A víz mennyiségének mérése fontos társadalmi és gazdasági feladat. A mérés lehet az alapja a díjfizetésnek, a mennyiségi kvóták meghatározásának, a mérési eredmények alapján következtethetünk az öntözőtelep állapotára, vezérelhetjük, szabályozhatjuk a vízkijuttatást.

A vízhozam a folyóvizek és víztermelő kutak teljesítményének mérőszáma. Minden olyan esetben vízhozamról beszélünk, amikor időegység alatt a vizsgált keresztmetszetben bizonyos mennyiségű víz halad át.

Folyóvizeknél a vízhozam a vizsgált időegység alatt a vizsgált keresztszelvényben áthaladó vízmennyiséget jelenti.

A vízhozam jele: Q

Mértékegysége: m³/h, m³/s, l/min.

A vízhozamot az alábbi képlettel számolhatjuk

Q=v*A

ahol

„v” a sebesség [m/s]
„A” a nedvesített keresztszelvény [m²].

A víz szállítására szolgáló felszín kialakítása alapján a mérők lehetnek:

1. nyílt vízfolyások hozammérése

Köbözés,
Billenőedényes vízhozam-mérés,
Vízhozam-mérés mérőbukóval,
Kémiai vízhozammérés,
Vízhozam-mérés danaidával,
Vízhozam-mérés sebességmérő szárnnyal.

2. zárt csővezetékbe épített hozammérés

Mérőórával
Ultrahangot használó mérővel
Pitot-cső elven működő mérővel
Venturi-elven működő mérővel

Vízmennyiségmérés az öntözésben

A nyílt öntözőcsatornák esetében a mérőbukók használata általános.
„A bukók egy sajátos alkalmazási területe a vízhozam mérésre való felhasználás.

A szabad átbukás során ugyanis, amikor az alvízszint nem éri el a bukóél legalacsonyabb pontját, az átbukó víztest rövidebb-hosszabb úton a szabadesés törvényei szerint mozog. Ekkor az al- és felvíz energetikai szempontból elválik, az alvíz helyzete nem hat vissza az átbukás körülményeire. A vízhozamot befolyásoló valamennyi említett jellemző a felvízszintből meghatározható, a folyamatos vízhozam idősor előállításhoz elegendő a felvízszintet regisztrálni. Ez a tulajdonság vezetett a mérőbukók kialakulásához.

Az 5.7.1 ábrán bemutatott mérőbukó típusok elsősorban változó mérési tartomány szerint fejlődtek ki, gyakorlati alkalmazásuk rendszeres felügyeletet és karbantartást igényel.” (SZLÁVIK, L. - SZIEBERT, J. - ZELLEI, L.: 2002. Hidrológia-hidraulika)

5.7.1 ábra. Különböző kialakítású mérőbukó
(Grafika: SZLÁVIK, L. - SZIEBERT, J. - ZELLEI, L.: 2002. Hidrológia-hidraulika)

Csővezetékek esetén a mechanikus mérőóra használata a legáltalánosabb.

Az áramló vízbe valamilyen mechanikus jeladót építünk be, melynek mozgása összefüggésben van az átfolyó víz sebességével. Mivel a keresztmetszet adott, az átfolyt mennyiség jól meghatározható. A jelet forgó mozgás formájában adják meg, ezt régebben direktben vezették át a mechanikus kijelzőbe. A tömített átvezetés súrlódása, ennek változása jelentősen befolyásolja a mérési eredményt, ezért a belső jeladó és a külső kijelző egység között ma a kapcsolatot mágnessel oldják meg. A nem mágneses rozsdamentes ház két oldala között a mágneses tér létesít kapcsolatot. További előny, hogy az óra rongálódásakor, vagy kivétele esetén a víz nem ömlik ki a vezetékből.

Az összegző kijelzőn túl lehetséges napi kijelző beépítése is. Az összegző adat alapján fizethetjük a vízdíjat, míg a napi kijelzővel pontos mennyiséget adagolhatunk ki a növény részére.

Beépítésével pontos adatot kapunk a telep vízfelhasználásáról, kidolgozhatjuk és ellenőrizhetjük az öntözési rendet. Következtethetünk a rendszer hibáira. Csökkenő vízfogyasztás a kijuttató elemek eltömődésére, növekvő vízáram a hálózat sérülésére utalhat.

A vízmérő gyakorlati funkciója az átfolyt vízmennyiség kijelzése túl, a tervezett vízmennyiség áteresztése és a vízvezeték lezárása, impulzusjel adása oldatinjektor vezérlésére, vagy automata szűrő tisztítására.

Az automatizáció és a számítógépek használata, valamint a könnyebb leolvasás igénye szükségessé teszik az értékek elektronikus jellé alakítását, melyet különböző típusú jeladók végeznek el.

A Reed relé a közelében forgó mágnes mozgása alapján nyit-zár. A mágnest a vízmennyiség mérőóra szárnykerekeire, részmennyiség mutatóira lehet elhelyezni. A mérhető legkisebb mennyiség 1 liter.

A fotodióda alkalmazása nagyobb felbontást tesz lehetővé, 0,005 liter átfolyását már jelzi. A jeladót a vízmennyiség mérőóra szivárgásmutatójára helyezik el. A jelet különböző feldolgozó és megjelenítő elektronikával teszik felhasználhatóvá a leolvasáshoz, vagy rendszervezérléshez.

5.7.2 ábra. Mobilan telepített vízóra
(Fotó: Tóth Á.)

A mezőgazdasági felhasználásra a mechanikus órát egybeépítik egy hidraulikus szeleppel, így a vízmérő és a szelep funkció egyetlen egységben megtalálhatók. A hidraulikus szelepre mindazon funkciók telepíthetők, mint a vízmérő nélküli változatra. Lehetséges hidraulikus, elektromos vezérlés, nyomás csökkentés, nyomástartás.

5.7.3 ábra. Mérővel egybe épített szelep
(http://bermad.com/Data/Uploads/APP-IR-900-M0-Z.jpg)

Legegyszerűbb kialakítás a mérés-kézi folyadék vezérlés. Ebben az esetben kézi szeleppel nyitjuk az átfolyást, majd zárjuk. Az óra kialakításától függően leolvashatjuk az összegzett, vagy az aktuális öntözés vízfogyasztását.

A mérés- mechanikus vezérlés kialakításban a mérőn beállított mennyiség átfolyása után a szelep lezár. Ennek létezik láncolt megoldása, mikor több egységünk van telepítve egymástól max. 300 m távolságban. A szelepek között hidraulikus vezérlőcső (8 mm külső átmérő) létesít kapcsolatot. Az első szelep zárása nyitja a következőt és így tovább. Előny, hogy nagy területek öntözhetők ezzel az egyszerű módszerrel, nem szükséges elektromos áram. Hátrány, hogy a mérőket minden alkalommal kézzel kell beállítani.

5.7.4 ábra. Utólag beépíthető mérő
(http://arad.co.il/assets/Copy-of-Saddle.png)

5.7.5 ábra. Vegyszerálló mérők Reed jeladóval
(http://arad.co.il/assets/SF.jpg,  http://arad.co.il/assets/KD.jpg)

 

Egyéb módszerű mérők

Az ultrahangos mérőben nincs mozgó alkatrész, ezért kicsi az ellenállása, pontos, könnyen telepíthető. Működtetéséhez elektromos áram szükséges, a mai elemek lehetővé teszik a 10 éves működést két elemcsere között. Azonosításuk elektronikus azonosító alapján lehetséges. A mérési eredmény digitális formában is letölthető, így távfelügyelet, vagy az aknán kívüli leolvasás is könnyen megoldható.

Az ultrahangos mérőnek létezik hordozható változata, ekkor a szondát a cső külső palástjára kell helyezni. Jól használható ellenőrzésre, diagnosztikai célokra.

Nézze meg az ultrahangos mérő működését bemutató filmet.

A Venturi elven működő mérők nagy előnye, hogy nincs mozgó alkatrész, a pillanatnyi vízáram azonnal leolvasható. Hátránya a nyomásveszteség.

A vízszállító cső keresztmetszetét szűkítve a folyadék sebessége nő, a szűkület és kimenő csonk között nyomáskülönbség mérhető, mely bizonyos határok között utal az átfolyó mennyiségre. Kis sebességnél nem használható.

A Pitot cső egy, az áramlással szembe helyezett ívelt csőidom, melyben a belépő víz hatására torlónyomás keletkezik. A nyomás arányos a vízsebességgel, így az átmérő ismeretében a vízáram kiszámítható. Nagy előnye, hogy nincs mozgó alkatrész, a pillanatnyi vízáram azonnal leolvasható. Hátránya a nyomásveszteség.