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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