CTD – Die drei Messgrössen

Die Versorgung mit sauberem Trinkwasser und das Garantieren von dessen Qualität und Quantität wird immer aufwändiger und wichtiger – ein brandaktuelles und zum Teil akutes Thema.

Um Messwerte von einem Gewässer zu erfassen, sind neben den gängigsten Messgrössen wie der Bestimmung des Pegelstandes und der Wassertemperatur auch weitere Messgrössen zu ermitteln, beispielsweise die Leitfähigkeit. Sie ist ein guter Indikator für die Sauberkeit von Wasser und eine wichtige Messgrösse in der Trinkwasserversorgung. Mit einer CTD-Pegelsonde lässt sich die Qualität und Quantität von Trinkwasser messen und überwachen.

Das Akronym "CTD" steht für Conductivity, Temperature und Depth und wird durch folgende Senor-elemente ermittelt:

• Leitfähigkeitssensor (Conductivity)
• Temperatursensor Pt1000 (Temperature)
• Druckaufnehmer (Depth)

Da diese Messgrössen direkt voneinander abhängig sind, verbaut KELLER drei «Sensoren» in ein Gerät, um kompensierte und somit hochgenaue Messwerte zu liefern.

Conductivity (Leitfähigkeit)

Einige Medien oder Substanzen, wie zum Beispiel Wasser, haben die Fähigkeit Wärme, Schall oder Elektrizität zu übertragen. Je mehr gelöste Ionen (z. B. Chloride, Sulfate oder Carbonate) in einer Substanz vorhanden sind, desto höher ist dessen elektrische Leitfähigkeit.

Meerwasser, beziehungsweise Salzwasser, besitzt, dank der hohen Anzahl gelöster Ionen, eine um ein Vielfaches höhere Leitfähigkeit als herkömmliches Trinkwasser oder auch Süsswasser. Sorgfältig destilliertes Wasser hingegen enthält sehr wenig bis keine gelösten Ionen, was den Transport von elektrischem Strom im Wasser verhindert.

Die Leitfähigkeit wird bei KELLER durch sechs Titan-Elektroden bestimmt. Dabei wird der elektrische Stromfluss zwischen den in ein Medium getauchten Elektroden gemessen. Je grösser der Stromfluss desto höher ist die ermittelte Leitfähigkeit. Leitfähigkeitssensoren für Gewässer messen von einigen Mikrosiemens pro Zentimeter (µS/cm) bis etwa 200 Millisiemens pro Zentimeter (mS/cm).

Folgend einige Beispielwerte:

• Destilliertes Wasser 0,05 µS/cm bis 1 µS/cm
• Trinkwasser 300 bis 800 µS/cm
• Meerwasser ca. 50 mS/cm

Temperature (Temperatur)

Temperaturveränderungen einer Substanz bedeuten gleichzeitig auch eine Veränderung der Leitfähigkeit. Das heisst, bei höheren Temperaturen nimmt auch die Anzahl der gelösten Ionen und deren Beweglichkeit deutlich zu, heisst die Leitfähigkeit steigt.

Die Temperatur kann als eigenständiger Messwert ausgelesen werden, wird bei KELLER aber zusätzlich für die Kompensation der beiden anderen Messgrössen verwendet. Der Temperatursensor PT1000 befindet sich direkt neben den Titan-Elektroden, sodass Temperatur und Leitfähigkeit an derselben Stelle gemessen werden.

Depth (Tiefe)

Die Wassertiefe wird über die Druckdifferenz zwischen Oberfläche und Eintauchtiefe bestimmt. In der Messtechnik bezieht man sich auf die sogenannte Wassersäule. Eine Wassersäule von 10 m entspricht zum Beispiel einem Druckunterschied von ca. 1 bar.

Je nach Anwendung gibt es zwei unterschiedliche Messmethoden:

• Absolutduck (bezogen auf Vakuum)
• Relativdruck (bezogen auf Umgebungsluftdruck)

Die Vor- und Nachteile sind im Blog hydrostatischen Druckmessung näher beschrieben.

CTD-Multiparametersonde und Multiparameterlogger von KELLER

Unsere Multiparametersonde der Serie 36XiW-CTD und unsere Multiparameterlogger der Serie DCX-22-CTD / Serie DCX-22AA-CTD verbinden alle oben erwähnten Messungen in einem Gerät.