Aufbau und Funktion des Sensorsystems

Das entwickelte Messsystem der Fachhochschule Osnabrück ermittelt während der Messung den komplexen elektrischen Leitwert und die Bodentemperatur. Die ermittelten Messdaten werden mit Hilfe von GPS-Daten georeferenziert.

An einem Rahmen sind zwei Metallplatten montiert. Diese dienen als Elektroden. Durch den Anbau des Rahmens an einen Schlepper sind dynamische Messungen möglich. Die beiden Messplatten werden mit einer sinusförmigen Wechselspannung von 125 kHz und 2 Volt versorgt. Der Boden zwischen den Platten ist elektrisch relativ schlecht leitfähig. Dadurch stellt er eine Art schlechten Isolator (Dielektrikum) dar. Anhand des komplexen elektrischen Leitwerts werden die elektrische Leitfähigkeit des Bodens und die elektrische Kapazität der Plattenanordnung errechnet. Die elektrische Leitfähigkeit beschreibt, wie gut der Boden den Strom leitet. Die elektrische Kapazität wird von der dielektrischen Polarisation (Ausrichtung der Molekulardipole in einem Dielektrikum) beeinflusst. Die Bodentemperatur wird berührungslos mit einem Pyrometer (Infrarotthermometer) aufgenommen. Die Messung kann sowohl an der Bodenoberfläche als auch durch „Abschaben“ der obersten Schicht in einigen Zentimeter Tiefe erfolgen.

Die Messdaten werden mit einem Analog/Digitalwandler digitalisiert und mit einem tragbaren Computer aufgezeichnet. Zeitgleich werden separat Positionsdaten mit Hilfe eines GPS – Empfängers aufgezeichnet. Die Daten werden im Anschluss an die Messung mit einer Software georeferenziert und lassen sich mit Hilfe üblicher Geoinformationssystem-Programme (kurz GIS, z.B. OpenJUMP PIROL Edition) darstellen.

Übersicht

Technische Daten (Bodensensor):

• Frequenz:   125 kHz (sinusförmig)
• Leerlaufspannung:  1 – 2 Volt
• Analoge Ausgangsspannung:  10 Volt
• Analoge Signalverstärkung
• Datenaufzeichnung: Analog/Digital Wandler und Notebook