Mobile Analytik Messung der Standardparameter

Umweltanalytik ist untrennbar mit mobilen Messsystemen verbunden. Gerade bei der Messung von Standard-Parametern wie pH, gelöstem Sauerstoff oder Leitfähigkeit können diese Geräte ihre Stärken ausspielen.

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Xylem Analytics Germany Sales GmbH & Co. KG

Ahlborn Mess- und Regelungstechnik GmbH

PCE Deutschland GmbH

Umweltanalytik ist untrennbar mit mobilen Messsystemen verbunden. Gerade bei der Messung von Standard-Parametern wie pH, gelöstem Sauerstoff oder Leitfähigkeit können diese Geräte ihre Stärken ausspielen. Mechanische Robustheit, einfache Bedienung und eine kompakte Bauweise sind Anforderungen, die an solche Messsysteme gestellt werden.

Umweltanalytik in Gewässern und Grundwässern aller Art ist gleichbedeutend mit einer Datensammlung vor Ort. Hier gibt es im Wesentlichen drei Fälle der Probenbehandlung. Einmal können die Messdaten eines Gewässers unmittelbar ohne weitere Behandlung mit Sonden und entsprechenden Auswertegeräten erfasst werden. Im zweiten Fall wird lediglich eine entsprechende Probe entnommen und zur weiteren Untersuchung ins Labor transportiert. Der dritte Fall stellt eine Kombination aus den Fällen eins und zwei dar. Der erste und der letzte Fall kommen am häufigsten vor. Von daher ist es entscheidend, dass die eingesetzte instrumentelle Analytik den zum Teil extremen Bedingungen der Feldmessung gewachsen ist. Die Geräte müssen wasserdicht sein, sie müssen im Winter bei Minusgraden genauso gut funktionieren wie im Sommer bei hohen Temperaturen.

Eine einwandfreie Bedienung mit Handschuhen kann in der kalten Jahreszeit durchaus nötig sein, im Sommer hingegen wird erwartet, dass das Gerät auch nach einer Lagerung im aufgeheizten Auto funktionstüchtig ist. Daneben spielen aber noch andere Dinge eine Rolle: Mechanische Robustheit, einfache Bedienung, kompakte Bauweise, intelligente Aufbewahrungsmöglichkeiten wie kompakte Koffer für Gerät und Sensoren, lange Betriebsdauer mit Batterien oder Akkus, um nicht am Messort unverrichteter Dinge abziehen zu müssen.

Ein Punkt, der bisher noch nicht berücksichtigt wurde, ist die Erfassung der Messdaten zu Dokumentationszwecken. Natürlich ist das mitgeführte Logbuch ebenso wie das händisch auszufüllende Protokollblatt nach wie vor ein beliebtes Hilfsmittel. Aber mit der flächendeckenden Einführung der computergestützten Datenverarbeitung und der Vermeidung von Übertragungsfehlern kann es sinnvoll sein, die Messdaten elektronisch zu erfassen, den Probenort beispielsweise mit eine ID-Nummer zu kodieren und die Daten im Labor automatisch auf einen Rechner zu überspielen. Perfekt ist es, wenn der Hersteller ein geeignetes Programm zur Datenerfassung liefern kann, mit dem es möglich ist, die erfassten Messdaten in gängige Standardformate zu exportieren.

Kontrolle verschiedener Parameter

Was aber, wenn nicht nur ein, sondern mehrere Parameter dokumentiert werden sollen?

Natürlich kann man für jeden Parameter ein einzelnes Messgerät anwenden. Das bedeutet hohe Sicherheit, weil im Falle eines Defekts nur ein Parameter ausfällt. Auf der anderen Seite stehen diesem Gedanken höhere Investitionskosten und natürlich ein umständlicheres Handling gegenüber. Insofern ist es praktisch, auf so genannte Multiparametergeräte zurückgreifen zu können. Moderne Technik gepaart mit hoher Fertigungsqualität sorgen dafür, dass Ausfälle auf ein Minimum reduziert werden können. Das Optimum stellt die Benutzung solcher Geräte in Kombination mit Multiparametersensoren dar.

Die WTW GmbH ist Hersteller von elektrochemischen Messgeräten für den Labor- und den Umweltbereich. Jahrzehntelange Erfahrung, Flexibilität und die Bereitschaft, Anregungen aus dem Markt umzusetzen, haben die WTW zu einem Spezialisten im Bereich der mobilen Umweltanalytik werden lassen. In diesem Markt hat WTW zwei Hauptproduktlinien, die auf die Bedürfnisse der Anwender zugeschnitten sind. Das sind zum einen die Taschengeräte, die kompakt und trotzdem hoch leistungsfähig die Anwender bei Ihren Aufgaben unterstützen. Die zweite Linie sind die einzigartigen Feldgeräte in ihrem charakteristischen Gehäuse, die mit der Anschlussmöglichkeit von Tiefenarmaturen sowohl Limnologen als auch Staustufenbetreiber bei ihrer Arbeit unterstützen.

Der mit Abstand größte Teil aller Anwendungen wird mit Taschengeräten bestritten. Natürlich gibt es hier für den Anwender entsprechend seiner Applikationen den oder die geeigneten Parameter zu wählen, aber auch die erforderliche Ausstattung. Die Applikationen sind vielfältig: Betreiber von Kläranlagen oder anderen Einrichtungen, in denen Prozesse ablaufen, überprüfen gerne die Anzeige ihrer Vor-Ort-Messgeräte auf Plausibilität.

Fischzüchter leisten sich oftmals keine permanente Überwachung ihrer Becken, sondern bestimmen mit Handmessgeräten zum Beispiel den gelösten Sauerstoff. Hier spielt Dokumentation eine untergeordnete Rolle, deshalb werden in der Regel einfache Messgeräte vom Typ 315i benutzt. Sie zeichnen sich durch ein vereinfachtes Bedienkonzept aus. Speicher und Datenlogger sind bei diesen Modellen nicht vorgesehen. Wer gelegentlich Messwerte speichern will, ohne sie elektronisch weiter zu verarbeiten, oder aber zum Beispiel bei der Leitfähigkeitsmessung Wert auf applikationsspezifische Sensortypen legt, der trifft mit einem Gerät der 330i-Linie eine geeignete Wahl.

Natürlich gibt es Applikationen, bei denen es hilfreich ist, die gemessenen Daten elektronisch zu dokumentieren. Wer Grundwassermessstellen betreut, will vielleicht die gesammelten Daten an einen Computer überspielen. Ein zeitlich gesteuerter Datenlogger hilft bei längerfristigen Verlaufsmessungen, die gewonnenen Daten können mit üblichen PC-Programmen visualisiert werden. Das gleiche gilt für alle anderen Anwendungen, bei denen an definierten Stellen Daten aufgenommen werden müssen.

Dazu gibt es Geräte mit PC-Schnittstelle, wie sie in der 340i-Serie sowohl für Einzel-, aber auch als Multiparameter zur Verfügung stehen. Die Multigeräte existieren als einfachere Versionen für klassische Wasser-/Abwasseranalytik, aber auch als Hochleistungsgerät mit der Möglichkeit zum Anschluss von Multiparametersonden. Gelöster Sauerstoff, Leitfähigkeit und Temperatur und zusätzlich auch der pH-Wert lassen sich somit gleichzeitig messen. Damit werden dann zum Beispiel auch limnologische Messreihen mühelos erfasst. Bei diesem Gerät kann auch die Software über das Internet auf den neuesten Stand gebracht werden.

Ausnahmegeräte im wahrsten Sinne des Wortes sind die Feldgeräte. Ihre charakteristische Gehäuseform macht sie unverwechselbar. Sie sind extrem stoßsicher, sind nach IP 67 tauchfähig, d.h. sie sind 30 Minuten lang bei 1 m Wassertiefe dicht. Sie besitzen als Besonderheit die Möglichkeit zum Anschluss von Tiefenarmaturen, speziell armierten Sensoren, die bis 100 m Wassertiefe einsetzbar sind. Datenlogger und PC-Schnittstelle sind hier selbstverständlich. Diese Instrumente wurden und werden mit Vorliebe bei der Untersuchung ruhender Gewässer wie Seen eingesetzt, aber auch Staustufenbetreiber an Talsperren etc. nutzen sie zur Bestimmung von Tiefenprofilen.

Fazit

Transportable Messgeräte sind die richtige Antwort auf die Frage nach Flexibilität, Robustheit und Präzision in einer Einheit. Moderne Technik erlaubt in kompakten Geräten Leistungen, die den höchsten Ansprüchen an moderne Messtechnik genügen. Jeder Anwender findet hier für sein Messproblem die entsprechende Lösung. In den kommenden Jahren werden neue Konzepte den Markt der Taschengeräte verändern. Dokumentationspflichten mit Datenauthentifizierung wie sie in der pharmazeutischen Industrie gang und gäbe sind, werden mittelfristig auch im Umweltbereich Einzug halten. Damit ergeben sich neue Anforderungen an Geräte und Sensoren, um Zuordnungen zwischen Messgerät und Sensor bzw. Bediener und Messgerät entsprechen abbilden zu können.

*Dr. K. Reitmayer, WTW Wissenschaftlich-Technische Werkstätten GmbH, 82362 Weilheim

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