Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)
3. szám - Szolnoky Csaba–Mészáros Gábor: Talajok nedvességtartalmának folyamatos mérése laboratóriumi viszonyok között
S'138 Hidrológiai Közlöny 1968. 2. sz. HIDRAULIKA Talajok nedvességtartalmának folyamatos mérése laboratóriumi viszonyok között SZOL NOKY CSABA* — MÉ3ZÁEOS GÁBOE* A hidraulikai laboratóriumi szivárgási kismintakísérleteknél gyakran felmerül a vizsgált talajtól 1 különböző pontjaiban a nedvességtartalom folyamatos megállapításának igénye. A különben általánosan alkalmazott mintavételes ós szárítószekrényes mérési módszer egyrészt lassú, másrészt a kísérleti tér zavarását jelentené. Hasonlóképpen zavarják a vizsgálandó áramlást azok a mérési eljárások, amelyek nagyméretű vagy bonyolult érzékelők beépítését teszik szükségessé. Olyan méréstechnikai módszer alkalmazása szükséges tehát, amelynek segítségével a vizsgált talajtérben sok, egymáshoz közeleső pontjában elhelyezett, kisméretű, egyszerű kialakítású érzékelőelemmel tudjuk mérrii a nedvességtartalmat. Kívánatos ezenkívül, hogy a mért nedvességtartalom-értékek a kísérleti téren kívül elhelyezett közvetlen mutatós műszeren legyenek leolvashatók. A fenti cél elérése érdekében több mérési módszer (ellenállás-, induktivitás-, kapacitásmérés) vizsgálata után az ellenállásmérés már ismert módszerét használtuk fél, illetőleg alkalmaztuk a hidraulikai laboratórium sajátos körülményeinek megfelelően. Ez a módszer ugyanis megfelelő kialakításban, egyenletesen döngölt kísérleti homoktalajban kielégítő eredményt ad. Az 1. ábrán bemutatott elvi elrendezésű berendezés maximális pontosságának elérése érdekében kísérletsorozatot végeztünk. A kísérletek egyik része a mérőáram frekvenciájának és a talaj, illetőleg a víz vezetőképességének összefüggésével foglalkozott. Megállapítottuk, hogy 400 Hz alatti frekvenciájú mérőáram alkalmazásakor az elektródákon eletrolízis és a hálózati 50 Hz felharmonikusainak közelében interferencia léphet fel, így a mérések megbízhatalanok. Kb. 2 kHz feletti frekvenciánál pedig a járulékos kapacitív áramok növekedése okoz bizonytalanságot. Legmegbízhatóbb a kapcsolat tehát az általunk is alkalmazott 1000 Hz-es generátorfrekvencia környezetében található, ahol a generátor frekvenciastabilitásával szemben támasztott követelmények is minimálisak (±30%), emellett a hálózati zavarás is könnyen távoltartható. A legkedvezőbb frekvenciaérték megkeresése után — a mérések egyszerűbbé tétele érdekében — a generátortól a leolvasás céljait szolgáló csővoltmérőből és egy sorozatleolvasó berendezésből egyesített műszert készítettünk. A kísérletsorozat második része a különböző érzékelő elemek vizsgálatára, és a legmegfelelőbb érzékelő megszerkesztésére irányult. Ennél a munkánál több, részben ellentétes szempontot kellett figyelembe vennünk: a) Az érzékelő ne befolyásolja a vízmozgást, ne legyen túlzottan nagyméretű és ne alakulhassa* Budapesti Műszaki Egyetem Vízgazdálkodási Tanszéke, Budapest. 1. ábra. Talajok ellenállásmérésének elvi vázlata a: generátor (C/^=5V), b: mérőműszer a beállításhoz, c: változtatható, ellenállások, d: mérőműszer, e: a talajba épített elektródák Puc. 1 npuHifunuaAbHan cxeMa u3Mepenun conpomuejieHUH note a) zenepamop (H g = 5e), b) u3MepumenbHbiünpuőop ÖAH ycmanoeKU, c) u3MeimeMbie conpomueAenua, d) U3MepumeAbHbtü npuöop, e) ycmameAetmbte, e noiey, sAetcmpodbt Abb. 1. Prinzipschema der Bodenwiderstandsmessungen a) Generátor (Ug = 5V), b) Messinstrument zur Einstellung, e) Veránderbare Widerstánde, d) Messinstrument, e) in den Boden eingebaute Elektroden 2. ábra. Tárcsás érzékelő Puc. 2 JfucKoebiü tyecmeumeAb Abb. 2. Fühlerscheibe nak ki hézagok a talajban az érzékelő és annak vezetékei mentén. b) Az elektródák közötti ellenállás csak meghatározott környezetben megváltozott nedvességtartalom hatására változzon meg (az áramvonalak túlzottan ne szóródjanak). c) Az érzékelő ne akadályozza a kísérleti talaj homogén beépítését, ne alakulhassanak ki miatta eltérő tömörségű gócok, beépítése lehetőleg egyszerű, helyzete pedig könnyen ellenőrizhető legyen. Az előbbivel ellentétesen a túlzottan kis talajtérfogatban való mérés is kerülendő, a vizsgálandó talajok heterogén szerkezete miatt. A fenti szempontok figyelembevételével a következő érzékelő-típusokat készítettük el és vizsgáltuk meg.
