DE4307609C2 - Sonde zur Ermittlung von Kennwerten der in festen, verdrängbaren Materialien vorhandenen Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonde zur Ermittlung von Kenn­ werten der in festen, verdrängbaren Materialien vorhandenen Flüssigkeiten, insbesondere zur Ermittlung von Verunreini­ gungen im Grundwasser.

Es ist eine Sonde für einen Flüssigkeitsniveaudetektor bekannt (DE 39 22 951 A1), die aus einem Gehäuse besteht, das an einem Aufhängeband befestigt ist. An diesem Aufhänge­ band, das mit einer Meßskala versehen ist, wird die Sonde in Erdhöhlungen abgesenkt, wobei die Tiefe der Absenkung an der Meßskala ablesbar ist.

Die Sonde hat in ihrem Vorderteil, mit dem die Sonde zuerst in die Erdhöhlung eintaucht, eine Öffnung, durch die die zu untersuchende Flüssigkeit in eine Meßkammer im genannten Gehäuse eintreten kann. In der Meßkammer befindet sich sowohl eine optische Meßstrecke zur Messung des Wasserpe­ gels als auch eine Anordnung zur elektrischen Leitfähig­ keitsmessung, die z. B. eine Unterscheidung von Wasser und Gasoline gestattet.

Diese Anordnung hat den Nachteil,. daß sie nur in einem bereits vorhandenen Bohrloch zur Flüssigkeitsschicht abge­ senkt werden kann. Daraus ergibt sich der weitere Nachteil, daß bei Vorhandensein von mehreren übereinanderliegenden Flüssigkeitsschichten nur die oberste Flüssigkeitsschicht untersucht werden kann; denn wenn das Bohrloch bis zur un­ tersten zu untersuchenden Schicht vorgebohrt ist, mischen sich die unteren Flüssigkeitsschichten mit den darüberlie­ genden.

Weiterhin ist eine Sonde zur Ermittlung von Kennwerten von Untergrund- und Grundwasserströmen bekannt (DE-AS 21 57 848), bei der in einer bleigeschirmten Meßkammer radioakti­ ve Isotope vorgesehen sind, zu denen der zu vermessende Grundwasserstrom durch Schlitze im Meßkammergehäuse Zutritt hat.

Auch diese Sonde hat den Nachteil, daß sie nur in einem vorhandenen Bohrloch zum Grundwasser abgesenkt werden kann.

Aus der DE 38 28 468 A1 ist eine in den Boden einführbare Lysometersonde bekannt, die einen rohrförmigen Grundkörper und einen Kerzenkörper aus porös ein Material sowie einen Anschlußstutzen zum Anlegen eines Unterdrucks an den Innen­ raum des rohrförmigen Grundkörpers und des Kerzenkörpers aufweist. Der Kerzenkörper ist als Rohrabschnitt zwischen zwei Teilen des Grundkörpers druckentlastend eingespannt. Der poröse Kerzenkörper ist flüssigkeitsdurchlässig.

Diese Sonde weist den Nachteil auf, daß der Kerzenkörper trotz der vorgesehenen Druckentlastung beim Eintreiben der Sonde in den Boden belastet wird. Weiterhin kann der Kerzenkörper beim Eintreiben in den Boden durch Erdreich beschichtet werden, so daß der Eintritt von Flüssigkeit aus dem Erdreich in den Kerzenkörper behindert oder sogar verhindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ermittlung von Kennwerten der in festen verdrängbaren Materialien vor­ handenen Flüssigkeiten ohne Vorbohren zu ermöglichen, so daß auch übereinanderliegende Flüssigkeitsschichten weitest­ gehend ohne Verfälschung durch darüberliegende Flüssigkeits­ schichten untersucht werden können und der Arbeitsaufwand erheblich verringert wird.

Erfindungsgemäß wird das mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Bei der Sonde, die in einem rohrförmigen Gehäuse eine Meßkammer enthält, hat - erfindungsgemäß das rohrförmige Gehäuse für den Flüssigkeitseintritt in die Meßkammer eine Öffnung, in der ein Filter angeordnet ist, und ferner ist in der Meßkammer eine Druckgasöffnung angeordnet.

Es ist zweckmäßig, daß die Öffnung mit dem Filter im Be­ reich der tiefsten Stelle der Meßkammer seitlich im Gehäuse angeordnet ist.

Diese erfindungsgemäßen Merkmale ermöglichen es, die Sonde ohne Vorbohren durch Drücken oder Rammen z. B. in das Erd­ reich bis zu den zu untersuchenden Flüssigkeitsschichten vorzutreiben. Dabei wird durch das Filter einerseits verhin­ dert, daß feste Bestandteile in die Meßkammer eintreten, an­ dererseits aber der Eintritt von Flüssigkeit ermöglicht.

Während des Drückens oder Rammens wird in der Meßkammer durch ein Gas ein Überdruck erzeugt, der ein Eindringen von festen Bestandteilen in das Filter verhindert. Nach Errei­ chen der vorgesehenen Tiefe wird der Druck soweit redu­ ziert, daß die Flüssigkeit durch das Filter in die Meßkam­ mer dringt. In der Meßkammer erfolgt dann die Messung der Kennwerte der Flüssigkeit.

Es ist zweckmäßig, daß die Sonde in ihrem Vorderteil spitz ausläuft, um den Vortrieb zu erleichtern. Der hintere Teil der Sonde hat im Anschluß an die Meßkammer einen hohlen Schaft, an den ein Sondiergestänge ankoppelbar ist.

Es ist weiterhin zweckmäßig, daß die Sonde weitestgehend ro­ tationssymmetrisch ist.

Innerhalb der Meßkammer der Sonde können Baugruppen für unterschiedliche Meßverfahren angeordnet sein. So kann zur laserspektroskopischen Messung von Verunreinigungen der Flüssigkeit in der Meßkammer ein Lichtleitkabel angeordnet sein. Dieses und eventuell weitere Meßkabel sowie die Zuleitung für die Druckgasöffnung sind in einer Hülse zusammengefaßt und durch eine Arretierung ist deren defi­ nierte Position in der Meßkammer gewährleistet.

In einer weiteren Ausführungsform ist in der Meßkammer mindestens eine Elektrode angeordnet. Diese kann für die Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit oder zur elektrochemischen Analyse der Flüssigkeit eingesetzt werden.

Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Sonde für die Grundwasseruntersuchung teilweise geschnit­ ten

Fig. 2 die Meßkammer im Schnitt.

Die Sonde hat eine Meßkammer 1, in deren Bereich das Gehäu­ se 2 seitlich eine Öffnung 3, im vorliegenden Fall eine Bohrung, aufweist. In dieser Öffnung 3 ist ein Filter 4, z. B. aus Sintermetall, angeordnet. Dieses ist zwar für Flüs­ sigkeiten, z. B. für Wasser einschließlich der darin vorhan­ denen Verunreinigungen, durchlässig, nicht aber für feste Bestandteile, wie Erdreich. Die Meßkammer ist rotationssym­ metrisch, im wesentlichen zylindrisch. An der Meßkammer ist auswechselbar ein kegelförmiges Vorderteil 5 angebracht, um das Vortreiben der Meßkammer 1 bis zu den zu analysierenden Flüssigkeitsschichten zu erleichtern. Am offenen Ende der Meßkammer 1 ist ein hohler Schaft 6 vorgesehen, der mit einer Hülse 10 verbunden ist, die mittels einer Arretierung 11 im Gehäuse 2 fixiert ist. An den hohlen Schaft 6 ist ein nicht dargestelltes ebenfalls hohles Sondiergestänge ankop­ pelbar, so daß die in der Meßkammer angeordneten Meßbaugrup­ pen mit an der Erdoberfläche stehenden Meßgeräten verbunden werden können.

In der Fig. 2 ist die Meßkammer im Schnitt dargestellt. Dort ist eine Druckgasöffnung 7 angeordnet, über die während des Vortriebs der Sonde ein Druckgas, z. B. Luft, durch das Filter 4 gedrückt wird, um dessen Zusetzen mit Erdreich zu verhindern. Für die laserspektroskopische Analyse der Flüs­ sigkeit ist ein Lichtleitkabel 8 angeordnet. Am Ende des Lichtleitkabels 8 tritt Laserlicht zur Fluoreszenzanregung der Schadstoffe in der Flüssigkeit aus. Das Fluoreszenz­ licht wird über das gleiche oder weitere Lichtleitkabel einer nachfolgenden an sich bekannten Auswertetechnik zugeführt.

Für elektrochemische Untersuchungen ist eine Elektrode 9 angeordnet.

Ferner können anstelle der Laserspektroskopie ionenselekti­ ve Elektroden in die Meßkammer 1 integriert werden, die über elektrische Meßleitungen mit der an sich bekannten Aus­ wertetechnik verbunden sind.

Claims (7)

1. Sonde zur Ermittlung von Kennwerten der in festen, verdrängbaren Materialien vorhandenen Flüssigkeiten mit einer in einem rohrförmigen Gehäuse angeordneten Meßkam­ mer, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Gehäuse (2) für den Flüssigkeitsein­ tritt in die Meßkammer (1) eine Öffnung (3) mit einem Filter (4) hat, daß in der Meßkammer (1) ferner eine Druckgasöffnung (7) angeordnet ist und daß die Öffnung (3) mit dem Filter (4) im Bereich der tiefsten Stelle der Meßkammer (1) seitlich im Gehäuse (2) angeordnet ist.

2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde in ihrem Vorderteil spitz aus­ läuft, daß im hinteren Teil der Sonde im Anschluß an die Meßkammer (1) eine Hülse (10) mit einer Arretierung (11) angeordnet ist und daß die Hülse (10) mit einem hohlen Schaft (6) verbunden ist, an den ein Sondiergestänge ankop­ pelbar ist.

3. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde weitestgehend rotationssymme­ trisch ist.

4. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Meßkammer (1) Meßbaugrup­ pen angeordnet sind.

5. Sonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßkammer (1) ein Lichtleitkabel (8) angeordnet ist.

6. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der elektrischen Leitfähig­ keit der Flüssigkeit oder zur elektrochemischen Analyse mindestens eine Elektrode (9) angeordnet ist.

7. Sonde nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitkabel (8), die Elektrode (9) und weitere erfor­ derliche Zuleitungen in der Hülse (10) zusammengefaßt und arretiert sind.