Messgerätentwicklung
Der Vorteil wissenschaftlichen Tauchens ist der direkte Zugang zum Untersuchungsobjekt und -gebiet. So lassen sich komplexe Zusammenhänge und komplizierte Untersuchungen punktgenau, kontrolliert durchführen, sowie in einen wahrnehmbaren Kontext einordnen.
Dieselben Herausforderungen gelten für die Messgeräte und Hilfsmittel, die Unterwasser eingesetzt werden sollen. So müssen diese, für die entsprechende Tiefe ausgelegt sein, eine ausreichend schnelle Ansprechzeit und Messzeit besitzen. Zusätzlich sollen diese robust und widerstandsfähig sein und trotzdem genaue und zuverlässige Werte liefern. Für eine Vielzahl an hydrochemischen Parametern und physikalischen Größen können dieselben Messgeräte verwendet werden wie Überwasser, jedoch mit entsprechender Anpassung.
Für ausgewählte Phänomene gibt es keine bestehende Messtechnik, die einfach mit einem Gehäuse Unterwasser eingesetzte werden kann. Dafür ist es notwendig, eine spezielle, angepasste und neu entwickelte Methodik bzw. Gerätetechnik zu entwickeln. Dies sowie die Anpassung von bestehender Messtechnik sind eine langjährige Kompetenz des Scientific Diving Centers und bilden die Grundlage für effektive und zuverlässige Untersuchungen im Bereich der Geologie, Hydrologie und des Monitorings.
FSVG – Flowmeter for Submarine Vulcanic Gas emission
Das FSVG - Flowmeter for Submarine Vulcanic Gas emission, übersetzt Messgerät für submarine vulkanische Gasvolumenströme, zeigt die hoch individualisierte Anforderung an die Messgerätentwicklung.
Ein bis heute nicht vollständig verstandenes System ist das vulkanische Gebiet der „äolischen Inseln“. In diesem Gebiet lassen sich Fumarolen (Gasaustritte) beobachten und messen. Um eine Aussage über das Verhalten und die Entwicklung des Vulkansystems zu geben, sind Langzeitdaten des austretenden Gasvolumenstroms notwendig. Auf Grundlage dieser Daten lassen sich Prognosen zu Erdbeben und Vulkanausbrüchen treffen und bestehende Warnsysteme in den gefährdeten Gebieten verbessern.
Dafür haben sich folgende Anforderungen ergeben:
- Langzeitmessung eines unterseeischen Gasvolumenstroms mit vulkanischem Ursprung über mind. 1 Jahr
- Einfache Montage und Einsatz unter Wasser
- Wartungsfreies, robustes, zuverlässiges Messprinzip
- Beständigkeit gegenüber den Einsatzbedingungen
- Ausreichende Stromversorgung und Datenspeicher
Um allen diesen Anforderungen zu entsprechen, wurden in mehreren studentischen Qualifizierungs- und Abschlussarbeiten unterschiedliche Systeme entwickelt, getestet und erprobt.
Publikationen/ wiss. Arbeiten:
Ponepal, M.:
Konstruktion und Test einer Volumenstrommessanlage für submarine Gasaustritte sowie deren Ertüchtigung für Langzeitmessungen
Projektstudium, TU Bergakademie Freiberg, 2011
Hertwig, M.:
Entwicklung eines Gerätes zur Volumenstrommessung an submarinen vulkanischen Gasaustritten
Diplomarbeit, TU Bergakademie Freiberg, 2013
Stroetmann, M.:
Calibration and interpretation of the monitoring data of a submarine volumetric flowmeter
Studienarbeit, TU Bergakademie Freiberg, 2014
Pose, S.; Shidowezki, D.:
Weiterentwicklung und Bau des FSVG zur unterseeischen Volumenstrommessung
Projektarbeit, TU Bergakademie Freiberg, 2017
Air-Lift / Unterwasserstaubsauger für wiss. Taucher
Um Unterwasser verdeckte Strukturen freizulegen, wurde ein bekanntes System eines Lufthebers für den mobilen Einsatz durch wissenschaftliche Taucher adaptiert. Dabei wird das Gerät mit Tauch-/Druckluftflaschen betrieben und lässt sich in Einzelteilen transportieren und vor Ort montieren. Das System hat den Vorteil, Sedimente zuverlässig zu verlagern, ohne filigrane Strukturen, die sich z.B. durch geologische Prozesse gebildet haben, zu zerstören.
Das System arbeitet mit einer definierten Gasmenge, die sich in einem vertikalen Rohr ausdehnt und somit einen Unterdruck erzeugt. Die Entwicklung und praktische Erprobung erfolgten in verschiedenen Seen in Deutschland und im Mittelmeer bei Feldarbeiten im hydrothermalen System von Panarea, Italien.
Stanulla, R.; Barth, G.; Ganß, R.; Reich, M.; Merkel, B. (2016): Development of a mobile airlift pump for Scientific Divers and its application in sedimentological underwater research. Underwater Technology, 34(1), pp. 39-43. DOI:10.3723/ut.34.039
Messgeräte und Kameratechnik
In der universitätseigenen Werkstatt können durch den umfangreichen Maschinenpark durch hoch qualifiziertes Personal schnell Prototypen und individuell angepasste Gehäuse getestet und gefertigt werden. So können auf konventionelle Dreh- und Fräsmaschinen zurückgegriffen werden, genauso wie auf CNC-Dreh- und Fräsautomaten.
Außerdem konnte durch eine Kooperation mit der Firma „BS Kinect" zum Zeitpunkt der Entwicklung unübliche Carbongehäuse getestet werden. Diese vereinen die Vorteile einer hohen Belastbarkeit mit einem geringen Gewicht.
Probenahmezubehör für Sediment / Bodenbeprobung
Bei der Probenahme von Unterwassersedimenten und -böden werden durch wissenschaftliche Taucher unterschiedliche Methoden eingesetzt, in Abhängigkeit von der Zielstellung der Untersuchung. Zur Untersuchung der Bodeneigenschaften wird eine horizontstabile Probe notwendig. Auch ist ausreichend Material der einzelnen Horizonte notwendig, um eine geeignete Bestimmung der bodenchemischen Werte zu bestimmen.
Hierfür wurde in Zusammenarbeit mit dem Geoingenieurbüro „terraf“ ein Ablauf sowie ein zusätzliches Transportgerät entwickelt.
Ausgewählte Entwicklungen
