Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)

5. szám - Tanulmányok, ismertetések - Sokoray-Varga Béla–Józsa János: Akusztikus Doppler-elvű terepi turbulencia-mérések módszertana és adatelemzése

SOKORAY-VARGA B. - JÓZSA J.: Akusztikus Doppler-elvü terepi turbulenciamérések 29 2.2. A Vector bemutatása és a mérések menete A Vector a Nortek AS cég (Norvégia) ADV-műszere, melyet finom idő és térfelbontású (1 -2 cm

1-es térrész) terepi 3-dimenziós sebességmérésre terveztek. A mérőfejen csupán a jelátalakítók (jelkibocsátó és a jelvevő) találhatók, amelyet karcsú és áramvonalas, ugyanakkor ellenálló vázba építettek, hogy minél kevésbé zavarják az áramlást, de minél összetettebb viszonyok között is alkalmazható legyen. Minden más részegység (tápegység, iránytű, dőlésérzékelő, hőmérő, nyomásmérő, vezérlő és jelfeldolgozó, belső adathordozó) a müszerhengerbe van egybe építve. A mérőfej és a műszerhenger között egy 1,5 m-es rugalmas, vízhatlan kábel biztosítja az elektronikus kapcsolatot (2. ábra). Mérések alatt csupán a műszerfejnek kell a vízben lennie, ezért karcsú kialakításának legfőbb szempontja az volt, hogy a sebesség-mintavételi térfogat környezetének áramlási viszonyait igen kis mértékben zavarja csak a műszer. A Vector-t mind számítógéphez kötött (on-line), mind telepített, önálló működési módban használható. Előbbinél a műszerhez célszerűen hordozható számítógép (Notebook) csatlakozik, amelyre telepítve vannak a műszer kezelőszoftverei. A műszer a Notebook-ról vezérelhető, és a műszer által mért adatok valós időben (real-time) megjeleníthetők, továbbá a számítógépen tárolhatók. A készüléket szinte kizárólag rögzített helyzetben alkalmazzák, amikor is a mintázott kis térrész sebesség-viszonyait finom időfelbontással meghatározott ideig mérik. Ehhez olyan könnyen áthelyezhető és magasságilag is állítható állványzat szükséges, amelyre mind a müszerhenger, mind a müszerfej rögzíthető. 2.3. A Vector működésének leírása A Vector jelkibocsátója ill. a jelvevői egy-egy meghatározott irányú, vékony hangnyaláb kezelésére képesek. A jelkibocsátó egy a kibocsátásnál mintegy 4 mm átmérőjű, ismert frekvenciájú (az adott esetben 6 MHz-es) hangnyalábot generál. A vízben haladva a kibocsátott jel folyamatosan, minden irányba szóródik és visszaverődik az útjába kerülő, vízzel együtt mozgó részecskékről (3. ábra). 3. ábra: Egy akusztikus Doppler sebességmérő alapvető működési elve Jelkibocsátó Jelvevő Jelvevő Rögzített távolság a mintavételi térfogatig Mintavételi térfogat, amelyben az uralkodó térbeli sebességvektor mérése történik (14 mm átmérőjű, 5-20 mm között választható hosszúságú hengeres térrész) 157 mm 4. ábra: Az ADV hangnyaláb-geometriája Mivel a jelvevő csak egy meghatározott tengely irányá- gat sebességviszonyait reprezentálják. Az ilyen műszerekből veszi a visszaverődött jelnyalábot, ezért a vett jelek a nél a mintavételi tartomány helyét és nagyságát ezért az aljelkibocsátási és jelvételi nyaláb metszékeként kijelölt térfo- kalmazott hangnyaláb-geometria határozza meg (4. ábra). Hangimpulzus kibocsátása Hangimpulzus szóródása a vízzel együtt mozgó részecskékről A mozgó részecskékről visszaverődött, megváltozott frekvenciájú jel érzékelése