Fachgebiet Wasserbau und Hydraulik
Wasserbauiches Forschungslabor - Messeinrichtungen
Die Messeinrichtung des wasserbaulichen Forschungslabors setzt sich zusammen aus diversen Einrichtungen, die in der Halle bedient werden – hierunter fallen die Versuchssrinnen, die Möglichkeit für physikalische Versuche sowie der wärmetechnische Versuchsstand – und verschiedenen Messgeräten für den Feldeinsatz.
Das wasserbauliche Forschungslabors erstreckt sich auf einer Grundfläche von 113 m x 23 m. Dabei machen die Werkstatträume und technische Infrastruktur etwa 13 % der Fläche aus.
Bei der Messeinrichtung des Forschungslabors handelt es sich um
- sechs verschiedene Rinnen,
- eine große Freifläche für temporär erbaute physikalische Modelle sowie
- einen wärmetechnischen Versuchsstand.
Darüber hinaus stehen verschiedene Messgeräte für Messungen im Forschungslabor sowie für den Feldeinsatz zur Verfügung.
Die verschiedenen Einrichtungen sowie die Messgeräte des wasserbaulichen Forschungslabors werden im Folgenden genauer aufgeführt.
Einrichtungen im Labor
Messgeräte für den Labor- und Feldeinsatz
Acoustic Doppler Velocimeter (ADV)
Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) gehören zu den Doppler-Messverfahren und bieten die Möglichkeit zur berührungslosen Erfassung von Strömungsgeschwindigkeiten in einem kleinen Messvolumen. Das ADV ermöglicht zudem eine hohe Abtastrate. Dieses Messverfahren liefert dreidimensionale Punktgeschwindigkeiten in einem lokalen Strömungsfeld.
Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)
Der Durchfluss wird beim ADCP auf Basis der gemessenen Geschwindigkeiten ermittelt. Das Messprinzip eines ADCPs beruht auf der Frequenzverschiebung reflektierter Ultraschallimpulse (Doppler-Effekt). Die ADCP-Messung liefert gleichzeitig Werte an mehreren Messpunkten einer Lotrechten. Abhängig von der Anzahl der Schallstrahlen werden ein- bis dreidimensionale Geschwindigkeitsfelder aufgezeichnet.
Hydrometrische Messflügel
Für punktuelle Geschwindigkeitsmessungen sind verschiedene Messflügel vorhanden mit unterschiedlichen Flügeldurchmessern und Neigung der Laufradschaufeln. Pro Zeitintervall werden die Umdrehungen n des Messflügels gezählt und über den sog. Reed-Kontakt am Anzeigegerät angezeigt. Der resultierende Wert für die Geschwindigkeit wird über sogenannte Flügelgleichungen ermittelt.
Terrestrisches Laserscanning (TLS)
Das terrestrische Laserscanning ist ein statisches, laserbasiertes 3D-Verfahren, das wiederholt berührungslose Distanzmessungen durchführt. Dadurch wird die schnelle und einfache Aufnahme von Bauwerkskonturen, Geometrien, Sohllagen und ermöglicht. Durch eine sequentielle Scanmethode entsteht eine hochaufgelöste digitale Punktwolke im Bereich eines 360°-Panoramas um das TLS-Messgerät.
Ultraschallabstandssensor
Für die messtechnische Bestimmung von Wasserspiegellagen und Füllständen werden Ultraschall-Distanz-Sensoren eingesetzt. Bei dieser Laufzeitmessung („Time of Flight“) sendet ein Sensor einen Schallimpuls aus. Dieser Impuls wird von dem zu detektierenden Objekt (hier: Wasseroberfläche) reflektiert. Die Zeit, die der Impuls vom Sensor zum Objekt und wieder zurück benötigt, wird gemessen und in die entsprechende Distanz umgerechnet.
Wasser- und Sohlprobenehmer
Der tragbare und programmierbare Probenehmer von ISCO ist mit einem schützenden Kunststoffgehäuse umbaut. Durch die großen Griffe wird das Transportieren sicher und praktisch. Innerhalb des Probenehmers befinden sich 24 Flaschen für die Probenahme und zur Aufbewahrung bis zur Analyse der Wasserproben.
Drohne
Die Drohne wird im Feldeinsatz zur Befliegung der Untersuchungsgebiete genutzt. Der am Fachgebiet vorhandene Quadrocopter liefert mit einer Fotoauflösung von 16 MP und Videoauflösung von 4 K eine gute Möglichkeit zur Dokumentation der Sachlage.
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