Technikatörténeti szemle 13. (1982)
TANULMÁNYOK - Fejér László: Fejezetek a folyami vízsebességmérés történetéből
mérési eredményeket. Ezért nem fecsérelte idejét arra, hogy a számtalan víznyomásmérő mellé még egy újabbat szerkesszen. (9) Felismerte, hogy az akkoriban használatos szélsebességmérő tartalmazza a vízáramlás mérésére egyedül alkalmas elvet. Műszerének működése a következő: a víz mozgásának irányával szemben elhelyezkedő tengely végére két küllőn lapátokat erősít, melyek a vízsebesség irányával 45°-os vagy annál nagyobb szöget zárnak be. A tengely közepén levő végtelen csavar mérés közben a fordulatszámláló fogaskerékhez kapcsolódik, amit Woltman a fogaskerékkel összeköttetésben álló zsineg meghúzásával ér el. A zsinórt elengedve a rugó a fogaskereket visszanyomja a kiinduló helyzetébe. A fordulatszámláló tehát csak a mérés ideje alatt működik, s a változatlanul továbbforgó lapát újabb fordulatait már nem számlálja. A fogaskerék folyamatosan legfeljebb 100 fordulatot volt képes mérni. Mivel a víz egyenetlen sebessége miatt általában hosszabb ideig tartott a függély egy pontjának mérése (50—100 másodpercig) a meglévő fogaskerék mellé egy áttételt szereltek. Az új fogaskerék a közvetlenül meghajtott kerék tengelyén levő kis fogaskerékbe kapaszkodott. A kis kerék fogainak száma eléggé változó volt, mindenesetre ez a megoldás növelte az egyszeri mérés pontosságát, hiszen a hosszabb idő alatti több szárnyfordulat biztosabb adatot szolgáltatott a sebesség meghatározásához.* A szerkezetet kb. 30—40 mm átmérőjű rúdon bocsátották a vízbe, s hogy a rúd vége a meder fenekén levő iszapban ne süllyedhessen el, háromlábú sarut erősítettek rá. Woltman korábban a cuxhaveni vízépítési felügyelőségen dolgozott, s az Elba-szabályozási munkáiban vett részt. 1784-ben a hamburgi szenátus vízépítési igazgatónak nevezte ki. Cuxhaveni működése alatt dolgozta ki műszerének elvi szerkezetét, majd 1790-ben egy Steinmetz nevű cuxhaveni műszerésszel elkészíttette vízsebességmérőjének prototípusát. (10) Fentemlített könyvében megpróbálta a műszer működését elméletileg leírni, elsősorban a ferde szárnybeállítást kiszámítani. Kísérletei közben tapasztalta, hogy a műszer — legalábbis kis szögeknél — a sebesség vektorának a műszertengellyel párhuzamos összetevőjét megfelelő közelítéssel méri. Különösen értékes számtalan gyakorlati mérése, amelyeket — mint cuxhaveni folyammérnök és későbbi hamburgi vízépítési igazgató — műszerével végzett, s amelyek során a Brünings-féle kísérletekkel megegyezően egy — a valóságnak többékevésbé megfelelő — törvényszerűséget tudott kimutatni a sebesség csökkenése és a mélység növekedése között. Woltman könyvének elméleti megállapításai a műszer működését tisztázták ugyan, de nem adtak számszerű, gyakorlatilag hasznosítható összefüggést a műszer fordulatszáma és a vízsebesség között. Sőt, a műszert hitelesíteni is kellett. Hitelesítési módszere érzékelteti a különbséget, mely a mai forgószárnyas vízsebességmérő műszerek és Woltman műszere között van. A hitelesítés a következő módon zajlott le: Woltman a szárnyat pontosan lemért csatornahosszon, teljesen nyugvó vízben vezette úgy, hogy a csatorna mellett egyenletes léptekkel haladva a szárnyat a vízben tartotta, s figyelte a fordulatok számát. Amennyiben ez eltért az általa előzetesen számított értéktől, megváltoztatta a szárnynak az áramlás irányával bezárt szögét, egészen addig, míg a számított és a mért * Giuseppe Venturoli (1784—1846) a bolognai egyetem professzora, a Tevére folyón 1818-ban végrehajtott igen jelentős sebességméréseinél már a fentiek szerint módosított Woltman szárnyat használta.
