urn:nbn:de:hbz:468-20120706-102427-5 - Bergische Universität ...

Die wesentlichen Vorgänge, bei denen auf eine Fehlerminderung zu achten war, sind die
Parameter bei der Schaumerzeugung, die Befüllung und Gewichtsbestimmung der
Schaumbehälter (Ermittlung der Verschäumungszahl und Wasserhalbzeit) und die Erstellung
und Auswertung der Videomitschnitte zur Bestimmung des Ausbreitungsverhaltens.
Als Waage kam für die Versuche eine hochauflösende elektronische Tischwaage der Firma
Söhnle mit einem Wägebereich von 0 – 30 kg (Messgenauigkeit 1 g) zum Einsatz.
Die Waage wurde bei jedem Durchgang neu tariert um Ungenauigkeiten durch
Wasseranhaftungen (Schaumbehälter muss vor der Verwendung benetzt werden)
auszuschließen. Das Volumen des auf Bestellung nach Maß angefertigten Behälters beträgt
200 l bei einem Durchmesser von 65 cm und einer Höhe von 60 cm. Durch Ungenauigkeiten
im Zuschnitt und Unterschiede in der Wandstärke (Materialfehler) bzw. einen sich
verformenden Boden (z.B. nach innen bzw. außen ausgebeult) gehen wir hier beispielhaft von
einem 2 cm zu hohen Behälter aus. Dadurch ergibt sich ein Fehler im Bereich von 6,6 l (und
damit 3,3 % des Volumens). Die Masse des auszuwertenden Schaumvolumens (als zweite
Berechnungsgrundlage der Verschäumungszahl) beträgt bei 200 l und einer angenommenen
Verschäumungszahl von 90 ca. 2,2 kg. Damit liegt die Fehlerquote durch Auf- bzw.
Abrunden der Anzeige der Waage bei 0,045 %. Bei der Ermittlung des Wasserauslaufes
verringert sich die zu ermittelnde Masse der sich absetzenden Flüssigkeit aufgrund des
kleineren Behälters und der Halbierung der Masse (Zeitpunkt bis die Hälfte der im Schaum
befindlichen Flüssigkeit ausgelaufen ist) auf ca. 800 g. Da hier die gleiche Waage zur
Bestimmung genutzt wird (Messgenauigkeit 1 g), ist der mögliche Fehler wiederum sehr
klein.
Beim Befüllen der Schaumbehälter wurde auf ein möglichst gleichmäßiges impulsarmes
Einlassen des Schaumes geachtet, damit sich dieser beim Anprall nicht selbst zerstört. Ebenso
wurde darauf geachtet, dass sich keine Lufteinschlüsse bilden. Um weiterhin keine
unterschiedlichen Volumina zu erhalten, wurden die Schaumbehälter so gefüllt, dass ein
Schaumüberschuss bestand. Dieser wurde mit einer Lehre genau am oberen Rand
abgestrichen und weitere Schaumanhaftungen von der äußeren Behälterwand entfernt, sodass
jeweils vom gleichen Volumen ausgegangen werden konnte.
Zur Auswertung der Ausbreitungsfläche wurde ein dunkler Untergrund und eine gut
eingestellte Beleuchtung eingerichtet. Somit konnte eine genaue Abgrenzung zwischen
Schaum und Untergrund erreicht werden. Dies erleichterte einerseits die Einstellungen der
Kamera und andererseits die exakte Erstellung der Hüllkurve am Computer anhand der
Bildsequenzen.
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