Waterspanningsmeter

Betekenis

Een waterspanningsmeter meet de waterspanning (grondwaterdruk) op de diepte waarop de sensor is geplaatst en geeft die elektrisch door, na omrekening met een ijkfactor. De meter is op een peilbuis gemonteerd en zet de mechanische druk op een sensor om in een uitleesbaar elektrisch signaal.

Toepassing

De waterspanningsmeter wordt toegepast voor berekening en monitoring van de stabiliteit van grond.

• Monitoren van waterspanning bij ophogingen en aanleg van nieuwe wegen.
• Controleren van waterdruk in dijken bij intensieve neerslag.
• Realiseren van multi-level-meetsystemen met meters op verschillende hoogten.
• Aansluiting op datalogger of handuitleesunit voor continue of periodieke registratie; dataloggers kunnen met GSM-verbindingen gegevens doorsturen naar kantoor.

Aandachtspunten

• Bescherm peilbuizen, elektrische kabels, datalogger en uitleesunits tijdens grondwerken tegen beschadiging of ontwrichting.
• Corrigeer gemeten waarden voor temperatuurverschillen en luchtdruk voordat druk of stijghoogte wordt berekend.
• Ken de plaatsingsdiepte om uit de gemeten druk de stijghoogte te kunnen berekenen.
• Zorg voor betrouwbare kabelverbindingen naar de bovengrondse uitleesapparatuur.

Werking / principe

De waterspanningsmeter is een transducer die druk (mechanische energie) omzet in een elektrisch signaal; daarvoor bestaan twee hoofdprincipes:

• VW (Vibrating-Wire): het water drukt op een membraan dat spanning geeft aan een stalen snaar; een elektromagnetisch spoeltje wekt trillingen in die snaar op en de frequentie (Hz) van die trilling varieert met de waterdruk; het frequentiesignaal wordt via een elektrische kabel naar een uitleesapparaat of datalogger gestuurd.
• PR (Piezo-Resistive): het water drukt op een membraan dat een siliconensubstraat indeukt, waardoor de elektrische weerstand verandert; een elektronische schakeling zet de weerstand om in een spanningswaarde (mV) die, met stroomtoevoer, via kabel naar de uitleesapparatuur wordt gestuurd.

Uitvoering / plaatsing

• Plaatsing: de boorgatwaterspanningsmeter wordt op de gewenste diepte in het boorgat gebracht en omstort met enkele decimeters filtergrind; het boorgat wordt daarna volgens het geologisch profiel afgedicht.
• Montage: de conus met de sensor hangt aan een elektrische kabel die het signaal naar boven voert naar een centrale datalogger of handuitleesunit.
• Types: meters kunnen ingebouwd zijn in een conus; sommige uitvoeringen combineren zowel VW- als PR-mechanismen in één instrument.

Materialen en uitvoeringsvormen

• Herbruikbare meters zijn gebruikelijk; voor sommige toepassingen bestaan goedkopere, "verloren" meters.
• Mantelmaterialen variëren: voorbeelden zijn pvc-mantels voor goedkopere meters en rvs-mantels voor duurzame uitvoeringen.

Multi-level systemen

Multi-level-systemen gebruiken meerdere waterspanningsmeters op verschillende hoogten binnen één boorgat om het drukprofiel met de diepte te bepalen.