In-situ Messsysteme

Im Allgemeinen werden für Messungen zur Wasserqualität vorhandene Geräte und Messsysteme verwendet.

Für die Untersuchung neuer Messgrößen existieren solche Systeme aber oft gar nicht oder sie haben nicht die nötige Qualität und Genauigkeit.
Dann werden sie in der Abteilung "In-situ Messsysteme" neu entwickelt oder es werden bestehende Systeme angepasst und kontinuierlich weiterentwickelt.
Dies erfolgt überwiegend in Zusammenarbeit mit Unternehmen aus der Industrie.

Als Beispiel hierfür ist die Entwicklung des automatischen Messsystems "FerryBox" zu nennen:

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FerryBoxen werden auf Schiffen eingesetzt, die regelmäßig Routen befahren. -Bild: HZG-

Die von der Abteilung "In-situ Messsysteme" entwickelte FerryBox ist ein automatisches Messsystem zur Erfassung physikalischer und chemischer Messgrößen in der obersten Wasserschicht.

Sie wird auf Schiffen installiert, die regelmäßig auf einer bestimmten Route verkehren (z. B. Fähren oder Containerschiffe). Die Instrumente der FerryBox messen etwa alle 20 Sekunden alle zu erfassenden Messgrößen. Damit erhält man entlang der Schiffsroute ungefähr alle 100 Meter eine neue Messung. Diese regelmäßigen Wasserqualitätsmessungen auf einer festen Route ermöglichen detaillierte Beobachtungen über eine lange Zeit und in einem bestimmten großflächigen Gebiet. Damit kann man ein aussagekräftiges Bild der dortigen marinen Prozesse erhalten.

Scheme

Schematische Darstellung einer FerryBox. -Bild: HZG-

Eine FerryBox ist ein etwa kühlschrankgroßer Geräteschrank, der meist im Maschinenraum eines Schiffs möglichst dicht an einem schon vorhandenen Wassereinlass installiert wird.

In diesem Schrank befindet sich ein Wasserkreislauf mit unterschiedlichen Messinstrumenten. Durch den Wasserkreislauf wird das von Außen angesaugte Meerwasser geleitet. Dabei werden an den Messinstrumenten verschiedene Messgrößen erfasst. Die gewonnen Daten wie Wassertemperatur, Salz- und Sauerstoffgehalt oder die Konzentration von Schwebstoffen werden dann per Satellit oder Mobilfunknetz zum Festland gesendet.
Um kein verschmutztes Hafenwasser einzuleiten, wird das System automatisch gestoppt, wenn das Schiff einen Hafen erreicht und startet erneut, sobald das Schiff den Hafen wieder verlässt. Während der Standzeit im Hafen „putzt“ sich das System automatisch, indem die ganz Anlage mit leicht angesäuertem Frischwasser gespült wird, um den biologischen Bewuchs (z.B. Algen) der Sensoren zu verhindern.

Parallel zu den Messungen können mittels eines automatischen Probennehmers während der Fahrt Wasserproben genommen werden.

Neben dem Betrieb dieser FerryBoxen auf festen Routen sind solche Boxen auch auf Forschungsschiffen wie der "Polarstern" sowie auf dem Kreuzfahrschiff "Mein Schiff 3" installiert.

Varianten der FerryBox
Film und Fotos zur FerryBox

Messinstrumente müssen für den Einsatz in einem automatischen und selbstständigen Messsystem wie der FerryBox robust, ausreichend genau und wartungsarm sein.

Sensor

Wissenschaftler beim Kalibrieren eines Sensors im Labor. -Bild: HZG-

Auf dem freien Markt erhältliche Sensoren erfüllen diese Kriterien oft nicht in ausreichendem Maße.

Daher verbessert die Abteilung "In-situ Messsysteme" existierende Sensoren und passt sie an die Anforderungen realer Einsatzbedingungen an.

Falls dies nicht möglich ist, entwickelt sie zusammen mit Partnern aus der Industrie eigene Sensoren und Analysegeräte.

Nährstoff-Analysegeräte
Messungen des pH-Werts und der Säurebindefähigkeit
Lichtabsorbtion durch Wasserinhaltsstoffe (PSICAM)