FAQ's für die UMS Tensiometer T4, T4e, T5, T8 und TS1

Wie werden Tensiometer eingebaut?

Mit dem UMS Bohrer TB25 (für T4 Tensiometer und T8 Tensiometer). Dieser Bohrer hat eine formgeschmiedete Spitze, damit der Tensiometerschaft frei im Bohrloch läuft und nur die Keramik festen Bodenkontakt hat. Mit diesen Bohrern ist kein Einschlämmen erforderlich! Dadurch müssen Tensiometer nicht mehr eingeschlämmt werden. Auch und gerade in steinigen Böden und Kiesen reagieren Tensiometer erheblich schneller, wenn sie direkt eingebaut werden, als wenn sich zunächst das eingeschlämmte Volumen mit dem Bodenwasser ins Gleichgewicht setzen muss, bevor das Tensiometer reagieren kann. Die Einbaulage kann je nach Anwendung frei gewählt werden, wobei sie nicht vertikal sein um präferenziellen Fliesspfade entlang der Bohrung zu vermeiden. 

Für das T5 Tensiometer ist der Bohrer Kit TBt5 erhältlich, mit dem der Tensiometerkorpus mit in den Boden eingebaut werden kann.

Können die Tensiometer im Winter eingebaut bleiben?

T5 Tensiometer nicht, - sie sind nicht frostfest. Sowohl die Keramik als auch der Druckaufnehmer können durch den entstehenden Überdruck bersten. T4, T4e und T8 Tensiometer schon, sofern die Einbautiefe 30 cm und mehr ist. Dann breitet sich der Frost langsam genug nach unten aus. Der durch das Gefrieren entstehende Überdruck kann sich über noch offene Kerzenporen abbauen. Aber Vorsicht! Lassen Sie keine befüllten Tensiometer z.B. über Nacht im Auto liegen! Hier gefriert erst die Keramik außen zu, - wird also dicht-, und danach gefriert das Tensiometerwasser, - der Druckaufnehmer berstet.

Wann muss ich meine Tensiometer befüllen?

Sofern die Reaktionszeit zu groß wird, also der zeitliche Verlauf "weichere" Konturen hat im Vergleich zum frisch befüllten Tensiometer.  Der Boden muss aber feuchter als 850 hPa sein. Oder: Nach einer Trockenperiode und nach dem ersten Regenereignis, sofern dieses gross genug war, - wenn also der Boden wieder feuchter als 850 hPa ist. Dies lässt sich eventuell am Verlauf von tiefer eingebauten Tensiometern erkennen. Aber: Andererseits hat es keinen Sinn, das Tensiometer dann zu befüllen, wenn es "ausgestiegen" ist, also der Boden zu trocken ist. Das Tensiometerwasser würde erneut vom Boden aufgesaugt werden und das Tensiometer wäre wieder trocken.

Müssen bei der Befüllung Handschuhe getragen werden?

Nein. Jedoch sollte die Keramik nicht mit der Hand berührt werden. Die Keramik ist stark hydrophil und muss Wasser aufnehmen können. Sofern Fette etc. an die Keramik gelangen kann die Oberfläche hydrophob werden, wodurch die wasserleitende Funktion beeinträchtigt - und der Lufteintrittspunkt kleiner wird.

Muss ich das Tensiometer befüllen, wenn der Indikator "Luftblase" anzeigt?

Der Indikator zeigt Luftblasen größer 1 ml an. Dies ist bei Böden feuchter als 500 hPa noch kein Problem, da sich die Blase bei Feuchteänderungen nur unwesentlich verändert. Wird der Boden aber trockener, dann dehnt sich die Blase schnell aus, weshalb eine entsprechend große Menge Tensiometerwasser in den Boden fließen muss, um mit ihm ins Gleichgewicht zu kommen. Da insbesondere trockene und sandige Böden eine schlechte Wasserleitfähigkeit haben, verlangsamt sich die Ansprechzeit enorm. Daher ist der Indikator ein Warnsignal für die Auswertung der Messungen insbesondere bei sandigen Böden und für die Qualitätssicherung gedacht. 

T4e oder T8 Tensiometer: Schwingen bei Temperaturschwankungen

Nach einer Studie von Prof. Wolfgang Durner haben wir festgestellt, dass die Befüllleitungen vor Erwärmung und Sonneneinstrahlung beim T4e und T8 Tensometer geschützt werden sollten. Folgender Effekt wurde festgestellt: Sind die Tensiometer frisch befüllt und die Leitungen wassergefüllt, funktionieren die Tensiometer einwandfrei. Befindet sich jedoch Luft in den oberirdischen Befülleitungsabschnitten, so erwärmt sich diese bei Sonneneinstrahlung und dehnt sich aus. Dies bewirkt ein Abfallen der Wasserspannung im Tensiometer, wodurch die entsprechende Menge Wasser in den Boden fließt. Das macht sich dadurch bemerkbar, dass der Messwertverlauf bei Sonneneinstrahlung unruhig wird und um das tatsächliche Wasserpotential, insbesondere bei niedrigen Potentialen, "schwingt". Weiter leiden die Befüllschläuche unter der Sonneneinstrahlung und werden klebrig und braun. Zur Abhilfe bieten wir auf Selbstkostenbasis einen Wärmedämmschlauch an, der über Schaftende und Befülleitungen gesteckt werden kann.

Wie groß ist eigentlich der Einzugsbereich von Tensiometern?

Grundsätzlich breiten sich Druckpotentiale kugelförmig aus, sind also nicht auf ein kleines Volumen begrenzt (wie etwa bei TDR- oder FD-Techniken). Die Wasserleitfähigkeit ist ausschlaggebend für den Einzugsbereich, und die ist abhängig von Boden, Wasserspannung etc. Weiter ist die dynamische Situation zu beachten. Wenn also Wasser durch Wurzeln entzogen wird und das Tensiometer an der Wurzel platziert ist, dann misst das Tensiometer diese Potential. Ist es weiter entfernt spielt die Wasserleitfähigkeit und der Befüllzustand des Tensiometers wieder eine Rolle. Bei Regen werden die verschiedenen Porenräume tiefengestuft gefüllt. Einzugsbereich? Die Extremsituationen: Trockener feinkörniger Sand kann Wasser abpuffern (hydrophob wirken), dass sich die Stauwasserfront im Bereich von cm/Tag fortpflanzt, - und entsprechend reagiert das Tensiometer. Demzufolge ist der Einzugsbereich wenige mm oder cm. Feuchter Schluff dagegen leitet Wasser perfekt, - der "Einzugsbereich" kann mehrere Meter betragen. Allgemein kann man sagen, dass der Einzugsbereich in z.B. 2 mtr. Tiefe sehr groß ist weil der Boden feucht ist und die Potentialdifferenten gering sind. Im Gegensatz zur Bodenoberfläche, wo die Wasserpotentiale lokal stark variieren können. Tensiometer messen die Potentiale dort wo sie eingebaut sind. Sie messen unabhängig davon, wie sich die Potentiale im Boden ausbreiten.

Ton-Teilchen blockieren die keramische Schale

Was zu tun ist: Füllen Sie den Becher mit Wasser und erzeugen an der Innenseite einen Überdruck von ca. 1 bar. Mit einem nassen Sandpapier, Körnung 120 oder einem nassen Korund Schleifer, können Sie nun die Keramikoberfläche nur ein wenig und vorsichtig anschleifen.

Wie bekomme ich "entgastes" Wasser?

Nehmen Sie eine 50 ml Spritze und füllen Sie diese bis zur Hälfte mit Wasser. Verschließen Sie die Spritze und ziehen diese zu 100% auf. Dadurch entsteht innen ein Vakuum, - die zunächst im Wasser gelösten Gase bilden Bläschen und können durch Drehen der Spritze "eingefangen" werden. Sammeln Sie die Blasen am höchsten Punkt der Spritze und entspannen Sie diese wieder. Lassen Sie nun die Gasblase heraus und wiederholen der Vorgang ein zweites Mal. Übrigens: Mit dieser Prozedur haben Sie Wasser zum kochen gebracht! 

Schlechte Reaktionszeit des T5

T5 Tensiometer müssen innerhalb von Sekunden ansprechen. Tun sie das nicht, gibt es dafür mehrere Ursachen:

1. Luft im System, - also entweder im Korpus oder in den Poren der Kerze.

Abhilfe: Mit einer guten Vakuumpumpe, die bis auf wenige hPa gegen Vakuum arbeitet, sowohl den Korpus als auch die Kerze über Nacht entgasen und wieder montieren. Abhilfe: Mit einer arretierbaren Spritze als Vakuumpumpenersatz arbeiten.

2. Die Kerze hat sich mit Tonpartikeln mehr oder weniger zugesetzt.

Abhilfe: Kerze mit Wasser füllen, ca. 1 bar Überdruck von Innen anlegen und von außen mit einem Naßschleifpapier, Körnung 120 oder einem nassen Korund-Schleifstein die Kerze leicht anschleifen.

3. Die Kerze setzt sich zu mit Mikroorganismen.

Abhilfe: Kerze mit REHALON füllen und mit ca. 1 bar Überdruck durchspülen.

4. Die Kerze setzt sich zu mit Algen.

Abhilfe: Kerze mit REHALON füllen und mit ca. 1 bar Überdruck durchspülen.

5. Die "X-" Kerzen mit dem erweiterten Meßbereich haben wegen der feinere Poren generell eine schlechtere Ansprechgeschwindigkeit aus die "schnelle" neue Kerze, - die aber mit ihrem Lufteintrittspuntk von 2 bar eben diesen hohen Meßbereich nicht - oder nur bis 1,5 bar mitmachen kann.

Abhilfe: Wenn der "X"-Bereich nicht gebraucht wird bitte die neuen "Highspeed-Kerzen" verwenden. Wir bieten die Befüllung und Kalibrierung sowie die Regenerierung nach den beiden Methoden an. Manche sind aber so dicht, dass wir sie ersetzen müssen. Wir bieten ihnen gerne neue T5-Kerzen an.

Was ist die maximale Stromspannung, bei dem die T5 Tensiometer sicher agieren können , ohne Schäden am Gerät zu verursachen?

Der Sensor ist für eine Spannung von 10,6 Vdc kalibriert. Die Wheatstone- Vollbrücke hat eine nominale Impedanz von 7,5 kOhm . Wir empfehlen Ihnen, den Sensor nicht bei Stromspannungen höher als R = U / I zu verwenden.

An welchem ​​Punkt ist der maximale Messbereich erreicht?

Der Messbereich des Druckmesser wird durch die Siedetemperatur des Wassers beschränkt. Bei einer Temperatur von 20° C ist der Siedepunkt bei 2,3 kPa über dem Vakuum.

Was ist der potentielle Grund für einen konstanten Wert im Laufe der Zeit?

Betrachtet man eine Temperatur von 20° C und einem Luftdruck von 95 kPa kann eine Spannung unterhalb -92,7 kPa nicht gemessen werden, auch wenn die Böden trockener werden. Als Folge bleiben die Messungen auf einem konstanten Wert.

Gibt es noch andere mögliche Ursachen für konstante Werte im Laufe der Zeit?

Wenn es regnet, bevor die Böden -15 Bar erreichen, wird die Tensiometerkerze das Bodenwasser ansaugen. Das Bodenwasser enthält jedoch gelöstes Gas, welches entgast, sobald ein trockener Boden die Spannung wieder erhöht. Dies hat eine schlechte Reaktionszeit zur Folge. Der Signalverlauf ist in dem Fall flacher und die Messwerte passen sich, dem tatsächliche Bodenwasserdruck nur langsam an.

Was ist der potentielle Grund für eine scharfe und plötzliche Verschiebung auf Null zurück in meinen Messungen ?

Wenn der Boden noch trockener wird und -15 bar erreicht, ist Lufteintrittspunkt der Keramik erreicht. Der Cup wird schnell auslaufen und der Wert des mit Luft gefüllten Cups wird gegen Null anzeigen.

Was sind mögliche Gründe für beobachtete plötzliche Veränderungen in den Daten?

Bodenwasserspannungen ändern sich in der Regel nur langsam. Daher könnte eine Signalkurve mit vielen Sprüngen ein Indikator z.B. für lose Kontakte, Feuchtigkeit in defekten Kabel oder Stecker, schlechte Stromversorgung oder eine Datenlogger Fehlfunktion sein.

Temperaturen die ich messe erscheinen während der Tageszeit zu hoch und zu niedrig in der Nacht. Warum?

Vielleicht verläuft Ihr Kabel auf dem Boden? Dies führt einer Erhitzung des Kabels. Diese Wärme wird auf den Sensor übertragen. Da Böden unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit ist der Effekt unterschiedlich. Um diesen Effekt zu vermeiden, empfehlen wir das Kabel im Boden zu vergraben.