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Bedienungsanleitung - ugt

1. 2 KUP is not currently loaded project Sie werden nun evtl darauf hingewiesen dass im Speicher des Apparates noch ein lteres Projekt vorhanden ist Um das neu angelegte Projekt in den Speicher des Apparates zu laden dr cken Sie NO Do you want to load the project Wenn Sie das bereits bestehende Projekt hier Robert 2 kup aus dem Speicher des Apparates ffnen wollen dr cken Sie YES Sie k nnen dieses Projekt ber nun speichern Nach dem Speichern dr cken Sie um das bereits vorhandene Objekt zu schlie en und die Verbindung zu trennen ffnen Sie anschlie end das neu angelegte Projekt und verbinden Sie wieder t Software und Apparat ber Se W hlen Sie im Tool Men Zykluszeit in Minuten Beachten Sie dabei dass die Verdunstungsleistung entsprechend der Bodenart zu einer unterschiedlichen Versuchsdauer f hren kann Tonb den Versuchsdauer kurz kleine Taktzeit Sandb den Versuchsdauer mittel bis lang mittlere Taktzeit Warning gei Start Beginnen Sie die Messungen durch Starting new experiment will delete all stored data and all associated data files f the project Sie werden gewarnt dass dadurch alle gespeicherten re Daten des Projektes berschrieben werden Stimmen Sie dem mit YES zu Start the new experiment Danach erscheint eine zweite Warnmeldung die Sie daran erinnert die Aufnahmeh lsen der Tensiometer SE von den K
2. Ke r 0 ln 05 01 05 09 01 05 10 01 05 11 01 05 12 01 05 13 01 05 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 Ready Tension top 12 01 2005 14 37 21 95 87 kPa Druckt die Grafik Die Grafik wird auf die Gr e des Blattes formatiert Drucker einrichten Einzelne Kurven k nnen aus der Grafik entfernt bzw hinzugef gt werden Auf der X Achse werden das Datum und die Uhrzeit dargestellt Ist die Taste nicht gedr ckt wird die Versuchsdauer auf der X Achse dargestellt Nimmt die Vergr erung auf die im Zoom Fenster eingestellten Werte zur ck ffnet ein Fenster zum Einstellen der Anzeigebereiche Zeigt ein kleines Viereck f r jeden Messwert Speichert eine Kopie der Grafik als Bitmap oder Metafile in der Zwischenablage Von da kann sie in andere Programme z B Word eingef gt werden Mit der Maus sind folgende Funktionen ausf hrbar Zoom Undo Zoom Horiz Scrollen Wert anzeigen Linke Maustaste auf der linken oberen Ecke des Zoombereiches dr cken und mit gedr ckter Taste ein Rechteck bis zur rechten unteren Ecke des gew nschten Zoombereiches ziehen Linke Maustaste dr cken und mit gedr ckter Taste ein Fenster nach links oben ziehen Rechte Maustaste auf die Grafik klicken und mit gedr ckter Taste die Grafik nach links bzw rechts scrollen Punkte einschalten und mit der linken Maustaste auf den gew nschten Messwert klicken Zeitpunkt und Messwe
3. M ncheberg e Freising e Hom court Bedienungsanleitung Version 19 08 11 ku pf Apparatur Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Umwelt Ger te Technik M ncheberg Freising e Hom court Inhalt 1 MeS DrD EEEE res res 3 2 TECHNISCHE tat 3 3 Pysikalische Grundlagen EE 4 4 ku pF Apparatus DT 04 01 sessesessesessssessscecessecescecescecessecesseceseecesesoecesoecesoesesceseesesesses 5 5 MessvorbereitUng eege 6 5 1 Entlurt ne der Tensiomeler esse een 6 506 5 7 5 3 ege 9 6 Dee e e EE d TE 10 7 KEES HES GEELEN 11 Tet Ne es ProjeKtanleceen een 11 72 DIE SUNgEeN EE 12 Peo e ee ee ea ee 13 7 2 DEN ee re ee 15 AEE 16 8 Optimierung TEE UE CN 17 9 Erfassung der Messdaten sessesessesessecessecessecesssoesesoesesoesesoesescessssesesoesesoecesesceseesecee 18 ee 19 bh EEN TEE 23 12 UE 24 Autor Dr rer nat J rgen Punzel UGT GmbH Co Autor Jens Berding TU Cootbus Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 2 von 24 M ncheberg e Freising e Hom court 1 Messprinzip Die ku pF Apparatur dient der Bestimmung der hydraulischen Leitf higkeit ku und der pF Kurve von Bodenproben im unges ttigten Bereich mit einem Messverfahre
4. O O O O Versuchsdauer in Minuten Entsprechend der bei Versuchsstart gew hlten Abtastrate Zykluszeit ist die Zeitdauer zwischen den Einzelmessungen einer Probe 10 bis 40 min Die Zeitspalte wird mit der entsprechenden Zeitreihe automatisch gef llt Differenz der Tensionen Beim Versuchsstart sind die Bodenproben mit dem Deckel verschlossen die Flie geschwindigkeit ist Null Entsprechend Gl 1 und 2 m sste die Differenz der Tensiometerwerte 3cmWS oder 0 3kPa betragen Abweichungen von diesem Sollwert Drift der Tensiometer werden mit einer Korrektur K beschrieben TensN1 TensN2 0 3 kPa Der Korrekturwert K wird aus den aufgezeichneten Tensiometerwerten jeder Probe vor Abnahme der Deckel ermittelt Die Spalte Differenz der Tensionen korrigiert enth lt die aktuellen Werte D TensN TensN1 TensN2 K Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 19 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court Gleitendes Mittel f r Differenz der Tensionen Wurde der Zeitschritt beim Versuchsstart zu klein gew hlt sind auch die nderungen der Messwerte gering Parameter aus Differenzen dieser Werte k nnen gro e Spr nge aufweisen Eine gleitende Mittelwertbildung gl ttet diese Messreihen D TensN m Mittelwert Sz 1 Sz 1 S Spalte der Reihe D TensN z aktuelle Zeile Gradienten der Wasserbewegung Nach 2 erh lt ma
5. ffnungen zeigen dabei nach innen Anschlie end den Stechzylinderdeckel mit Lochfolie aufsetzen Die Tensiometer aus den Aufnahmeh lsen nehmen und in den Bohrungen der Stechzylinder installieren top oben bottom unten Dabei ist auf einen ausreichenden kapillaren Anschluss zu achten evtl Anbindung mit Schluffmehl Ein Ausbrechen der Bodenprobe am oberen Tensiometer kann durch Andr cken des Deckels verhindert werden Die Tensiometer sollten bis zum Anschlag des Dichtungsringes am Tensiometerschaft eingedr ckt werden Erreicht der Dichtungsring nicht den Stechzylinder so muss der verbleibende Spalt zus tzlich abgedichtet werden Silikon Kautschuk Die Aufnahmeh lsen der Tensiometer werden vom Probenhalter abgenommen Verdunstung und die Probenhalter entsprechend der Nummerierung eingeh ngt Nach Installation der Proben sollte berpr ft werden dass der Probenwechsler die n tige Bewegunsgsfreiheit besitzt keine Gegenst nde unter den Hubtisch gelangen k nnen und die Tensiometerkabel an der W geposition den Arm der Aufh ngung nicht ber hren Mit dem Tool TURN kann eine Proberunde gesteuert werden Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 10 von 24 M ncheberg e Freising e Hom court 7 Versuchsdurchf hrung 7 1 Neues Projekt anlegen ffnen Sie die Software KupF Apparat und legen Sie ein neues Projekt durch Dr cken von I an Benennen Sie Ihr Projekt hie
6. die seitlich jeweils 2 Bohrungen zur Aufnahme der Tensiometer enthalten Diese Bohrungen sollten ab der Probenahme bis zur Aufs ttigung mit Klebeband verschlossen werden Zur Aufs ttigung die Stechzylinder mit der Schneidkante auf die mit Filterpapier ausgelegten Siebplatten stecken Mit einem d nnen Wasserstrahl Spritzflasche werden die Bohrungen in der Siebplatte bei gewendeter Probe gef llt und die Proben mit teilweise aufgelegtem Deckel zun chst bis zur Oberkante der Siebplatte in das S ttigungsbad gestellt Nach ca 12 Stunden kann der berstau bis zur Probenmitte f r mindestens weitere 12 Stunden erh ht werden Nach mindestens 24 Stunden S ttigungszeit werden die Proben aus dem Wasserbad entnommen und f r einige Sekunden zum Abtropfen auf ein Filtertuch gestellt um das bersch ssige Wasser aus den Siebbohrungen zu entfernen Nach dem Abnehmen der Abklebungen werden die Tensiometer ffnungen mit der Bohrvorrichtung bis zum Anschlag des zugeh rigen Bohrers Tensiometerl nge ausgebohrt Dabei sollte der Deckel angedr ckt werden um ein Ausbrechen der Probe zu verhindern Die aufges ttigten und gebohrten Proben werden mit Siebplatte aber ohne Deckel und ohne Lochfolie gewogen Msi Probe ges ttigt Stechzylinder Siebplatte Filterpapier nass iProbennummer Zum Einsetzen der Bodenproben werden die Probenhalter abgenommen und die Proben mit der Siebplatte in die Grundplatte des Probenhalters eingedr ckt Die Tensiometer
7. mit den Optionen o Selbst nach dem Projekt suchen neues Projekt mit dem Namen des laufenden Projektes erzeugen Die Verbindung zum Apparat wird unterbrochen Durch CONNECT wird die Verbindung wieder hergestellt Alle Daten werden ausgelesen und in eine Datei mit dem Namen Projektname 000n und der Erweiterung TMP geschrieben Verl uft das Auslesen fehlerfrei werden die Daten anschlie end in die den K rben zugeordneten Datendateien geschrieben Sie k nnen sich nun die aktuellen Messwerte in den Grafiken Kr ansehen Unterbricht bzw beendet einen laufenden Versuch Die Kommandos CONTINUE START CLOCK KALIBRIERUNG und TOOLS werden freigegeben Stoppen Sie nur wenn die Waage heruntergefahren ist Der unterbrochene Versuch wird fortgesetzt Ein neuer Versuch mit den Daten des ge ffneten Projekts wird gestartet Die Startzeit wird in der Projektdatei gespeichert und zur Anzeige der Versuchsdauer benutzt Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 13 von 24 M ncheberg e Freising e Hom court Clock Die ku pF Uhr wird auf die PC Zeit gesetzt Kalibrierung Der ku pF Apparat DT 04 01 wird in den Kalibriermodus geschaltet und das Kalibrierfenster ge ffnet SL Das Tool Fenster wird ge ffnet Die Zykluszeit kann ver ndert die Tools amp Waage angehoben und das Drehkreuz gedreht werden Im Hauptmen sind jedem Korb drei Kommandotasten
8. SCHNELLVERFAHREN ZUR MESSUNG DER WASSERLEITF HIGKEIT IM TEILGES TTIGTEN BODEN AN STECHZYLINDERPROBEN Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 23 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court 12 Hinweise Beim Umgang mit dem ku pF Apparat ist folgendes zu beachten o Vor Inbetriebnahme unbedingt den freien Drehbetrieb gew hrleisten o Jede Zuglastung an den Datenkabeln ist unbedingt zu vermeiden o Jede Hublastung am Drehkreuz bzw der W geplattform ist unbedingt zu vermeiden o Die W geplattform ist im Untermen Tools durch zweimaliges Bet tigten des Buttons Lift up in die Messposition zu berf hren o Positionieren sie die Apparatur eben Richten Sie die Waage aus o Vor Versuchsbeginn sind die Transporth lsen der Tensiometer gegen entsprechend offene Beh lter Lieferumfang auszutauschen F llen Sie diese randvoll mit bi destilliertem Wasser o Beim Bef llen der Tensiometer darf kein Wasser in die Handvakuumpumpe gelangen o Kontrollieren Sie vor jeder Onlinedarstellung der Referenzwerte die Schlauchverbindungen Es darf kein Wasser eingeschlossen sein o S ttigung der ungebohrten Proben im Wasserbad bis Oberkante Siebboden f r mind 12 Stunden anschlie end bis zur Probenmitte auff llen weitere 12 Stunden o Vergessen Sie nicht die ges ttigten Proben zu wiegen o Achtung Nach dem Installieren der Tensiometer unbeding
9. ail info ugt online de e Web www ugt online de Seite 24 von 24
10. aulische Leitf higkeit der Bodenproben kann nach der DARCY Gleichung unter Annahme quasistation rer Flie bedingungen berechnet werden Zur G ltigkeit dieser Annahme siehe 2 Dabei wird der hydraulische Gradient in der Stechzylinderprobe jeweils als konstant ber der Probenl nge angenommen Der Gradient wird aus dem Matrixpotential Tensiometermessung und dem Gravitationspotential gebildet V k Ee DARCY 1 Ye YP Az As 2 VZ Flie geschwindigkeit der Wasserbewegung K hydraulische Leitf higkeit j hydraulisches Potential Z Ortskoordinate Yt Tension des oberen Tensiometers als positiver Druck im unges ttigten Bereich Yb Tension des unteren Tensiometers Dh Gravitationspotential als Ortsh he Infolge der Verdunstung wird an der freien Probenoberfl che eine Flie geschwindigkeit vt ausgebildet Die basale Abdichtung der Probe bewirkt an der unteren Grenzfl che die Flie geschwindigkeit vb 0 F r die Probenmitte zwischen den Tensiometerpositionen kann unter quasistation ren Flie bedingungen gesetzt werden AV Um 0 3 vm Flie geschwindigkeit in Probenmitte DV in der Zeit Dt verdunstetes Wasservolumen Dt Me intervall an Einzelprobe Tastzeit 10 A Querschnitt des Stechzylinders Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 4 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court F r den Probenbereich zwischen d
11. cher Sicherheit aufgezeichnet Die Deckel k nnen von den Proben entfernt werden Im Grafik Men wird der Massenverlust angezeigt Mit dem Einsetzen der Verdunstung beginnt der Wasserfluss durch die Proben Im Hauptmen werden w hrend des Versuches die aktuellen Versuchsdaten angezeigt F r eine optimale Versuchssteuerung sollte die Differenz der Wasserspannungen Gradient in einer Probe den Betrag von ca 5kPa nicht bersteigen Diese Differenz kann durch Variation der aktuellen Verdunstungsrate an der Probenoberfl che gesteuert werden Daf r ist die Probenoberfl che mit einer Lochfolie teilweise abgedeckt Bei vollst ndiger Abnahme der Lochfolie sollte diese am Probenhalter verbleiben und ihr Gewicht mit erfasst werden Am Kurvenverlauf der Spannungen sind die Ma nahmen des Verdunstungsschutzes nachvollziehbar Erg nzend dazu sollten entsprechende Kommentare in das Textfeld eingetragen werden SC I Liermann ku pF Apparatus ku pF Apparatus_DT 04 01 oj xj File Edit ku pF Apparatus_DT 04 01 4 10 en a nn F100 Tension top Tension bottom 9 90 Weight u 9 F80 De 3 70 2 E 60 2 S F50 4 40 3 30 24 _____20 10 01 05 10 01 05 10 01 05 06 00 00 12 00 00 18 00 00 Ready Tension top 10 01 2005 10 29 09 15 65 Bei Klick auf einen Datenpunkt werden der unteren Men leiste das Tensiometer die Messzeit und der Messwert an
12. eit In dieser Stellung ist am Drucksensor des Tensiometers eine h ngende Wassers ule von ca 2cm wirksam Der Toleranzbereich der angezeigten Werte schwankt zwischen 0 2 bis 0 6 kPa Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 8 von 24 M ncheberg e Freising e Hom court 5 3 Kontrolle der Nullpunktdrift Um fehlerhafte Messungen zu vermeiden kontrollieren Sie bitte im Anschluss an die Entl ftung und Kalibrierung der Tensiometer und vor der Installation der Bodenproben die Nullpunktdrift der Tensiometer Dieser Arbeitsschritt kann w hrend der Aufs ttigung der Bodenproben Dauer ca 12 Stunden durchgef hrt werden Setzen Sie die K rbe ohne Bodenproben auf das Drehkreuz und starten Sie ein neues Projekt Die Tensiometer stecken in den mit bi destilliertem Wasser gef llten Transporth lsen Lassen Sie den Versuch mindestens 12 Stunden laufen Bei funktionst chtigen Tensiometern ergeben sich parallele Graphen auf der Nulllinie SC I Liermann PETZOLD ku pF Apparatus _ DT 4 01_2 Eile Edit BEBAAB ku pF Apparatus_ DT 04 01_2 Tension kPa 0 0 0 00 00 00 06 00 00 12 00 00 Timeidays EE Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Tension bottom Seite 9 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court 6 Probenvorbereitung Die Probenahme erfolgt in 250 cm Stechzylindern
13. ell eingeschlossene Luft mit der Spritze Lieferumfang evakuiert und die Anschlussbohrung mit Wasser gef llt Nachfolgend muss die Entl ftungsschraube blasenfrei eingesetzt werden Achtung Schraube langsam eindrehen und Kompressionsdruck vermeiden Die Tensiometer in die offenen Aufnahmeh lsen einf hren und diese vollst ndig mit Wasser f llen Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 6 von 24 M ncheberg e Freising e Hom court 5 2 Kalibrierung der Tensiometer Zum Kalibrieren nehmen Sie den jeweiligen Probenhalter vom Tragarm und stellen mittels beigelegtem Kabel eine Verbindung zum ku pF Apparat DT 04 01 her Beim Anschlie en ist auf die richtige Steckposition zu achten rote Markierung Die vollst ndig bef llten Tensiometer werden in die Druckh lse eingef hrt dort fixiert und anschlie end waagerecht gelagert Stellen Sie nun eine Verbindung des Apparates mit der Software Connect durch den Button her Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 7 von 24 Umweit Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court Im Kalibriermen werden die Tensiometer Calibration aktuellen Messwerte der Tensiometer online gelesen und die vollst ndige Kalibrierung ber den Nullwert zero und den Referenzwert reference value kann Top Tensiometer durchgef hrt werden Basket number Das rote K stchen zeigt d
14. en Tensiometern gilt dann AV AZ k 4 2 At Y Ah Dz Abstand der Tensiometer im Stechzylinder 3 cm Dh Differenz der Ortsh hen zwischen den Tensiometerpositionen 3 cm Die hydraulische Leitf higkeit ist eine Funktion des Wassergehaltes der Probe Zu seiner Bestimmung mu nach dem Versuchslauf das Trockengewicht der Bodenproben ermittelt werden F r die pF Kurve wird der aktuelle Wassergehalt der Probe jeweils dem Mittelwertaus beiden Tensiometerwerten zugeordnet 4 ku pF Apparatus DT 04 01 Der Probenwechsler bildet das Grundger t der ku pF Apparatur DT 04 01 Er besteht aus einem sternf rmigen Drehkreuz f r die Aufnahme von 10 Probenhaltern Die Probenhalter tragen jeweils eine Stechzylinderprobe und sind mit je zwei Tensiometern und einer elektronischen Baugruppe ausgestattet welche die Tensiometerwerte digitalisiert und ber eine Zweidrahtleitung an den Datenlogger sendet Die Verbindung zum Datenlogger erfolgt ber Kontakte in den Aufnahmekegeln am Drehkreuz W hrend des Verdunstungsversuches werden die einzelnen Probenhalter periodisch im gew hlten Zeittakt an die Messposition gef hrt um zun chst die Tensiometerwerte an den Datenlogger zu bertragen Anschlie end erh lt die Waage den Befehl rezero Durch Anheben der Waage wird der Probehalter aus seiner Halterung geschoben und auf der Waage abgestellt In dieser Position wird das Gesamtgewicht des Probenhal
15. gezeigt Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 17 von 24 D D e GmbH M ncheberg e Freising e Hom court 9 Erfassung der Messdaten Im laufenden Versuchsbetrieb k nnen die Messdaten auf den angeschlossenen PC mit READ bernommen und online dargestellt werden Die grafische Darstellung entspricht immer dem letzten Auslesetermin Stellen Sie ber Connect die Verbindung zum ku pF Apparat DT 04 01 her Das aktuelle Projekt wird geladen und die Daten k nnen ausgelesen werden Im Grafik Men s kann der Fortschritt der Verdunstung kontrolliert und ein m gliches Versuchsende abgesch tzt werden 130 Tension top 120 r 1200 Tension bottom 110 A 1100 Weight 100 Tensiometer messen im Bereich der i 1000 unges ttigten Grenze und erreichen den i i 8904 max Messwert 80 90 kPa deele d kan Zeg CAR o an GG RE SE EK EE TZ SS 70 esche 00 E o 60 2 6 600 o D CG 50 500 404 j 400 204 7 7 4 72 nenn gt fe Ge E 200 104 7 r 2 sEsf EE 100 08 01 05 09 01 05 10 01 05 11 01 05 12 01 05 13 01 05 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 Timesidays Ready Tension top 12 01 2005 14 37 21 95 87 kPa Die unges ttigte Grenze entsteht bei Ann herung des oberen Tensiometers top an seine Messgrenze 80 90 kPa Dabei wird die K
16. ie Nummer des aktuellen Probenhalters Sobald die Kalibrierung der Tensiometer Bottom Tensiometer abgeschlossen ist wechselt der Hintergrund von rot zu gr n Unter entspannten Druckverh ltnissen m ssen beide Tensiometer in waagerechter Messposition 0 0 0 1 kPa anzeigen Zero value kPa _ Pa Der Wert kann durch Bet tigen des Reference value Buttons Ze auf Null gesetzt 50 k werden Referenz Bei Abweichungen vom Nullwert drehen Sie vorsichtig die Bef llschraube heraus und wiederholen den Kalibriervorgang Die Messung gegen die Atmosph re muss den Wert kPa anzeigen Anderenfalls wurde der Nullpunkt falsch kalibriert das Tensiometer ist defekt oder es liegt ein Elektronikfehler vor berpr fen Sie die gasfreie Bef llung bzw kontaktieren Sie die UGT GmbH Zur Kalibrierung des Referenzwertes erzeugen Sie mittels Handpumpe einen Unterdruck von 50 kPa und vergleichen diesen mit der Anzeige im Kalibrierungsmen Bei bereinstimmung speichern Sie den Referenzwert mit dem Button _ Referenz Zur berpr fung der Kalibrierung wird ein beliebiger Druckwert in der Adapterh lse gew hlt Die Online Darstellung muss synchron und im Verh ltnis zur Handpumpenbet tigung reagieren Nach der Bel ftung der Handpumpe sollte der Wert auf O kPa zur ckfallen Die vollst ndig gef llten Tensiometer stehen anschlie end in den ebenfalls vollst ndig gef llten offenen Aufnahmeh lsen zur Installation ber
17. n den Gradienten cmWS cm aus dem jeweiligen Spaltenwert der Differenz der Tensionen GR D TensN m 0 3 1 Wassergehalt Der aktuelle Wassergehalt der Probe i wird aus dem Anfangsgewicht der Probe ihrem Trockengewicht und der Gewichts nderung im Versuchslauf bestimmt Das Gewicht der ges ttigten Probe Msi wurde vor Installation der Tensiometer ermittelt Zur Bestimmung des Trockengewichtes werden bei Versuchsende die Tensiometer entfernt und die Proben mit Siebeinsatz aus der Halterung gehoben Die Kittreste am Stechzylinder sind zu entfernen Die Stechzylinder werden aus den Siebplatten gehoben und mit dem gesamten Bodenmaterial waagerecht zum Trocknen bei 105 C auf eine Schale gelegt Die trockenen Proben werden mit der zugeh renden Siebplatte nummerieren und dem befeuchteten Filterpapier gewogen Mtr i Probe trocken Stechzylinder Siebplatte Filterpapier nass Anschlie end wird die Bodenprobe entfernt und die Taramasse ermittelt Mtara i Stechzylinder Siebplatte Filterpapier nass Das Gewicht der Schalen ist zu ber cksichtigen Der Wassergehalt Mwi bei S ttigung am Versuchsbeginn ist gegeben durch die Differenz Mwi Msi Mtri Das Volumen der Probe mit den Tensiometerbohrungen betr gt 245 cm Der volumetrische Wassergehalt der Probe bei Versuchsbeginn errechnet sich zu M 1 100 SR 5 Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 20 von 24 Um
18. n nach SCHINDLER 1980 Dazu werden Bodenproben im Stechzylinder vollst ndig aufges ttigt und anschlie end basal abgedichtet Die freie Oberfl che wird der Verdunstung ausgesetzt und der Gradient der entstehenden Wasserbewegung messtechnisch erfasst Mit dem ku pF Apparat k nnen bis zu 10 Bodenproben gleichzeitig untersucht werden da die Stechzylinder auf einen sternf rmigen Probenwechsler gesetzt und mit einem geeigneten Zeitintervall periodisch ber eine Waage gef hrt werden Mittels dieser W gung wird die im festgelegten Zeitintervall durch die Probenoberfl che str mende Wassermenge Wasserbewegung bestimmt Der Gradient der Wasserspannung wird in jedem Stechzylinder durch zwei im Abstand von 3cm eingebaute Tensiometer ermittelt Deren Werte werden mit dem Zeittakt der W gung erfasst Die Versuchssteuerung und prim re Datenaufzeichnung f hrt ein integrierter Prozessrechner aus Die Kommunikation mit dem Prozessrechner erfolgt ber einen PC 2 Technische Daten Querschnitt der Stechzylinder 41 Zykluszeit der Datenerfassung 10 40 min Tensionsbereich 90 kPa Abmessungen LxBxH ca 100x70x40 cm PC Anschluss serielle Schnittstelle 115200 Baud Speicherkapazit t 210 bis 840 Tage Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 3 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court 3 Pysikalische Grundlagen Die hydr
19. r und ffnen Sie das Projekt aan x D Ges Connect Ch Read Project name Umwelt Ger te Technik Cycle min Create new project GmbH Suchen in Data c ES 2 kup 1 Jens_test_7_April kup Robert 2 kup No File name Tension top j Tension bottom Weight i N Dateityp Project files kup D sech O OION O P Comm closed Den 10 K rben werden 10 Dateien vom Typ TXT zugeordnet a D Ge RH Uber den Button k nnen erg nzende Ee Probenbezeichnungen Standortkriterien 1 war 2 Bodenproben_ oder Auff llig keiten bei der Aufs ttigung 4 Bodenproben 4 bzw der Installation der Tensiometer 6 Bodenproben_6 eingetragen werden 7 Bodenproben 7 8 Bodenproben_8 9 Bodenproben_9 Wenn Sie die Messungen nicht sofort beginnen m chten k nnen Sie das Projekt ber speichern und sp ter verwenden Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 11 von 24 D D e GmbH M ncheberg e Freising e Hom court 7 2 Messungen beginnen Connect Confirm ber den Button verbinden Sie die i The running project Softwa re mit d em Ap pa rat lt 1
20. rben abzunehmen Klicken Sie auf Die PN ae am a De Inh Messungen beginnen nun bis sie unterbrochen werden Die Versuchszeit f ngt nun wieder bei 0 Warning Sie k nnen das Programm schlie en die Messungen werden auch bei getrenntem PC durchgef hrt Wenn Sie die Messungen beenden m chten dr cken sie und schalten Sie den ku pF Apparat am Kippschalter aus Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 12 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e 7 3 Funktionen New 15 Open amp Close amp Save Connect E Break ER Head Stop Za Continue II Start Hom court Erzeugt ein neues Projekt ffnet ein bestehendes Projekt und stellt die zugeh rigen Dateien bereit Die bestehenden Daten k nnen in der Grafik angesehen werden Schlie t ein ge ffnetes Projekt und beendet gleichzeitig die Verbindung zum ku pF Apparat DT 04 01 Speichert das ge ffnete Projekt Hat keinen Einfluss auf die Dateien Stellt die Verbindung zum ku pF Apparat DT 04 01 her L uft im ku pF Apparat DT 04 01 ein Projekt und ist kein Projekt in der Software ge ffnet oder stimmt das ge ffnete Projekt nicht mit dem laufenden berein wird das laufende Projekt im aktuellen Verzeichnis und im Standardverzeichnis gesucht Ist es vorhanden wird es mit Nachfrage ge ffnet Ist es nicht vorhanden erscheint eine Meldung
21. rt erscheinen in der Statusleiste Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 15 von 24 M ncheberg e Freising e Hom court 7 5 Tool Fenster Neben der Bet tigung der Buttons mit der Maus k nnen folgende Tasten verwendet werden Cycle time min ho Set Zykluszeit setzen one position Za Tum Drehung des Drehkreuzes A oe Waage heben D Waage senken Lift down A Lift down Parkposition Enter park position Park S ESC Fenster schlie en Par position C Lo Mit der Zykluszeit k nnen variable Abtastraten je nach zu erwartender Versuchsdauer und in Abh ngigkeit von der gew hlten Bodenart eingestellt werden Die Parkposition der Waagenplattform dient dem Transportschutz und sollte nur zu selbigem Zwecke angewandt werden Bei erstmaliger Inbetriebnahme f hrt die Waage in Messposition nachdem der Button Lift up zweimal bet tigt wurde Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 16 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court 8 Optimierung des Versuchlaufs Ein Versuchslauf sollte stets mit den abgedeckten Bodenproben gestartet werden Unter diesen Bedingungen ist die Flie geschwindigkeit Null und die Druckdifferenz an den Tensiometern betr gt ca 0 3 kPa Ortsh he Dh 3cm bei v 0 nach 2 Nach ca 3 Stunden sind diese Startwerte mit ausreichender statistis
22. t die Transporth lsen entfernen o Beachten Sie dass nach dem Einsetzen der Tensiometer osmotische Prozesse zwischen dem Bodenwasser und der Tensiometerf llung nicht auszuschlie en sind o Mittels Online Darstellung unmittelbar vor dem Versuchsbeginn die Tensiometer auf 2 und Referenz Wert testen Gegebenenfalls mittels Olive und Handvakuumpumpe aus dem Wasserbad heraus bef llen In Ausnahmef llen kalibrieren o Starten Sie den Versuch mit Lochfolie und Deckel Laufzeit ca 3 Stunden o Anschlie end beides entfernen und am Tr ger bzw auf dem Drehkreuz positionieren Beginn der Verdunstung o Entscheiden Sie nach den ersten 12 Stunden ob ein Verdunstungsschutz erforderlich o Ist Gegebenenfalls Lochfolie auflegen o Vermeiden Sie w hrend der Messung jede Belastung des Messplatzes o Vermeiden Sie Zugluft bzw Schwankungen der Raumtemperatur o Nach Versuchsende Lufteintritt im Tensiometer top die Tensiometer umgehend aus den Bodenproben entfernen und in bi destilliertem Wasser sp len Die Keramiken d rfen nicht abgewischt werden Zur Reinigung empfiehlt sich ein Ultraschallbad Stark verschmutzte Keramiken k nnen gegebenenfalls in 10 iger Salzs ure HCI gesp lt werden Zu diesem Zweck den Kerzenschaft vorsichtig herausdrehen und dabei beachten dass die Keramik nicht ber hrt wird Im Anschluss daran sind die Tensiometer unbedingt mit bi destilliertem Wasser zu sp len Umwelt Ger te Technik GmbH e Em
23. ters ermittelt und an den Datenlogger bertragen Beim Absenken der Waage nimmt das Drehkreuz den Probenhalter wieder auf und der Messtakt einer Probe ist beendet Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 5 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court 5 Messvorbereitung Da bei den Tensiometern gegen Versuchsende und infolge der Verdunstung an der freien Oberfl che der Lufteintrittspunkt berschritten werden kann sind diese vor jedem weiteren Versuchslauf zu entl ften und die Kalibrierung zu kontrollieren Selbiges gilt wenn die Apparatur l ngere Zeit ungenutzt ist und die Keramiken der Tensiometer austrocknen Zur berbr ckung derartiger Messpausen empfiehlt sich die Lagerung der Tensiometer in den mit bi destilliertem Wasser gef llten Transporth lsen Lieferumfang 5 1 Entl ftung der Tensiometer Die Tensiometer werden aus der Aufnahmeh lse entnommen und die Entl ftungsschraube entfernt An ihrer Stelle wird eine Schlaucholive eingeschraubt und eine Verbindung zur Handvakuumpumpe hergestellt Befindet sich das Tensiometer in einem wassergef llten Beh lter kann ber die Vakuumpumpe bi destilliertes Wasser in eine Vakuumflasche angesaugt und dabei die Luft aus dem Tensiometer entfernt werden Achtung Es darf kein Wasser in die Pumpe gelangen Restblasen durch Schwenken des Tensiometers zur Olive bewegen Nach Entfernen der Schlaucholive wird eventu
24. tion ku Wert ber Wassergehalt dargestellt und an analytische Ausdr cke angepasst werden Die Trockendichte der jeweiligen Bodenprobe betr gt Mtri Mearai _ 8 Pi 245 cm F r eine vollst ndige Darstellung der ku Funktion ist die Einbeziehung des kf Wertes ges ttigte hydraulische Leitf higkeit erforderlich Der kf Wert kann an den Stechzylinderproben mit dem Haubenpermeameter nach HARTGE oder im getrennten Feldversuch mit dem Haubeninfiltrometer IL 2700 ermittelt werden siehe UGT Produktpalette Eine alternative Auswertung der Versuchsdaten kann ber inverse Simulation erfolgen Dabei entf llt die Annahme eines linearen Verlaufes der Wasserspannung ber der Probenl nge Im Softwarepaket befinden sich Tools zur Berechnung Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 22 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court 11 Literatur MINASNY B amp D FIELD 2004 INVERSE MODELLING OF THE EVAPORATION METHOD FOR ESTIMATING SOIL HYDRAULIC PROPERTIES USING STOCHASTIC SIMULATION POSTER AT EUROSOIL 2004 FREIBURG BREISGAU GERMANY MINASNY B amp A B MCBRATNEY 2000 ESTIMATION OF SORPTIVITY FROM DISC PERMEAMETER MEASUREMENT IN GEODERMA 95 305 324 PLAGGE R 1991 BESTIMMUNG DER UNGES TTIGTEN HYDRAULISCHEN LEITF HIGKEIT IM BODEN IN BODEN KOLOGIE UND BODENGENESE NO 3 BERLIN SCHINDLER U 1980 EIN
25. urve konkav d h der Anstieg verringert sich und wird beim Maximum Tensiometergrenze Null In dem Bereich vor dem Maximum setzt die Bel ftung der Tensiometer ein Freisetzung gel ster Luft Ausdehnung von Luftblasen In unmittelbarer Umgebung der Tensiometer wird durch Abgabe von Wasser der Anstieg der Wasserspannung vermindert Dieser verminderte Anstieg der Tensionskurve ist durch das Messprinzip der Tensiometer und die geringe Leitf higkeit der Proben bei der Abf hrung des Wassers aus dem Tensiometer zu erkl ren Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 18 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court 10 Auswertung Zur vollst ndigen Auswertung der Versuche sollte der Datensatz in ein Tabellenkalkulationssystem z B Excel bertragen werden Diese vollst ndige Auswertung beinhaltet o einen Plausibilit tstest der aufgezeichneten Messwerte eventuell mit einer Korrektur der Tensiometerwerte o die Berechnung der Gradienten der Wasserbewegung der ku Werte und der aktuellen Wassergehalte Daf r werden in die Tabelle eingef gt Spalte f r Versuchsdauer in Minuten Spalte f r die Differenz der Tensionen korrigiert Spalte f r gleitendes Mittel der Differenz der Tensionen Spalte f r den Gradienten der Wasserbewegung Spalte f r den Wassergehalt Spalte f r die pF Stufe Spalte f r die Flie geschwindigkeit Spalte f r die Leitf higkeit ku
26. welt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court Dieser Anfangswassergehalt verringert sich bei jedem Versuchsschritt Der Gesamtwasserverlust bis zum Schritt n betr gt Mo Mn Mo aufgezeichnete Masse der Probe bei Abnahme des Deckels g Mn aufgezeichnete Masse der Probe nach Zeitschritt n in g Der Wassergehalt einer betrachteten Probe i nach dem Schritt n ist demnach M Mo ES Mn 245 Mit dieser Formel wird f r jede Probe eine Spalte f r den Wassergehalt in gebildet W Vol 100 6 pF Stufe Der pF Wert LOG10 der Wasserspannung in cm wird aus den Tensiometerwerten gebildet pF LOG10 Tens1 Tens2 2 Flie geschwindigkeit Die Flie geschwindigkeit in Probenmitte errechnet sich nach 3 Mit der Querschnittsfl che der Probe von 41 cm berechnet sich die Flie geschwindigkeit w hrend einer Messperiode zu 1 60 0 2 41xAt cm h 7 AM ist die Differenz aufeinanderfolgender Messwerte aus der Spalte Masse der Probe ku Wert Der ku Wert in cm h wird durch Division der Werte aus den Spalten Flie geschwindigkeit und Gradient gebildet ku Flie geschw Gradient cm h At Zykluszeit cycletime Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 21 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court Mit den berechneten Spalten k nnen die o pF Kurve pF Stufe ber Wassergehalt ku Funk
27. zugeordnet Proeramme UGT kupf Data Bodenproben kup Project Work Options About D Ge Break ER Read 3 Continue Bi Start BEN Froject Bodenproben 2 Umwelt Ger te Technik Cycle min Time Duration 9 hh mm ss Page number GmbH UGI 10 09 04 2010 10 13 42 0 00 34 33 0 UG No File name Tensiontop Tension bottom Weight 1 Bodenproben_1 g Ka ffnet eine Datei zur Abspeicherung der gelesenen Daten bzw Open LG erm glicht den Import einer separaten Datei im TXT Format Achtung Beim Import wird die bestehende Datei berschrieben Text Erlaubt die Eingabe von Text zur n heren Beschreibung der Probe Grafik amp Zeigt die Daten als Grafik an Ein Rechts Click auf den Dateinamen erlaubt das L schen des Dateinamens nicht der Datei wenn der Korb nicht besetzt ist Umwelt Ger te Technik GmbH e Email info ugt online de e Web www ugt online de Seite 14 von 24 Umwelt Ger te Technik M ncheberg e Freising e Hom court 7 4 Grafikmen Es k nnen mehrere Grafikfenster zur gleichen Zeit ge ffnet sein Werden bei ge ffnetem Fenster Daten gelesen werden diese erst nach dem Schlie en und erneutem ffnen angezeigt Print Print install Add Remove Calender Undo Zoom Zoom Points Copy SC I Liermann ku pF Apparatus ku pF Apparatus_DT 04 01 _4 File Edit ku pF Apparatus_DT 04 01 4 Tension top Tension bottom Weight ba a E

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