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Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere verschleißfreie Unterwasser-Gas-Messvorrichtung zur Quantifizierung von insbesondere in Form von Blasen unter Wasser austretendem Gas mit den oberbegrifflichen Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bzw. deren Verwendung.
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Zur in situ Quantifizierung von in Form von Blasen unter Wasser austretendem Gas sind verschiedene Messsysteme bekannt.
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„Monitoring temporal variability of bubble release at seeps: The hydroacoustic swath system GasQuant", Jens Greinert, Journal of Geophysical Research, vol. 113, C07048, 2008, beschreibt eine Verwendung einer hydroakustischen Messvorrichtung zum Messen von unter Wasser aus einem Untergrund austretenden Gasblasen.
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„Turbine tent measurements of marine hydrocarbon seeps an subhourly timescales", Ira Leifer, Jim Boles, Journal of Geophysical Research, vol. 110, 2005, beschreibt eine Unterwasser-Gas-Messvorrichtung mit einem sich nach oben verjüngenden Trichter zum Auffangen und Bündeln von Blasen des aus dem Untergrund austretenden Gases und einen Sensorkopf mit einem Sensor und einer Datenerfassungselektronik. Der Sensorkopf weist eine Turbine auf, welche oberhalb des Trichters angeordnet ist und durch welche vom Trichter gesammelte Gasblasen geleitet werden. Eine durch die Strömung der Blasen erzeugte Rotation der Turbine wird von der Datenerfassungselektronik erfasst und gespeichert.
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Eine Unterwasser-Gas-Messvorrichtung nach „Long-term flow monitoring of submarine gas emanations", K. Spickenbom, E. Faber, J. Poggenburg, and C. Seeger, Geophysical Reasearch Abstracts, Vol. 11, EGU2009-0, 2009 besteht beispielhaft aus drei Komponenten. Dies sind ein sich nach oben verjüngender Trichter zum Auffangen und Bündeln der Blasen des Gases, ein eigentlicher Sensorkopf mit einem Sammelbehälter und ein Druckgehäuse mit Elektronik und Batterien. Der Sammelbehälter weist im Boden eine Öffnung auf, in welche das vom Trichter gesammelte Gas geleitet wird. In dem Sammelbehälter ist ein Schwimmer angeordnet, welcher absinkt, wenn in dem Sammelbehälter zunehmend mehr Gas gesammelt und dadurch der Wasserspiegel gesenkt wird. Erreicht der Schwimmer eine vordefinierte untere Höhe, so wird ein Messsignal erzeugt. Der Sammelbehälter weist in seiner Oberseite eine verschließbare Öffnung auf, welche immer dann geöffnet wird, wenn das Messsignal erzeugt wird. Nach dem Auslassen des Gases durch die Öffnung wird die Öffnung wieder verschlossen.
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Dies ist ein geeigneter Grundaufbau für sogenannte Gassampler und Gasanalysesysteme. Das Messystem wird unter Wasser mit dem Trichter über einer Gasaustrittsstelle angeordnet. Der Sensorkopf füllt sich mit dem gesammelten Gas. Über das bekannte Volumen des Sammelbehälters und die zum Füllen nötige Zeit kann die Flussrate des Gasaustritts berechnet werden. Dabei gibt es zwei technische Probleme: erstens eine zuverlässige elektrische Registrierung des Füllvorgangs und zweitens eine anschließende Entleerung des Behälters, damit die nächste Messung stattfinden kann.
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Bisher verwendete Systeme sind lediglich in der Lage, den Gasfluss kontinuierlich über mehrere Stunden oder wenige Tage zu überwachen. Eine Laufzeit der Systeme wird hauptsächlich durch beschränkte Möglichkeiten einer Datenspeicherung und durch eine ausreichende Energieversorgung per Batterien begrenzt. Ein weiterer limitierender Faktor ist in vielen Einsatzgebieten eine technikfeindliche Umgebung, die z. B. beweglichen Teilen wie Turbinenflussmessern stark zusetzt. Da unter Wasser installierte Systeme für Wartung oder Batteriewechsel in der Regel nur durch Taucher oder Tauchroboter zu erreichen sind, führen kurze Wartungsintervalle zwangsläufig zu enormen Unterhaltungskosten.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Unterwasser-Gas-Messvorrichtung zur Quantifizierung, insbesondere in situ Quantifizierung von insbesondere in Form von Blasen unter Nasser austretendem Gas bzw. deren Verwendung vorzuschlagen, wobei die Vorrichtung weniger anfällige, insbesondere möglichst verschleißfreie Komponenten aufweisen soll.
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Diese Aufgabe wird durch die Unterwasser-Gas-Messvorrichtung zur Quantifizierung von in Form von Blasen unter Nasser austretendem Gas mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch deren Verwendung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
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Bevorzugt wird demgemäß eine insbesondere unter Wasser einsetzbar ausgebildete Unterwasser-Gas-Messvorrichtung zur Quantifizierung von unter Wasser austretendem oder aufsteigendem Gas, welche aufweist einen Behälter mit einer Behälter-Einlassöffnung angeordnet zum Einlassen von solchem Gas, insbesondere Gasblasen solchen Gases, in den Behälter und mit einer Behälter-Auslassöffnung zum Auslassen von solchem Gas, insbesondere Gasblasen solchen Gases aus dem Behälter, und mit dieser Behälter-Einlassöffnung oder einer weiteren Wasser-Einlassöffnung angeordnet zum Einlassendes den Behälter umgebenden Wassers. Die Messvorrichtung weist außerdem auf eine Sensoreinrichtung zum Messen einer in dem Behälter aufgenommenen Menge solchen Gases und eine Anordnung, die zum zeitweiligen Versperren des Gasaustritts von solchem Gas aus der Behälter-Auslassöffnung ausgebildet ist. Vorteilhaft wird die Messvorrichtung dadurch, dass ein speziell ausgestaltetes Rohr die Anordnung zum zeitweiligen Versperren des Gasaustritts ausbildet. Das Rohr weist auf einen ersten Rohrabschnitt mit einer ersten, innerhalb des Behälters angeordneten Rohröffnung, einen zweiten Rohrabschnitt mit einer zweiten, zum Wasser außerhalb des Behälters geöffneten Rohröffnung, und einen den ersten Rohrabschnitt und den zweiten Rohrabschnitt verbindenden Übergangs-Rohrabschnitt. Dabei ist der Übergangs-Rohrabschnitt im Betriebszustand unter Wasser tiefer liegend als die erste Rohröffnung und tiefer liegend als die zweite Ruhröffnung angeordnet. Insbesondere bildet der Übergangs-Rohrabschnitt einen tiefsten Punkt des Rohrs aus.
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Ausgenutzt wird bei einer solchen Unterwasser-Gas-Messvorrichtung somit ein überraschend simples hydromechanisches Prinzip, was nebenbei den Vorteil eines konstruktiven Aufbaus mit vergleichsweise geringen Kosten bietet. Der Aufbau ermöglicht ein sehr robustes und wartungsfreies sowie energiesparendes System, welches sehr lange Wartungsintervalle möglich macht. Dabei kann in hohem Maße auf elektrische und bewegliche Teile wie Turbinen und Ventile verzichtet werden, so dass eine Vielzahl von Fehlerquellen minimierbar ist.
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Einen Kerngedanken des Systems stellt der Mechanismus für die Entleerung des Behälters dar. Statt einer mechanischen Lösung oder elektromagnetischer Ventile, die sehr anfällig sind und durch den hohen Stromverbrauch nicht längerfristig per Batterie betrieben werden können, ist in dem Behälter als Komponente zu dessen geregelter-Entleerung ein simples U-Rohr eingebaut. Dieses ist extrem robust und kann höchstens durch größere Partikel verstopft werden, ist ansonsten aber wartungs- und verschleißfrei. Ermöglicht wird so eine möglichst robuste Methode zur Quantifizierung von Gasaustritten unter Wasser, welche insbesondere auch eine autonome Langzeit-Überwachung von Gasaustritten ermöglicht.
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Unter dem Begriff Wasser ist dabei nicht nur reines Wasser, insbesondere Süßwasser zu verstehen, sondern vorzugsweise jegliche Form von Wasser einschließlich auch Brackwasser oder Salzwasser von Ozeanen oder Meeren. Unter austretendem Gas ist ein gasförmiges Medium oder Gas, insbesondere auch ein Gasblasen enthaltendes Medium zu verstehen, welches aus einem Untergrund oder einer technischen Einrichtung austritt. Insbesondere ist darunter Gas zu verstehen, welches aus einem See-, Gewässer- oder Meeresboden austritt. Auch aus unter Wasser verlegten Pipelines austretende Gase sind darunter zu verstehen. Wesentlich für die Verfahrens- und Funktionsweise ist dabei nicht das eigentliche Austreten, sondern dass unter Wasser Gasblasen aufsteigen, welche in der Vorrichtung aufgenommen werden. Letztendlich muss es sich bei dem umgebenden Wasser nicht zwingend um ein offenes Gewässer handeln, sondern auch ein Einsatz innerhalb eines z. B. Tanks ist prinzipiell umsetzbar. Der Begriff ”Gas” umfasst dabei entsprechend jegliche Form von chemischen Substanzen, welche gasförmig auftreten, also neben Erdgas und Luft auch andere gasförmige Substanzen.
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Unter der Behälter-Einlassöffnung bzw. der weiteren Wasser-Einlassöffnung sind Öffnungen zu verstehen, welche ein nach oben gerichtetes Einlassen von Gas bzw. Wasser in den Behälter bzw. dessen Behälterinnenraum ermöglichen. Entsprechend sind die Einlassöffnungen so angeordnet, dass durch diese strömendes Gas oder Wasser nach oben hin in den Innenraum des Behälters strömen und je nach Zustand der Behälter-Auslassöffnung in dem Innenraum des Behälters gehalten werden kann oder durch die Behälter-Auslassöffnung ausströmen kann. In einfachster Ausgestaltung ist der Behälter beispielsweise wie ein umgekehrter Eimer mit nach oben ausgerichtetem Boden des Eimers ausgestaltet und hat eine nach unten gerichtete Behälter-Einlassöffnung gleich seiner unterseitigen Randerstreckung von seinen Seitenwänden. Insbesondere ermöglichen diese Einlassöffnungen auch ein Auslassen von Wasser nach insbesondere unten hin aus dem Behälter heraus, wenn sich im Behälter oberseitig Gas sammelt.
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Die Behälter-Auslassöffnung entspricht im Wesentlichen einer rohrartigen Öffnung oder einem Rohrabschnitt des Rohrs, welches durch eine entsprechende Öffnung in der geschlossenen oberen Wandung des Behälters führt. Alternativ dazu kann die eigentliche Behälter-Auslassöffnung auch in einer Seitenwandung des Behälters ausgebildet sein, wobei dann der insbesondere Übergangs-Rohrabschnitt oder der zweite Rohrabschnitt durch diese Behälter-Auslassöffnung führt. Prinzipiell kann auch die zweite Rohröffnung des zweiten Rohrabschnitts bereits in einer Wandungsöffnung in Form der Behälter-Auslassöffnung münden oder als solche ausgebildet sein.
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Ausgehend von dem Übergangs-Rohrabschnitt, insbesondere U-förmigen Übergangs-Rohrabschnitt, verläuft der erste Rohrabschnitt zur ersten Rohröffnung bevorzugt aufwärts und der zweite Rohrabschnitt verläuft bevorzugt zur zweiten Rohröffnung aufwärts. Je länger die Strecke bzw. Höhe ist, über welche sich die Rohrabschnitte nach oben hin ertrecken, desto größer ist das Gasvolumen, welches in einem Zyklus in dem Behälter in Höhenrichtung gesammelt werden kann, wobei mit zunehmender Rohrlänge auch eine zunehmend stärkere Sogwirkung erzielbar ist. Die Gesamtmenge an sammelbarem Gas hängt natürlich auch wesentlich von z. B. einem Durchmesser bzw. einer Grundfläche des Behälters ab.
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Die erste Rohröffnung ist von einer Innenraum-Oberseite des Behälters zum Hindurchströmenlassen von sowohl dem Gas als auch dem Wasser insbesondere beabstandet angeordnet. Vorzugsweise ist dabei die erste Rohröffnung von einer Innenraum-Oberseite des Behälters um einen Abstand von zumindest 5 mm, insbesondere von zumindest 10 mm oder mehr beabstandet angeordnet und/oder die erste Rohröffnung ist von der Innenraum-Oberseite des Behälters vorzugsweise zumindest um einen Abstand gleich oder größer einem Innenduchmesser des Rohres, insbesondere einem Innenduchmesser der ersten Öffnung beabstandet. Am Ende des Auslassens von Gas aus dem Innenraum des Behälters durch das Rohr ist der Wasserpegel des von unten in den Innenraum einströmenden Wassers so hoch, dass das einströmende Wasser in die erste Öffnung einströmt und das Rohr füllt und somit die Auslassöffnung durch ein Wassersiegel wieder verschließt. Da gleichzeitig von unten mit dem Wasser auch Gasphase in den Innenraum einströmt, ist somit der Abstand der ersten Rohröffnung von der Innenraum-Oberseite so gewählt, dass am Ende des Auslassens von Gas aus dem Innenraum des Behälters nicht zusammen mit dem Wasser auch zu viel Gas in die erste Öffnung einströmt und in das Rohr gelangt, was sonst die Ausbildung des Wassersiegels behindern oder sogar verhindern würde.
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Prinzipiell kann die zweite Rohröffnung auch tiefer als die erste Rohröffnung liegen, solange die Verbindung zwischen der zweiten Rohröffnung nicht waagerecht zu dem tiefsten Umlenkpunkt zwischen den beiden Rohröffnungen verläuft und solange der Umlenkpunkt innerhalb des sich mit dem Gas befüllenden Behältnisses liegt. Bevorzugt ist die zweite Rohröffnung jedoch oberhalb der ersten Rohröffnung, insbesondere oberhalb einer Innenraum-Oberseite des Behälters angeordnet. Eine solche Anordnung stellt sicher, dass Wasser nicht von außerhalb des Behälters her durch die zweite Öffnung des Rohrs und durch das Rohr in den Innenraum des Behälters gelangt. Außerdem wird ein unnötiges Totvolumen im Behältnis vermieden. Je höher dabei die zweite Öffnung insbesondere sogar oberhalb der ersten Öffnung liegt, desto geringer ist das Risiko einer solchen unerwünschten Strömung des Wassers in Gegenrichtung. Mit zunehmend größerer Höhe der zweiten Rohröffnung in einer Ebene oberhalb der ersten Rohröffnung nimmt die Sogwirkung zu, wenn das Gas aus dem Behälter entleert wird.
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Ein Einlassrohr kann von der Behälter-Einlassöffnung oder von einer weiteren Wasser-Einlassöffnung in den Behälter hinein, insbesondere teilweise innerhalb des Behälters durch diesen führen, wobei das Einlassrohr eine Einlassrohröffnung zum Auslassen des Gases und/oder des Wassers in den Innenraum des Behälters aufweist und wobei die Einlassrohröffnung einer/der Innenraum-Oberseite des Behälters zum Hindurchströmenlassen von dem Gas und/oder dem Wasser beabstandet angeordnet ist. Insbesondere kann dabei die Einlassrohröffnung des Einlassrohrs innerhalb des Behälters zumindest um einen Rohröffnungsdurchmesser der Einlassrohröffnung oder der ersten Rohröffnung beabstandet von der ersten Rohröffnung des ersten Rohrabschnitt angeordnet sein, insbesondere um mehr als ein Viertel einer Breite einer/der Innenraum-Oberseite beabstandet angeordnet sein. Eine solche Ausgestaltung verhindert bei starken Strömungen von Gas oder Wasser in das Behältnis hinein, dass der Pegel bzw. die Gas-zu-Wasseroberfläche innerhalb des Behälters zu stark aufgewühlt ward und dadurch vor allem zum Ende der Entleerungsphase ungewollt Gas oder Wasser direkt von dessen Einlass in das Rohr eindringt.
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Vorteilhaft ist auch, wenn die erste Rohröffnung des ersten Rohrabschnitts einen trichterförmigen Einlassabschnitt zum ersten Rohrabschnitt hin ausbildet, wobei der trichterförmige Einlassabschnitt sich zum ersten Rohrabschnitt hin verjüngend ausgebildet. Eine solche Anordnung unterstützt während des Entleerens des Gases aus dem Behälter ein gleichmäßiges Einströmen von Gas und abschließend Wasser in das Rohr, so dass ein Wassersiegel in dem Rohr ohne Störungen durch Verwirbelungen ausgebildet werden kann.
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Bevorzugt weist die Sensoreinrichtung einen Schwimmer und eine Detektionseinrichtung auf, insbesondere zumindest einen Schaltkontakt zum Erfassen zumindest einer vorgegebenen Schwimmerposition des Schwimmers, wobei eine vorgegebene Schwimmerposition abhängig von einer im Behälter gesammelten Menge des Gases festgelegt ist. Außerdem ist bevorzugt eine Berechnungs- oder Steuereinrichtung ausgelegt oder programmiert aus einem durch die Komponenten der Vorrichtung konstruktiv vorgegebenen Gasaufnahmevolumen und einer Dauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Erfassungssignalen eine Menge des erfassten Gases zu bestimmen. Ein Schwimmschalter mit insbesondere zwei Schaltpositionen dient dabei vorzugsweise lediglich zur Registrierung der Füllzyklen und muss keine steuernde Funktion übernehmen, da das Entleeren automatisch und ohne jegliche externe Steuerungen aufgrund lediglich der Geometrie der Komponenten und deren Anordnung erfolgt.
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Prinzipiell möglich ist ein Einsatz sobald beide Rohröffnungen und der Rohrverlauf zwischen diesen unter der Oberfläche des die Vorrichtung umgebenden Wassers liegen. Eigenständig bevorzugt wird aber insbesondere auch eine Verwendung einer solchen Unterwasser-Gas-Messvorrichtung zur Quantifizierung von unter Wasser austretendem Gas, insbesondere in Form von Blasen unter Wasser austretendem Gas, beider die Unterwasser-Gas-Messvorrichtung zur Quantifizierung des austretenden Gases angeordnet wird, insbesondere in einer Tiefe von zumindest 10 m, vorzugsweise zumindest 50 m, insbesondere zumindest 100 m unter einer Oberfläche des die Messvorrichtung umgebenden Wassers angeordnet wird. Die Materialien und ggfs. deren Verbindungen der Vorrichtung sind dann entsprechend druckbeständig ausgeführt.
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Ermöglicht wird damit unter Wasser insbesondere eine in situ Quantifizierung von Gas auch in Bereichen, in denen aufgrund Unzugänglichkeit oder schlechter Zugänglichkeit wegen großer Tiefe des Einsatzortes eine regelmäßige Wartung oder Kontrolle nicht oder schlecht möglich ist.
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Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Soweit in verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet werden, verweisen diese auf gleiche oder gleich wirkende Komponenten oder Verfahrensabläufe, so dass hinsichtlich deren Beschreibung auch die Beschreibung weiterer der Figuren gilt. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht durch eine bevorzugte Unterwasser-Gas-Messvorrichtung,
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2A schematisch Komponenten der Unterwasser-Gas-Messvorrichtung gemäß 1 mit einem ersten Befüllungszustand mit wenig oder keinem aufgenommenen Gas während eines Messzyklus zum Messen der Menge eines unter Wasser austretenden Gases,
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2B die Komponenten gemäß 2A zu einem späteren Zeitpunkt, bei dem sich eine gewisse Gasmenge in einem Behälter der Unterwasser-Gas-Messvorrichtung gesammelt hat,
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2C einen End-Befüllungszustand, bei dem im Behälter eine maximale Gasmenge aufgenommen ist und nachfolgend ein Entleeren des Behälters durch Auslassen des enthaltenen Gases und Einfüllen von Wasser anstelle dessen erfolgt,
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2D die Vorrichtung in einem noch späteren Zustand, bei dem nach Absinken eines Pegels in dem Behälterinneren bis in Rohrbogenhöhe eines Rohres Gas aus dem Behälterinneren durch das Rohr austritt und gleichzeitig durch eine unterseitige Behälter-Einlassöffnung nicht nur Gas, sondern insbesondere auch Wasser in das Behälterinnere einströmt, und
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3 eine modifizierte Ausgestaltung einer solchen Unterwasser-Gas-Messvorrichtung.
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Wie aus 1 ersichtlich, besteht eine bevorzugte Unterwasser-Gas-Messvorrichtung 1 aus einem Behälter 2, aus dessen Innenraum ein Rohr 3 herausführt und in dessen Innenraum eine Sensoreinrichtung 4 angeordnet ist. Ein Elektronikgehäuse 5 ist beispielhaft außenseitig am Behälter 2 befestigt und dient zur Aufnahme von Komponenten wie beispielsweise einer Berechnungs- oder Steuereinrichtung C, einer Speichereinrichtung M und einer Energieversorgungseinrichtung P.
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Der Behälter 2 weist eine Seitenwand 20, auf, welche im Betriebszustand insbesondere parallel zur wirkenden Gravitationskraft angeordnet ist. Vorzugsweise, jedoch nicht notwendig, ist die Seitenwand 20 zylindrisch ausgebildet. Oberseitig geht die Seitenwand 20 in eine Oberseite 21 des Behälters über, welche beispielhaft in Art eines Deckels ausgebildet ist und sich im Betriebszustand insbesondere quer zur Gravitationskraft erstreckt. Die Seitenwand 20 und die Oberseite 21 sind so angeordnet, dass zwischen diesen ein Innenraum des Behälters 2 entsteht, in welchem unter Wasser Gas g bzw. ein gasförmiges Medium aufgenommen und gehalten werden kann.
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Vorzugsweise weist der Behälter 2 außerdem eine Unterseite 22 in Form eines Bodens auf, welcher sich insbesondere quer zur wirkenden Gravitationskraft erstreckt. Dadurch wird der Behälterinnenraum des Behälters 2 von der Seitenwand 20, der Oberseite 21 und der Unterseite 22 vollständig umschlossen.
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Der Behälter 2 weist unterseitig eine Behälter-Einlassöffnung 23 zum Einlassen von Gas g oder Gasblasen gb von unten her in den Innenraum des Behälters 2 auf. Bei einer Ausgestaltung ohne eine Unterseite 22 bildet letztendlich die gesamte untere Fläche zwischen unteren Rändern der Seitenwand 20 die Behälter-Einlassöffnung aus. Neben dem Gas g bzw. Gasblasen gb kann durch die Behälter-Einlassöffnung 23 auch Wasser w aus der unterseitigen Umgebung des Behälters 2 in den Innenraum des Behälters 2 eindringen.
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Oberseitig, insbesondere in der deckelartigen Oberseite 21, weist der Behälter 2 außerdem eine Behälter-Auslassöffnung 24 auf. Diese dient zum zeitweiligen Auslassen von Gas g aus dem Innenraum des Behälters 2 oder zum Durchführen eines Abschnitts des Rohres 3, durch welches solches Gas g zeitweilig aus dem Innenraum des Behälters 2 ausgelassen wird.
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Insbesondere im Fall einer im Wesentlichen geschlossenen Unterseite 22 ist unterhalb des Behälters 2 ein Trichter 25 angeordnet, welcher sich nach oben hin zu der Behälter-Einlassöffnung 23 verjüngt. Je größer ein unterer Außendurchmesser des Trichters 25 bzw. eine von dem Trichter 25 übergriffene Fläche ist, desto größer ist der Bereich, aus welchem unterhalb der Vorrichtung austretendes Gas g aufgefangen und in den Behälter 2 geführt werden kann.
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Optional können insbesondere in der Unterseite 22 weitere Wasser-Einlassöffnungen zum Einleiten von Wasser w in den Behälter 2 ausgebildet sein. Vorzugsweise sind an solchen weiteren Wasser-Einlassöffnungen 26 Zuleitungsrohre 27 angeschlossen, welche eine Zufuhr des Wassers w aus einer größeren Entfernung ermöglichen. Vorteilhaft kann so Wasser w zum zwischenzeitlichen Befüllen des Innenraums des Behälters 2 aus einem Bereich herangefördert werden, in welchem keine Gasblasen gb aus einem Untergrund oder einem möglicherweise defekten Gerät oder Rohr austreten.
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Wesentliche Komponente ist das speziell ausgestaltete Rohr 3, welches einstückig dargestellt ist, jedoch auch aus mehreren miteinander verbundenen Komponenten ausgebildet werden kann. Das Rohr 3 weist einen ersten Rohrabschnitt 30 innerhalb des Behälters 2, einen zweiten Rohrabschnitt 31, welcher nach außerhalb des Behälters 2 oder zumindest zur Behälter Auslassöffnung 24 führt, und einen Übergangs-Rohrabschnitt 32, welcher den ersten und den zweiten Rohrabschnitt 30, 31 miteinander verbindet, auf. Vorzugsweise verlaufen dabei der erste Rohrabschnitt 30 und der zweite Rohrabschnitt 31 im Wesentlichen senkrecht bzw. parallel zur wirkenden Gravitationskraft, während der Übergangs-Rohrabschnitt 32 die unteren Enden des ersten Rohrabschnitts 30 und des zweiten Rohrabschnitts 31 im Wesentlichen U-förmig verbindet.
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Der erste Rohrabschnitt 30 weist eine erste Rohröffnung 33 auf, welche gegenüberliegend dem Übergang zum Übergangs-Rohrabschnitt 32 am ersten Rohrabschnitt 30 ausgebildet ist. Die erste Rohröffnung 33 ist dabei vorzugsweise nach oben gerichtet geöffnet. Entsprechend weist der zweite Rohrabschnitt 31 eine zweite Rohröffnung 34 auf, welche an der Behälter-Auslassöffnung 24 anliegt oder oberhalb der Behälter-Auslassöffnung 24 ausgebildet ist. Im Betrieb liegt dabei die zweite Rohröffnung 34 höher als die erste Rohröffnung 33. Die erste Rohröffnung 33 ist der Oberseite bzw. einer Innenraum-Oberseite 29 des Innenraums des Behälters 2 benachbart mit einem Abstand h2 – h1 angeordnet, so dass in dem Innenraum befindliches Gas g und in dem Innenraum zeitweilig befindliches Wasser w durch die erste Rohröffnung 33 in das Rohr 3 einströmen kann. Dabei entspricht eine erste Höhe h1 der Höhe der ersten Rohröffnung 33 und zugleich einer oberen Schalthöhe. Eine zweite Höhe h2 entspricht der Höhe der Innenraum-Oberseite 29.
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Zur gezielten Strömungsbeeinflussung kann vorgesehen sein, dass die erste Rohröffnung 33 nicht direkt an einem gleichförmig ausgebildeten ersten Rohrabschnitt 30 ausgebildet ist, sondern, wie beispielhaft dargestellt, an einem verbreiterten Endabschnitt des ersten Rohrabschnitts 30. Bei einer solchen Ausgestaltung kann in dem verbreiterten Endabschnitt ein trichterförmiger Einlassabschnitt 35 ausgebildet sein, welcher sich von der zum Behälterinnenraum offenen ersten Rohröffnung 33 zu einem Innendurchmesser d des ersten Rohrabschnitts 30 bzw. vorzugsweise des gesamten übrigen Rohres 3 verjüngt. Ein solcher trichterförmiger Einlassabschnitt 35 ermöglicht eine gleichmäßigere Strömung in das Rohr 3 hinein.
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Der Innendurchmesser d des Rohres 3 ist bevorzugt breit genug oder breiter als erforderlich, um wirkende Kapillarkräfte von in dem Rohr 3 befindlichen Wasser w zu vermeiden. Außerdem ist der Innendurchmesser d des Rohres 3 so gewählt, dass beim Auslassen des im Innenraum des Behälters 2 gesammelten Gases g abschließend durch die Behälter-Einlassöffnung 23 und gegebenenfalls weitere Wasser-Einlassöffnungen 26 genügend Wasser w nachströmen kann, um beim Einströmen in die Einlassöffnung 33 in dem Rohr 3 ein Wassersiegel bzw. einen Wasserverschluss ausbilden zu können.
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Optional kann ein innenseitiger Übergangsabschnitt des ersten Rohrabschnitts 30 sich auch bis zur Oberseite 21 des Behälters 2 erstrecken, wobei dann in einem solchen Übergangsabschnitt seitliche Durchlassöffnungen für das Gas g bzw. Wasser w aus dem Innenraum zu der ersten Rohröffnung 33 ausgebildet sind. Insbesondere in einem solchen Fall verbleibt beim Auslassen des Gases g stets eine oberseitige restliche Gasmenge in dem Behälter 2.
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Bei der dargestellten Ausgestaltung befindet sich die Sensoreinrichtung 4 im Wesentlichen innerhalb des Behälters 2. Die Sensoreinrichtung 4 dient zum Erfassen eines Pegels wo bzw. einer Wasseroberfläche innerhalb des Behälters 2. Mittels der Sensoreinrichtung 4 wird entsprechend ein vorgebbarer Pegelstand des Pegels wo erfasst, um daraus auf eine zyklische Befüllung oder Entleerung des Behälters 2 zu schließen. Ein Volumen der Menge des Gases g, welches in dem Behälter 2 zwischen zwei Entleerungen gesammelt wird, kann aus dem Differenzvolumen errechnet werden. Ein solches Differenzvolumen bestimmt sich aus einer unteren Schalthöhe bzw. unteren Rohrinnenhöhe h0 und einer oberen Schalthöhe h1 bzw. der Höhe der ersten Rohröffnung 33, wobei die Höhendifferenz im Falle einer zylindrischen Seitenwand 20 mit dem Innendurchmesser zu multiplizieren ist. Zweckmäßig werden innerhalb dieses Volumens befindliche Volumina von Komponenten wie dem Rohr 3 und der Sensoreinrichtung 4 von dem errechneten Wert abgezogen.
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Die beispielhafte Sensoreinrichtung 4 weist einen Schwimmer 40 auf, welcher abhängig von dem Pegel wo seine Höhenlage innerhalb des Behälters 2 ändert. Der Schwimmer 40 ist vorzugsweise längs einer diesen durchdringenden und vertikal verlaufenden Führungsstange 41 geführt. Vorteilhaft begrenzen ein unterer Anschlag 42 und ein oberer Anschlag 44 die Bewegungsstrecke des Schwimmers 40, um ein Heruntergleiten von der Führungsstange 41 zu vermeiden. Insbesondere können an solchen Anschlägen 42, 44 auch Schaltkontakte 43, 45 angeordnet sein, welche durch ein Anlegen oder Annähern des Schwimmers 40 an den entsprechend unteren Schaltkontakt 43 oder oberen Schaltkontakt 45 ein Mess- bzw. Erfassungssignal erzeugen. Ein solches Mess- bzw. Erfassungssignal kann von dem entsprechenden Schaltkontakt 43, 45 über beispielsweise ein Kabel als einer Übertragungseinrichtung 50 zu dem Elektronikgehäuse 5 und der darin befindlichen Berechnungs- oder Steuereinrichtung C geführt werden.
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Die Berechnungs- oder Steuereinrichtung C umfasst vorzugsweise in üblicher Art und Weise einen Zeitgeber oder ist an einen Zeitgeber angeschlossen, so dass mittels der Berechnungs- oder Steuereinrichtung C ein jeweiliger Schaltzeitpunkt des Mess- bzw. Erfassungssignals erfasst und in der Speichereinrichtung M gespeichert werden kann. In einfachster Ausgestaltung reicht allein das Hinterlegen einer Erfassungszeit in der Speichereinrichtung M aus, um später als Quantifizierung einen Gasfluss des Gases g bzw. dessen Menge auch hinsichtlich zeitlicher Variation eindeutig bestimmen zu können. Insbesondere eine Volumenberechnung kann auch zu einem späteren Zeitpunkt und insbesondere auch in einer gänzlich von der Unterwasser-Gas-Messvorrichtung eigenständigen und separaten Recheneinrichtung vorgenommen werden.
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In einfachster Ausgestaltung zur zeitlich gemittelten Quantifizierung reicht als Speichereinrichtung M eineinfacher Zähler für die Anzahl der Zyklen aus wobei dann zum Bestimmen des Messzeitraums eine Aufbau- bzw. Startmesszeit und eine Abbau- bzw. Endmesszeit festgehalten wird.
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Zum Führen des Kabels als Übertragungseinrichtung 50 von der Sensoreinrichtung 4 zu den Komponenten innerhalb des Elektronikgehäuses 5 ist ein diese verbindender dichter Schlauch bzw. eine dichte Schlauchverbindung 51 dargestellt. Anstelle einer solchen Anordnung könnte eine Ausgestaltung auch in der Oberseite 21 bzw. im Deckel mit integrierten elektronischen Komponenten vorgesehen werden.
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Auch möglich ist gänzlich auf die am Behälter 2 angeordnete Anordnung des Elektronikgehäuses 5 zu verzichten und über eine derartige Schlauchverbindung 51 Kabel bis an beispielsweise einen von dem Aufstellungspunkt der Unterwasser-Gas-Messvorrichtung 1 entfernten Versorgungspunkt zu legen. Insbesondere kann ein solcher Versorgungspunkt nicht nur an einem Gewässeruntergrund oder einer Installation an einer Rohrleitung, sondern auch an einer auf dem Wasser oberhalb der Unterwasser-Gas-Messvorrichtung 1 schwimmenden Boje vorgesehen sein. Bevorzugt wird jedoch die dargestellte Ausgestaltung, welche in dem Elektronikgehäuse 5 die Energieversorgungseinrichtung P aufweist, welche beispielsweise durch Batterien oder Akkumulatoren ausreichend Strom zur langzeitigen Versorgung der Berechnungs- oder Steuereinrichtung C, der Schaltkontakte 43, 45 und der Speichereinrichtung M bereitstellt. Zur Übertragung der gespeicherten Daten kann die Berechnungs- oder Steuereinrichtung C oder die Speichereinrichtung M eine Schnittstellenach außen hin aufweisen oder die Speichereinrichtung M selber als entnehmbare und separat auslesbare Komponente ausgestaltet sein.
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Die Schaltkontakte 43, 45 können insbesondere als mechanische oder optische Schalter ausgebildet sein. Besonders bevorzugt werden so genannte Reed-Kontakte, welche das Annähern eines Magnetes erfassen, wobei in einem solchen Fall ein geeigneter Magnet in dem Schwimmer 40 angeordnet ist.
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In der Figur dargestellt ist außerdem eine bevorzugte Auslasshöhe h4 der zweiten Rohröffnung 34 oberhalb der ersten Rohröffnung 33. Je größer der Abstand der beiden Rohröffnungen 33, 34 in vertikaler Richtung ist, desto größer ist eine Sogwirkung, wenn der Pegel wo innerhalb des Behälters 2 so weit abgesunken ist, dass das in dem Behälter 2 befindliche Gas g nicht nur den ersten Rohrabschnitt 30 füllt, sondern auch über den Übergangs-Rohrabschnitt 32 in den zweiten Rohrabschnitt 31 eindringt. Zweckmäßig ist dabei, dass die zweite Rohröffnung 34 höher liegt, als die Innenraum-Oberseite 29 und somit höher als eine Oberkante des gasgefüllten Volumens innerhalb des Behälters 2.
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Insbesondere ist die Unterwasser-Gas-Messvorrichtung 1 im Betrieb vollständig von Wasser w umgeben, insbesondere auch Wasser w oberhalb der zweiten Rohröffnung 34.
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Anhand der 2A–2D ist ein Befüllungs- bzw. Entleerungszyklus skizziert. Schematisch sind lediglich für das Verständnis erforderliche Komponenten der Unterwasser-Gas-Messvorrichtung 1 skizziert, wie die Wandungen des Behälters 2, das Rohr 3 und die Sensoreinrichtung 4.
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2A zeigt einen Zustand unmittelbar zum Abschluss der Entleerung des Innenraums des Behälters 2. Während des Entleerens strömt das Gas g aus dem Innenraum durch den ersten Rohrabschnitt 30 und das Rohr 3 aus dem Behälter hinaus, wobei durch die Unterseite 22 bzw. die Behälter-Einlassöffnung 23 Wasser w von unten her nachströmt. Wenn der Pegel wo so weit angestiegen ist, dass das nachströmende Wasser w durch die erste Rohröffnung in den ersten Rohrabschnitt 30 eindringt, bildet sich ein Wassersiegel aus, welches das Rohr 3 verschließt, so dass aufgrund eines Gleichgewichts des in den Rohrschenkeln befindlichen Wassers keine weitere Strömung erfolgt. Entsprechend strömt kein weiteres Wasser mehr in den Innenraum des Behälters 2 hinein. Der Schwimmer 40 befindet sich in einer oberen Stellung und, soweit vorgesehen, an dem oberen Anschlag 44 und dem oberen Schaltkontakt 45.
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Das System ist komplett mit dem Wasser w gefüllt, der Schwimmer 40 des Schwimmschalters befindet sich an der oberen Schaltposition. Gasblasen gb werden durch den Trichter eingefangen und in den Behälter 2 geleitet. Da der Abfluss über das U-Rohr nicht möglich ist, sammelt sich das Gas g im oberen Bereich des Behälters 2.
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Das gesammelte Gas g verdrängt das Wasser w im Behälter 2 und der Wasserspiegel bzw. Pegel wo sinkt. Der Schwimmer 40 verlässt die obere Schaltposition und sinkt mit dem Wasserspiegel. Ein Gasdruck im Behälter 2 steht dabei im Gleichgewicht mit einem Druck einer Wassersäule in dem ersten Rohrabschnitt 30. Daher sinkt der Pegel wo im rechten Teil des U-Rohrs, das heißt im ersten Rohrabschnitt 30 parallel zum Wasserspiegel im Behälter 2. 2B zeigt einen Moment, bei dem der Pegel wo auf diese Art und Weise teilweise abgesunken ist.
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Wie dies in 2C skizziert ist, sinkt der Pegel im Behälter 2 und im U-Rohr bzw. im ersten Rohrabschnitt 30, bis eine innenseitige Oberkante des U-Bogens bzw. Übergangs-Rohrabschnitts 32 erreicht ist. Der Schwimmer 40 erreicht dabei eine untere Schaltposition. Bei diesem Pegel wo wird das Gleichgewicht zwischen dem Gasdruck und dem Druck der Wassersäule gestört und das System wird instabil. Das Gas g drückt das verbliebene Wasser w im linken Teil, das heißt im insbesondere zweiten Rohrabschnitt 31 des U-Rohrs 3 nach oben aus dem Rohr 3. Dadurch wird das Wassersiegel im U-Rohr aufgehoben.
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Wie dies in 2D skizziert ist, kann das gesammelte Gas g nun durch das U-Rohr nach oben aus dem Behälter 2 entweichen. Der dabei entstehende Sog im Behälter 2 und der Druck des durch die Einlassöffnungen 23, 26 nachströmenden Wassers w führen dazu, dass sich der Behälter 2 schnell, insbesondere innerhalb von Sekunden, komplett entleert, wobei das Gas bzw. Gasblasen gb nach oben aus dem Rohr 3 in das umgebende Wasser w entweichen. Unter dem Entleeren des Behälters wird somit implizit verstanden, dass das gesamte Gas g oder zumindest eine bekannte Menge des Gases g in dem Behälter durch nachströmendes Wasser w ersetzt wird.
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Der Schwimmer 40 erreicht wieder die obere Schaltposition. Sobald der Pegel wo im Behälter 2 wieder die Oberkante des ersten Rohrabschnitts 30 mit der ersten Rohröffnung 33 erreicht hat, strömt das Wasser w in das U-Rohr und verstopft bzw. verschließt es. Damit ist wieder der in 2A skizzierte Ausgangszustand erreicht und der Zyklus beginnt von neuem.
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Das einzige sich bedingt mechanisch bewegende Teil ist somit der Schwimmer 40, welcher den Schaltkontakt bzw. das Mess- bzw. Erfassungssignal insbesondere in der unteren Schaltposition auslöst.
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3 zeigt eine modifizierte Ausgestaltung der Unterwasser-Gas-Messvorrichtung 1. Beschrieben werden nachfolgend lediglich Komponenten, welche von denen aus 1 abweichen.
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Anstelle einer Unterseite 22 in Form einer mehr oder weniger geschlossenen Bodenplatte weist die dargestellte modifizierte Unterseite 22* eine trichterartige Bodenstruktur auf, welche Gasblasen gb und beim Entleeren des Behälters auch Wasser w zur eigentlichen Behälter-Einlassöffnung 23 und durch diese in den Innenraum des Behälters 2 führt.
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An der Behälter-Einlassöffnung ist ein Einlassrohr 28 angeordnet, welches von der Behälter-Einlassöffnung 23 in der Unterseite 22* bis in einen Bereich der Oberseite des Behälters 2 benachbart führt. Dadurch werden die Gasblasen gb und das Wasser w nicht unten in den Behälter 2 eingelassen, sondern bis nahe dessen Oberseite geführt und oben in den Behälter 2 eingelassen. Gut erkennbar ist, dass der Gasdruck des im Behälter befindlichen Gases g den Pegel wo des im Behälter befindlichen Wassers w auch im ersten Rohrabschnitt 30 und im Einlassrohr 28 auf gleicher Höhe hält. Nicht dargestellt in dieser Ansicht sind weitere Wasser-Einlassöffnungen für Wasser w, welche in den unteren Abschnitt des Behälters unterhalb des Umkehrpunktes des Rohres 3 führen und bei zunehmendem Gasdruck des Gases g eine Verdrängung des darunter befindlichen Wassers w aus solchen weiteren Wasser-Einlassöffnungen zulassen. Ein solches Einlassrohr 28 übernimmt die Funktion eines Dämpferrohres und dient zur Beruhigung des Wasserspiegels im Behälter 2 bei besonders turbulenten Gasaustritten aus einem Untergrund oder aus einem unterhalb des Trichters befindlichen Rohr oder Gerät.
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Vorzugsweise bestehen bei allen Ausgestaltungen die verwendeten Bauteile aus Kunststoff oder rostfreiem Stahl, um das Gesamtsystem insbesondere auch seewassertauglich zu machen.
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Nachfolgend wird ohne direkten Bezug auf die Zeichnungen zur Vervollständigung ein elektrisches Funktionsprinzip beschrieben.
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Der Zyklus gemäß 2A–2D wird beispielsweise durch einen 2-Positionen-Schwimmschalter erfasst, wobei eine Länge bei Bedarf an die Behältergröße angepasst wird. Der Schwimmer 40 folgt dem Pegel wo im Behälter 2 und löst an beiden Enden der Führungsstange 41 per Reed-Kontakt berührungslos und damit wartungsfrei den momentan benachbarten der Schaltkontakte 43, 45 aus. Ein Spalt zwischen dem Schwimmer 40 und der Führungsstange 41 ist dabei vorzugsweise groß genug, dass die Bewegung des Schwimmers nicht von eingetragenem Sediment behindert wird. Die obere Schaltposition an dem oberen Schaltkontakt 45 zeigt an, dass sich das System in der Ausgangsposition befindet, welche in 2A skizziert ist. Das Erreichen der unteren Schaltposition am unteren Schaltkontakt 43 meldet, dass sich der Behälter 2 komplett mit Gas g gefüllt hat, was in 2C skizziert ist.
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Ein zu turbulentes Einströmen des Gases g kann zu starken Schwankungen bzw. einem Hüpfen des Schwimmers 40 führen. Passiert dies während sich der Schwimmer auf Höhe eines der Schaltkontakte 43, 45 befindet, kommt es zu mehrfachen Schaltvorgängen. Um eine solche Mehrfachauslösung zu verhindern, wird in der Berechnungs- oder Steuereinrichtung C vorzugsweise eine elektrische „Entprellung” des Schalters eingerichtet. Durch diese Schaltung werden nur volle Zyklen registriert, das heißt die Reihenfolge „Oberer Schaltkontakt 45 geschlossen → Oberer Schaltkontakt 45 offen → unterer Schaltkontakt 43 geschlossen → unterer Schaltkontakt 43 offen” wird eingehalten. Ein mehrfaches Öffnen und Schließen eines Schaltkontaktes 43, 45 unterbricht diese Abfolge nicht, aber der Zyklus wird erst nachdem Schließen und wieder Öffnen des zweiten der Kontakte 43, 45 an die Datenaufzeichnung gemeldet. Eine vorteilhafte dafür geeignete Schaltung schaltet beispielsweise in Art eines Flip-Flops direkt bei einem ersten Schaltvorgang an einem der Schaltkontakte den Flip-Flop und schaltet den Flip-Flop erst bei einem ersten Schaltsignal an dem anderen der Schaltkontakte 45 zurück. Die dafür bevorzugte Schaltung ist extrem Strom sparend auslegbar mit ca. 2 mA pro Monat und kann daher über eine kleine Lithium-Batterie über Jahre hinweg mit Strom versorgt werden.
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Die Datenaufzeichnung erfolgt im Fall eines komplett autonomen Systems über einen beispielsweise für sich bekannten Hobo Pendant Event Datenlogger mit integrierter Stromversorgung mittels Knopfzelle als der Energieversorgungseinrichtung P. Die Lebensdauer der Batterie beträgt bei einer solchen Anordnung ca. 1 Jahr. Eine Speicherkapazität der Speichereinrichtung M eines solchen Datenloggers liegt je nach Aufzeichnungsrate bzw. Bitrate bei 16.000 bis 23.000 Datenpunkten. Die maximale autonome Operationszeit eines solchen Messsystems ergibt sich daher aus der Aufzeichnungsrate. Diese wiederum ist direkt abhängig von der Flussrate des Gasaustritts und dem Volumen des Sammelbehälters. Durch Variation des Volumens kann das System an die gewünschte Auflösung bzw. Operationszeit angepasst werden. Für Operationszeiten über ca. 3 Monate oder sehr hohe Auflösungen kann statt des Hobo-Datenloggers auch ein aufwändigeres System mit externer Stromversorgung verwendet werden. Im Labor wurde der Betrieb mit einem Campbell CR1000 Datenlogger und Lithium-Batterien getestet, was theoretische Operationszeiten von 1–2 Jahren erlaubt.
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Da dieses beispielhafte System mit Ausnahme einer Filterelektronik und des Datenloggers rein mechanisch arbeitet, ist nur eine Spannung zur Registrierung der Schaltzustände des Schwimmschalters 40 erforderlich. Diese kann problemlos über den Datenlogger erfolgen, ohne dessen Lebensdauer nennenswert einzuschränken. Durch die kompakten Abmessungen des Datenloggers und der Filterelektronik können beide zusammen in einem kleinen Druckgehäuse bzw. Elektronikgehäuse 5 untergebracht werden. Der Datenlogger übernimmt dabei die Funktionalität der Berechnungs- oder Steuereinrichtung C, der Speichereinrichtung M und mit seiner Batterie die Funktionalität der Energieversorgungseinrichtung P.
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Für einen solchen Labortest wurde Druckluft als das Gas g verwendet, wobei die Druckluft über einen Schlauch unter den Trichter 25 geleitet wurde. Zwei verschiedene Flussraten wurden eingestellt, zuerst eine relativ hohe von ca. 1,6 Liter/min und anschließend eine niedrige Flussrate von 0,4 Liter/min. Bei der hohen Flussrate liegen die einzelnen Ereignisse zeitlich dicht nebeneinander, wodurch sich eine steile Steigung einer Geraden ergibt. Nach einer Justierung vergeht mehr Zeit zwischen den Ereignissen (durchschnittlich 2:45 min) und eine abbildbare Linie verläuft deutlich flacher.
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Möglich ist die Ausgestaltung von solchen Unterwasser-Gas-Messvorrichtungen in einer Vielzahl alternativer Ausgestaltungen. Anstelle des Einsatzes starrer Rohre können auch elastische Schläuche eingesetzt werden. Dabei ist im Fall des Rohres 3 innerhalb des Behältnisses darauf zu achten, dass durch das in den Behälter 2 eindringende Gas g keine Verformung des Rohres 3 erfolgt, welche eine Beeinflussung des Entleerungsvorganges oder des Volumens der aufnehmbaren Gasmenge bis zu einem Entleeren des Gases g verursacht. Insbesondere können Zuleitungsrohre 27 auch als Schläuche ausgestaltet werden.
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In gleichem Maße kann anstelle einer dichten Schlauchverbindung 51 auch ein starres Rohr oder eine direkte Durchgangsöffnung durch beispielsweise einen Deckel eingesetzt sein. Anstelle einer direkt mit dem Behälter 2 verbundenen Elektronik in einem Elektronikgehäuse 5 kann die Elektronik auch getrennt vorgesehen sein und beispielsweise über eine Kabelverbindung oder eine sonstige geeignete Übertragungsverbindung mit den Schaltkomponenten in dem Behältnis in Verbindung stehen. Dabei kann eine solche getrennte Elektronik gegebenenfalls auch in großer Entfernung von den übrigen Komponenten angeordnet sein, wobei dann ggfs. Faktoren wie Spannungsverluste zu berücksichtigen und auszugleichen sind.
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Neben der dargestellten Sensoreinrichtung 4 mit einem Schwimmer kann auch jede beliebige andere Sensorausgestaltung eingesetzt werden, welche einen Stand des Pegels wo derart erfasst, dass ein Entleerungsvorgang bzw. ein Befüllungsvorgang bzw. ein Zyklus ausreichend eindeutig erfassbar ist. Insbesondere sind auch Lichtschranken oder dergleichen einsetzbar.
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Es wurden Versuche mit einem Innendurchmesser d des Rohres 3 von 3 bis 10 Millimetern durchgeführt, welche einen ausreichenden Sog und einen ausreichenden erneuten Verschluss des Rohres 3 ermöglichten. Jedoch sind auch andere Durchmesser d einsetzbar.
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Prinzipiell kann die zweite Rohröffnung auch tiefer als die erste Rohröffnung liegen, solange die Verbindung zwischen der zweiten Rohröffnung nicht waagerecht zu dem tiefsten Umlenkpunkt zwischen den beiden Rohröffnungen verläuft. Dazu kann der Schlauch bzw. ein Rohr zwischen dem tiefsten Umlenkpunkt und der zweiten Rohröffnung dann seitlich durch eine geeignete Öffnung des Behältnisses geführt sein bzw. die zweite Rohröffnung direkt durch eine solche seitliche Öffnung in dem Behältnis ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Unterwasser-Gas-Messvorrichtung
- 2
- Behälter
- 20
- Seitenwand, insbesondere parallel zu Gravitationskraft
- 21
- Oberseite, insbesondere quer zu Gravitationskraft
- 22; 22*
- Unterseite, insbesondere quer zu Gravitationskraft
- 23
- Behälter-Einlassöffnung für Gas und ggfs. Wasser
- 24
- Behälter-Auslassöffnung
- 25
- Trichter
- 26
- weitere Wasser-Einlassöffnung für Wasser
- 27
- Zuleitungsrohr
- 28
- Einlassrohr
- 29
- Innenraum-Oberseite des Behälters
- 3
- Rohr
- 30
- erster Rohrabschnitt
- 31
- zweiter Rohrabschnitt
- 32
- Übergangs-Rohrabschnitt
- 33
- erste Rohröffnung
- 34
- zweite Rohröffnung
- 35
- trichterförmigen Einlassabschnitt
- 4
- Sensoreinrichtung
- 40
- Schwimmer
- 41
- Führungsstange
- 42
- unterer Anschlag
- 43
- Schaltkontakt
- 44
- oberer Anschlag
- 45
- Schaltkontakt
- 5
- Elektronikgehäuse
- 50
- Übertragungseinrichtung, insbesondere Kabel
- 51
- dichte Schlauchverbindung
- C
- Berechnungs- oder Steuereinrichtung
- d
- Innenduchmesser des Rohres
- g
- Gas
- gb
- Gasblasen
- h0
- untere Schalthöhe/untere Rohrinnenhöhe
- h1
- obere Schalthöhe/Höhe erster Rohröffnung
- h2
- Höhe der Innenraum-Oberseite
- h2 – h1
- Abstand von der Innenraum-Oberseite
- h3
- Einlassoberkantenhöhe
- h4
- Auslasshöhe zweiter Rohröffnung über erster Rohröffnung
- M
- Speichereinrichtung
- P
- Energieversorgungseinrichtung
- w
- Wasser, insbesondere Meerwasser
- wo
- Pegel bzw. Wasseroberfläche im Behälter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Monitoring temporal variability of bubble release at seeps: The hydroacoustic swath system GasQuant”, Jens Greinert, Journal of Geophysical Research, vol. 113, C07048, 2008 [0003]
- „Turbine tent measurements of marine hydrocarbon seeps an subhourly timescales”, Ira Leifer, Jim Boles, Journal of Geophysical Research, vol. 110, 2005 [0004]
- „Long-term flow monitoring of submarine gas emanations”, K. Spickenbom, E. Faber, J. Poggenburg, and C. Seeger, Geophysical Reasearch Abstracts, Vol. 11, EGU2009-0, 2009 [0005]
