Alternative Methoden der mobilen Schneedichtemessung mittels CO2- und Diodenlaser

Abstract

Die Dichteverteilung des Schnees in einer Schneedecke ist ein relevanter Wert um Vorhersagen verschiedenster Art treffen zu können.<br />Das Messverfahren um diese Dichte zu bestimmen hat sich im wesentlichen seit damals nicht verändert. Mit einem Stechzylinder mit einem definierten Volumen werden Schneeproben der zu betrachtenden Schicht entnommen und anschließend abgewogen. Damit kann auf die Dichte der Probe zurückgerechnet werden. Dieses Verfahren ist sehr anstrengend und zeitraubend da nach jedem Messvorgang erneut zuerst in die Tiefe gegraben werden muss um neue Proben zu entnehmen.<br />Diese Arbeit befasst sich mit dem Aufbau und den damit hergestellten Messergebnissen eines alternativen Messsystems mittels CO2 und Diodenlaser. Das System besteht im Groben aus 4 Teilen, den vorher erwähnten Lasern einer Steuerungs- und Auswertungseinheit und der Optik.<br />Mit dem CO2 Laser wird ein Loch in den Schnee gebohrt anschließend mit einem Laser Entfernungsmessgerät die Eindringtiefe gemessen und die Auswerteeinheit rechnet das Messergebnis in eine Dichteverteilung um.<br />Dies ist durch eine genau vorgegeben Wahl an Parametern wie z.B. der Lasereinschaltdauer möglich. Bei dem Messvorgang kam es zu erheblichen Störeinflüssen, teilweise verursacht von dem entstandenen Schmelzwasser, welche nur zum Teil beseitigt werden konnten.<br />

The density allocation of snow in a snow cover is a relevant value to make different types of predictions. The measurement procedure to get the density does not have changed since years. A core cutter is used to get a certain amount of snow and is being weighted. Now the density of this amount can be calculated.<br />This paper studies the way of an alternative portable measuring instrument using a CO2 and a diode laser. The system mainly contains four instruments, the two lasers, mentioned before, a control unit and miscellaneous optics. The CO2 laser is used to drill holes in the snow and the diode laser measures the depth of the hole. The control unit collects the measurement data and calculates the density allocation .<br />This procedure is possible because of well defined parameters such as the drilling-time of the carbon dioxide laser. During the measurement lots of perturbations appeared and only a few were able to eliminate.