Aufgabenstellung

Die Probenahme mittels Vakuumsystemen zählt zu den am häufigsten angewendeten Techniken. Dieses System bietet erhebliche Vorteile, da lediglich ein Saugschlauch zur Entnahmestelle erforderlich ist. Vor und nach der Probenahme wird der Saugschlauch durchgeblasen, wodurch die Pumpe nicht mit der Probenflüssigkeit in Kontakt kommt.

Ein kleiner Nachteil besteht darin, dass die maximale Saughöhe aufgrund physikalischer Gegebenheiten in etwa auf 8-9 Meter begrenzt ist. Zudem ist diese Höhe vom äußeren Luftdruck abhängig. Das bedeutet, dass auf Meereshöhe höhere Saughöhen möglich sind im Vergleich zu Gebieten in höheren Lagen.

Um dieses effiziente System auch für größere Saughöhen nutzbar zu machen, haben wir uns selbst die Herausforderung gestellt, dies zu realisieren.

Unsere Lösung

Unter herkömmlichen Bedingungen bewirkt ein Vakuumsystem, dass die Probe im Saugschlauch aufsteigt, bis ein Druckausgleich zwischen dem erzeugten Vakuum und dem umgebenden Luftdruck erreicht ist. Bei einem Luftdruck von 1.000 mbar und einer Vakuumleistung der Pumpe von 80 % wird das Wasser etwa auf eine Höhe von 8 Metern angesaugt. Bei einem Luftdruck von nur 900 mbar beträgt die angesaugte Höhe lediglich 7,2 Meter.

Funktion

Die innovative Idee hinter unserem Ansatz war, das Gewicht der Wassersäule im Schlauch zu reduzieren, um erneut eine Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem erzeugten Vakuum zu schaffen. Dadurch wird das Wasser im Schlauch weiter nach oben gesaugt.

Dank dieses Systems können wir Wasser aus einer Höhendifferenz von über 20 Metern ansaugen und dabei problemlos ein Probenvolumen von etwa 200 ml erreichen. Diese Methode mag auf den ersten Blick wie “verbogene Physik” erscheinen, aber es handelt sich tatsächlich um eine sehr realistische und effektive Technik.