Allgemeine Informationen

Wie funktioniert ein Penetrometer?

Penetrometer sind Messgeräte zur Bestimmung des Eindringwiderstandes in den Boden. Die Penetrometermessung basiert auf frühen Verfahren zur Bodenbewertung, bei der ein Spazierstock in den Boden gedrückt wurde. Ein Vergleich der hierfür benötigten Kraft gab Aufschluss über die Zusammensetzung und den Zustand des Bodens. Diese Methode war jedoch höchst subjektiv und ließ lediglich einen Vergleich durch ein und die selbe Person zu. Moderne Penetrometer erfassen daher die, während des Einstechvorganges wirksame, Kraft (in Kg oder N) mit Kraftsensoren. Durch den Bezug zu einer definierte Fläche erhält man einen Druck (in Kg/cm²).  Diese Fläche ergibt sich aus der Grundfläche der Eindringspitze des Penetrometers (Penetrometerkonus). Die Grundfläche des Standardkonus für Penetrationsmessungen an Böden in Deutschland beträgt 1 cm². Der Konus ist in aller Regel wechselbar, da er sich durch die Reibung während des Einstechens abnutzt, wodurch sich die Bezugsfläche (Grundfläche des Konus) undefiniert verkleinert. Zusätzlich kann so zwischen Koni verschiedener Grundfläche gewechselt werden. Das erlaubt eine Anpassung an unterschiedliche Messbedingungen.

In Anpassung an die Anwendung sind Penetrometer in verschiedensten Ausführungen erhältlich. Die Kraft kann auf manuell ablesbaren Skalen oder digital angezeigt werden. Penetrologger können den Verlauf der Kraft über die gesamte Einstichtiefe aufzeichnen. Taschenpenetrometer bieten eine kleine, leicht zu transportierende Möglichkeit Aussagen über den Eindringwiderstand eines Bodens zu treffen.

Vorraussetzung für die Aufzeichnung eines korrekten Tiefenprofils des Eindringwiderstandes ist ein gleichmäßiger Vortrieb des Penetrometers in den Boden. Dies ist, in Abhängigkeit von den vorherrschenden Bodenbedingungen und den körperlichen Voraussetzungen des Messenden, manuell oft nur sehr schwer zu gewährleisten. Penetrometer mit automatischem Vortrieb garantieren eine gleichmäßige Eindringgeschwindigkeit und somit vergleichbare Messwerte.

Neben der Verdichtung des Bodens hat vor allem die Bodenfeuchte einen erheblichen Einfluss auf den Eindringwiderstand. Daher erfassen innovative Penetrometersysteme zusätzlich auch den Wassergehalt des Bodens.

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