Hidrológiai Közlöny 1963 (43. évfolyam)

5. szám - Fazekas Károly: Adhéziós vízszintmérés

Fazekas K.: Adhéziós vízszintmérés Hidrológiai Közlöny 1963. 5. sz. 423 Ez a letörlés azonban nem történhet akárhogy, mert ezzel idézhetjük elő mérésünkben a iegerősebb hibaforrást : az elektrosztatikai hatást. Elektrosztatikus hatás Köztudomású, hogy a szigetelő anyagok elektromos töltése dörzsölésre megoszlik. Az így keletkező vonzás vagy taszítás következménye, hogy közeledésükkor a vízfelület deformálódik, apró porszemeket magukhoz vonzanak és részben kötve is tartanak. Ez a mi esetünkben meghamisítja a mérést. Pl^xi és üveg ellentétes hatást gyakorolnak. Tisztán szigetelő anyagból álló elemekkel végzett kísérleteknél a plexi hatása lényegesen erősebb volt, a vizet erős megdörzsölés után több mint 1 mm magasságból is magához vonzotta. Az üveg taszítása lényegesen gyengébb, kísérletünknél csak néhány század mm volt. Közömbös volt az is, hogy a víz a készülék törzsével elektromos összeköttetésben volt-e vagy sem. Erős elektromos töltésnél a plexire felszökő víz is kevesebb volt, úgy, hogy az érintkező felületet csak részben borította és ezért már nem volt oly szembetűnő, mint teljes tapadásnál. Ha a vízzel érintkezés révén a közömbösült elemről a reátapadó vízcseppet dörzsölés nélkül csak leitatjuk, vagy nyirkos (esetleg denaturált szeszes) szarvasbőrrel töröljük le, az elektrosztatikai jelenségek már elmaradnak. Célszerű azonban az érintő elem csúcsát fémből készíteni és azt a műszertörzzsel elektromosan kapcsolni. Ha az egész műszer fémből készült, a földelést a műszer érintése, kezelése már akkor is biztosítja, ha netán szigetelőanyagon állna. A fémcsúcs (fémtengely) azonban még nem biztosit teljes közömbösséget, mert erősebb törlés, dörzsölés után a csúcsot körülvevő átlátszó korong töltése is érvényesül, habár csökkent mértékben. A felgyűlt elektronokat itt is célszerű a felület nyirkos megtörlésével elvezetni. A vízcseppet tehát nem szabad száraz anyaggal, dörzsölve eltávolítani. Ha az elektrosztatikus jelenségek elkerülésére vagy kiküszöbölésére nem fektetünk súlyt, néhány század milliméteres hibára kell számítanunk. Jórészt az elektrosztatikus hatásból származnak a mérési sorozatok szórásai, az egyébként indokolatlan kiugrások. Az elektromosság hatásának szemléltetésére még egy, e célból végzett sorozatmérés nyers eredményeit közli a 2. ábra és a 3. táblázat. A mérést teljesen plexiből készült, lapos gúlacsúcsban végződő kockaalakú fényesre csiszolt elemmel végeztük. A cseppet mindenkor itatóssal itattuk fel, majd az 1—5. sz. méréseknél nyirkos szarvasbőrrel óvatosan megtöröltük a csúcsot, az 5—8. sz. méréseknél száraz szarvasbőr csíkot húztunk kétszer végig a csúcson, a 9—11. sz. sorozatnál pedig a száraz szarvasbőr csíkot tízszer húztuk át a csúcson. A 12—16. sz.-nál ismét az első 5 számhoz hasonló „szabályos" kezelést végeztünk. Az 1—5. és 12—16. sz. mérések 0,01 mm-en belüli eltérésekkel egyenletesen csökkenő vízszintet mutatnak, a 6—11. sz. mérések pedig 1,1 mm-t meghaladó szeszélyes ugrásokat. Az elektrosztatikus hatás tehát nyilvánvaló. 3. táblázat Az érintő elemre tapadó vízcsepp eltávolításával keltett elektrosztatikus hatás kimutatása A mérés soridőpont a eredménye (mm) A vizcseppeltavolítás módja száma óra perc mp eredménye (mm) A vizcseppeltavolítás módja 1 2 3 4 5 17 17 18 20 22 24 15 50 40 30 15 0,692 0,692 0,684 0,684 0,680 Itatós papírral, majd nyirkos szarvasbőrrel óvatosan törölve 6 7 8 26 28 29 10 00 50 1,340 0,940 1,520 Itatós papírral, majd száraz szarvasbőrrel kétszer megtörölve 9 10 11 32 33 35 25 45 35 1,594 1,790 1,443 Itatós papírral, majd száraz szarvasbőrrel erősen dörzsölve 12 13 14 15 16 37 39 41 43 45 55 30 15 40 20 0,669 0,658 0,654 0,657 0,645 Itatóspapírral, majd nyirkos szarvasbőrrel óvatosan törölve Űj alkalmazási terület Az aránylag egyszerű eszközt kívánó adhéziós vízszint mérésnek érdekes alkalmazási területe lehetne pl. a talajvízkutak még nem egészen tisztázott vízszint ingadozásainak szabatos megfigyelése. Ebben az esetben 50—60 mm átmérőjű homályosított kúpos tárcsát kellene használni, az adhéziós jelenséget nem zavaró különálló lengéscsillapító keresztuszonnyal. Eokusz-zseblámpával több méter mély kútban is világosan látható az érintkezés pillanata. A műszer hasonló lehetne a párolgásmérő műszerhez, tárcsafüggesztő huzallal vagy pálcával. Sajnos, komplikáltabb berendezés mellőzésével itt is minden érintkezés után a tárcsát ki kellene emelni, hogy megtörölhessük. Műszerszerkesztési kérdés volna csupán, hogy milyen pontosságot érünk el. összefoglalás A folyadékok és szilárd testek közt mutatkozó adhézió felhasználásával egyszerű szerkezetű és igen pontos mechanikus vízszintmérő műszereket (vízállás-mikrométereket) lehet készíteni. Lényegük egy lefelé konvex átlátszó műanyag korong vagy hasonló elem, mely a vízszint érintését egy század mm-en belüli érzékenységgel jelzi. A Szerző ismerteti ezek fizikai és szerkesztési elveit és megvilágítja a használatban levő ilyen műszerek esetében időnként előforduló hibás mérések okait, melyek közül a legjelentősebb a dörzselektromosság. Ismerteti a használatba bevezetett műszertípust, irányelveket és méreteket ad az érintő elemek helyes szerkesztésére és a műszer kezelésére.