch in seiner Größe nicht garantiert.<br />

Wird der Boden trockener als -850 hPa, dann verweilt der Messwert auf dem<br />

Dampfpunkt (bei 20°C und 950hPa Umgebungsdruck auf -927 hPa). Durch<br />

Diffusion und geringe Leckagen fällt dieser Wert über Monate hinweg ab.<br />

Wird der Boden trockener als -10.000 hPa, dann wird der Unterdruck deutlich<br />

schneller abfallen, weil Luft in die Kerze kommt. Mit diesem Wert erhält man<br />

eine zusätzliche wichtige Information, gerade wenn parallel mit TDR Sonden<br />

gemessen wird, weil dadurch die Extrapolation der Wasserspannungskurve im<br />

Bereich -850 … -10000 hPa bedingt wird.<br />

Einfluss des Wasserdampfdruckes auf den Zusammenhang pF/WG:<br />

Wird ein Boden mit konstantem Wassergehalt von 20°C auf 25°C erwärmt, so<br />

reduziert sich die Wasserspannung im Boden durch den gestiegenen<br />

Wasserdampfdruck (wirkt der Wasserspannung entgegen) um etwa 8,5 hPa.<br />

Temperatur 4°C 10°C 16°C 20°C 25°C 30°C 50°C 70°C<br />

Druckänderung je<br />

Kelvin in [hPa]<br />

0,6 0,9 1,2 1,5 1,9 2,5 7,2 14<br />

29


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

9.2 Osmose<br />

Die Keramik mit einer Porenweite 1 m kann Ionen kaum sperren. Eine<br />

Beeinflussung des Messwertes durch osmotischen Effekt ist unter normalen<br />

Umständen vernachlässigbar. Hält man das <strong>TS1</strong> in eine gesättigte NaCl-Lösung,<br />

so zeigt es -10 hPa an. Dieser Effekt kann eventuell durch Probenahme und<br />

experimenteller Bestimmung kompensiert werden.<br />

30


10 Zubehör<br />

Das folgende Tensiometer-Zubehör ist bei <strong>UMS</strong> erhältlich.<br />

10.1 Anschluss- und Verlängerungskabel<br />

Anschlusskabel zum Verbinden der Tensiometer z. B. mit einem Datenlogger,<br />

etc.. Ein Ende mit Buchse M12/IP67, ein Ende mit Aderendhülsen:<br />

<strong>UMS</strong> Art.-Bez.: CC-8/1,5 (Länge 1,5 m)<br />

CC-8/5 (Länge 5 m)<br />

CC-8/10 (Länge 10 m)<br />

CC-8/20 (Länge 20 m)<br />

Individuelle Längen auf Anfrage.<br />

Verlängerungskabel mit Stecker und Buches M12/IP67:<br />

<strong>UMS</strong> Art.-Bez.: EC-8/5 (Länge 5 m)<br />

EC-8/10 (Länge 10 m)<br />

EC-8/20 (Länge 20 m)<br />

Kabelmarkiererclips, Nummernset 1…10 je 30 mal: KMT<br />

10.2 Tensiometer-Bohrer<br />

Formgeschmideter Tensiometer-Stechbohrer mit Schlagkopf. Die Spitze der<br />

Schneide entspricht dem Durchmesser der Kerze, so dass Tensiometer bzw.<br />

Saugkerzen im Kerzenbereich passgenau im Bohrloch sitzen. Set bestehend aus<br />

Griff mit Schlagkopf, Stechbohrer 100 cm und Verlängerung 100 cm.<br />

<strong>UMS</strong> Art.-Bez.: TB-25, TB-40<br />

10.3 Handmessgerät<br />

Infield7 Handmessgerät für manuelle Messungen. Anzeige und<br />

Speicherung von Wasserspannung, Bodentemperatur und<br />

Befüllzustand. Für alle <strong>UMS</strong> Tensiometer geeignet.<br />

<strong>UMS</strong> Art.-Bez.: INFIELD7<br />

31


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

10.4 Handbuch für Expertenfunktionen<br />

Das <strong>TS1</strong> bietet weitreichende Konfigurationsmöglichkeiten, welche in dieser<br />

Bedienungsanleitung nicht beschrieben werden. Eine Beschreibung der<br />

weiterführenden Möglichkeiten und Konfigurationsparameter findet sich in<br />

unserem Expertenhandbuch. Dieses ist als PDF auf unserer Webseite<br />

www.ums-muc.de verfügbar. In diesem Handbuch wird auch die serielle<br />

Schnittstelle tensioLINK näher beschrieben und auf serielle Busverdrahtung<br />

und Verkabelung eingegangen.<br />

10.5 tensioLINK USB Konverter mit tensioVIEW Software<br />

Der tensioLINK USB Konverter dient<br />

zum direkten Anschluss von Sensoren<br />

und Geräten mit serieller tensioLINK<br />

Schnittstelle an den PC. Über die<br />

Schnittstelle lassen sich die Sensoren<br />

konfigurieren und Messdaten online<br />

auslesen. Geräte mit 8pol. M12<br />

Stecker wie z.B. das <strong>TS1</strong> können<br />

direkt an den Adapter angesteckt<br />

werden. Die Stromversorgung erfolgt<br />

dabei über den USB Port. Über<br />

Busverteiler können bis zu 32 Geräte<br />

am USB Konverter gleichzeitig<br />

betrieben werden.<br />

INFIELD 7<br />

Als Bediensoftware dient das Windows Programm tensioVIEW. Software,<br />

Bedienungsanleitung und der Treiber für diesen USB Adapter befinden sich auf<br />

der mitgelieferten CD.<br />

<strong>UMS</strong> Art.-Bez.: tensioLINK-USB<br />

32


11 Kontakt<br />

Nutzen Sie unseren kostenlosen Beratungsservice. Wir wollen, dass Sie mit<br />

unseren Systemen optimal arbeiten können!<br />

Gerne nehmen wir auch Ihre Anregungen und Ihre Kritikpunkte auf!<br />

Viele Anregungen Ihrerseits finden sich in dieser <strong>Anleitung</strong>.<br />

Wir stehen Ihnen zur Verfügung unter:<br />

<strong>UMS</strong> umweltanalytische Meßsysteme GmbH<br />

Gmunderstraße 37<br />

D – 81379 München<br />

Telephon: +49 (0)89 12 66 52-0<br />

Fax : +49 (0)89 12 66 52-20<br />

web: www.ums-muc.de<br />

Ansprechpartner:<br />

Herr Dipl.-Ing. Andreas Steins DW -18, E-Mail: as@ums-muc.de<br />

Herr Dipl.-Ing. Georg von Unold DW -15, E-Mail: gvu@ums-muc.de<br />

33


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

12 Technische Daten<br />

Material und Abmessungen<br />

Keramik<br />

Gehäuse<br />

Schaft<br />

Kabel (Standard)<br />

Schäfte bis 120 cm<br />

Schäfte ab 121 cm<br />

Stecker<br />

Al 2 O 3 Sinter, Bubble point > -6.000 hPa<br />

Länge 60 mm, 24 mm<br />

Material PA66GF<br />

Material PMMA, 40 mm<br />

Länge 1,5 m ab Druckaufnehmer-Kopf<br />

Länge 0,6 m ab Ende des Schafts<br />

8 polig, Schraubgewinde M12, wasserdicht bei<br />

zeitweiligem Untertauchen (IP67)<br />

Messbereich<br />

Druckaufnehmer +1500 hPa ... -1500 hPa (elektronisch)<br />

+1000 hPa ... -850 hPa (physikalisch)<br />

Bodenwasserspannung 0 hPa … -850 hPa (Tensiometer)<br />

Stauwasserbereich +1000 hPa … 0 hPa (Piezometer)<br />

Temperatur<br />

Versorgungsspannung<br />

Genauigkeit<br />

Druckaufnehmer<br />

Temperatur<br />

Versorgungsspannung<br />

Ausgangssignal (Standard)<br />

Druckaufnehmer<br />

Temperatur<br />

Indikator<br />

Versorgung<br />

Versorgungsspannung V in<br />

Strombedarf<br />

-30 ... +70°C<br />

5,5V…20V<br />

(Messung)<br />

± 5 hPa<br />

± 0,1 K (-10...+30°C); ± 0,4 K (-30…+70°C)<br />

± 0,2 V<br />

0 ... 2 V entspr. +1000 hPa ... -1000 hPa<br />

0 ... 2 V entspr. -30 ... +70°C<br />

Schalter offen: Messung OK<br />

Schalter gschlossen (V in durchgeschaltet): Fehler<br />

6 ... 18 V DC<br />

im Mittel ca. 3 mA ; Min. 0.4mA, Max. 20mA<br />

34


Ausgangssignal erweitert<br />

2xsingle Ended<br />

konfig. Druck Bereiche<br />

konfig. Temperatur Bereiche<br />

Auflösung<br />

Genauigkeit<br />

digitaler Ausgang<br />

Signal<br />

Strom Belastbarkeit<br />

konfigurierbare Funktionen<br />

0…1V, 0 ... 2 V, 0…5V<br />

+1000…-1000hPa, +2000…-2000hPa,<br />

0…-1000hPa, +100…-900hPa<br />

-30…+70°C, -10…40°C, 0…20°C<br />

16Bit<br />

±0,5mV (0,6…1,4V) ±2mV (0…2V) ±5mV (0...5V)<br />

Schalter offen (hochohmig)<br />

Schalter gschlossen (V in durchgeschaltet):<br />

250mA<br />

Befüllzustand, Schwellwert<br />

Zuordnung für Druck/Temperatur/Versorgungssp.<br />

*unerstrichene Werte sind Standardeinstellungen<br />

35


<strong>TS1</strong> Bedienungsanleitung<br />

<strong>UMS</strong> umweltanalytische Meßsysteme GmbH<br />

Gmunderstraße 37<br />

D – 81379 München<br />

Telefon : +49 89 1266 52-0; Fax : –20<br />

www.ums-muc.de<br />

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