Autonomes Messsystem GSM-2 erleichtert Grundwasserpegelmessung

Zeitnahe Datenverarbeitung

Eine Konfigurationsänderung der einzelnen Messstationen erfolgt am Computer.
Das GSM-2-Modul sendet nach Einbau alle relevanten Parameter an den Data Manager, der die Messstelle ab sofort automatisch verwaltet. Grafiken: Keller
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Das Bedürfnis nach autonom arbeitenden Messsystemen besteht schon lange. Aber erst mit dem Ausbau der Mobilfunknetze und des Internets ist es nun möglich, weit verstreute Messsysteme virtuell an einem Ort zusammenzufügen und die gewonnenen Daten zeitnah zu verwerten.

Professionelle Messtechnik profitiert in hohem Masse von den Komponenten und den Technologien, die für die grossen Stückzahlen des Endverbrauchermarkts entwickelt wurden. Ein gutes Beispiel ist die Nutzung der Mobilfunknetze zur Datenübertragung. Die GSM-Empfangsabdeckung ist so weit fortgeschritten und die Preise für Telefonmodule, Prepaid-Karten und mobile Datenübertragung sind so tief, dass GSM selbst an völlig abseits gelegenen Orten die günstigste und einfachste Möglichkeit der Messwerterfassung ist. Markant sind die Einsparungen unter Berücksichtigung der wegfallenden Personalkosten. Die Empfangsseite profitiert ebenfalls, da die Messdaten bequem am Computer ausgelesen werden, der die Daten über SMS via Mobiltelefon oder direkt per Email/FTP erhält.

GSM-2 zur Grundwasserpegelmessung

Die Überwachung von Grundwasserständen oder Oberflächenpegeln von Seen und Flüssen ist eine weitverbreitete Aufgabe. Sie wird von unterschiedlichen staatlichen Einrichtungen, aber auch von privaten Wasser- beziehungsweise Energieversorgern wahrgenommen. Die meist abgelegenen, nach geo- oder hydrografischen Gesichtspunkten platzierten Messstellen, verfügen äusserst selten über einen Stromanschluss. Dies erfordert ein batteriebetriebenes System mit möglichst grosser Standzeit. Die Messeinrichtung muss zudem feuchtigkeitsbeständig beziehungsweise kurzzeitig überflutbar sein und gegen Diebstahl und Vandalismus geschützt sein.

All diese Punkte hat die Keller AG für Druckmesstechnik bei der Entwicklung des GSM-2-Moduls berücksichtigt. Früher wurden Grundwasserpegelmessungen von Hand mit dem Lichtlot durchgeführt. Dazu wurde ein in den Boden eingelassenes Rohr mit einem Durchmesser von 2 Zoll und einer Verschlusskappe benötigt. Die Messfrequenz hing allerdings stark von der Erreichbarkeit der Messpunkte und den gegebenen Witterungsbedingungen ab. Um diese Messstellen weiterhin nutzen zu können, wählte Keller den Durchmesser des GSM-2-Moduls so, dass es direkt in die bislang verwendeten Peilrohre passt.

Blitzschnelle Installation 

Das gesamte GSM-2-Messmodul mit Pegelsonde wird einfach in das Peilrohr gesetzt und durch die Pegelverschlusskappe gesichert. Eine aufwendige und teure Installation von Antenne mit Mast und Solarpanel entfällt. Nach dem Einbau sendet das GSM-2 seine Konfiguration mit Messstellen-Namen und -Position an den Data Manager, der die Messstelle ab sofort automatisch verwaltet.

Neben der RS485-Schnittstelle, die im Zusammenspiel mit den Pegelsonden von Keller hochgenaue Druck- beziehungsweise Wasserstandsmessungen liefert, besitzt das GSM-2-Modul selbst einen Luftdruck- und Temperatur-Sensor. Dies ermöglicht Wasserstandsmessungen durch die AA-Messmethode (absolut-absolut) und hat zum Vorteil, dass kein feuchtigkeitssensibles Kapillar-Rohr im Kabel der Pegelsonde benötigt wird. Dadurch ist die Messstelle für den Einsatz in feuchter Umgebung gerüstet und auch ein kurzzeitiges Überfluten führt nicht zum Ausfall der Messstation. Zwei Spannungseingänge (0...2,5 V), die SDI12-Schnittstelle sowie zwei Digitaleingänge erlauben die Verwendung von Sensoren aller Art – vom einfachen Schaltkontakt (Digitaleingang) bis zum anspruchsvollen Wasseranalysegerät mit zehn Parametern (SDI12-Schnittstelle). Das GSM-2 speist die angeschlossenen Sensoren wahlweise mit 12, 5 oder 3,9 Volt Spannung.

Die Elektronik und Batterie des GSM-2-Moduls sind wasserdicht in einem Edelstahl-Gehäuse (ø 48 mm) untergebracht. Im oberen Teil befinden sich die Antenne und die Schnittstelle zur Konfiguration des Messsystems. Am unteren Ende wird die Niveau-Messsonde angebracht. Je nach Umgebungsbedingung und Konfiguration beträgt die Standzeit des batteriebetriebenen Gerätes mehr als zehn Jahre. Im definierbaren Zeitintervall werden die erfassten Pegelwerte verschickt. Die im Lieferumfang enthaltene Software GSM-2-Data-Manager sammelt die Messdaten, überwacht und steuert die verschiedenen Messstationen und dient zum Anzeigen oder automatischen Weiterverarbeiten der in einer MySQL-Datenbank gespeicherten Messdaten. Die Positionen der Messstellen werden in einer Karte angezeigt. Bei einem Fehler, wie beispielsweise nicht vorhandenen Messdaten, warnt die Software und informiert per Email/FTP oder SMS. Eine Konfigurationsänderung der einzelnen Messstationen erfolgt am Computer und wird per Email/FTP direkt auf das betreffende GSM-2-Modul übertragen.