Ultrahangos felszínmérő eszköz tervezése, gyártása és vezérlése nyíltfelszínű csatornához

Haraszti Péter BSc III. évf.

e-mail: hara_1118@hotmail.com

Konzulens: Bene József, doktorandusz, Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék

e-mail: bene@hds.bme.hu

A nyíltfelszínű áramlások [1] észrevétlenül is igen fontos részét képezik az életünknek. Ilyen jelenség figyelhető meg természetes vizeinkben, például a folyókban is. Elég, ha csupán Szabadság-hídról a Dunára tekintünk, és máris láthatjuk a pillérek és a vízen úszó hajók körül kialakuló hullámjelenségeket és örvényeket.

A természet mellett az iparban is számos területen előfordul nyílt felszínű áramlás. Legyen szó akár csak egy egyszerű esővíz-elvezető csatornáról, egy térfogatáram-mérő műtárgyról, vagy akár egy nagyváros szennyvízelvezető csatornahálózatáról.

Könnyen belátható, hogy minél alaposabban megismerjük az ilyen áramlásokat, annál könnyebben, és pontosabban tervezhetjük a felmerülő ipari alkalmazásokat. A jelenségek megismerését segíti a BME Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék laboratóriumában található nyílt felszínű csatorna. Ehhez a csatornához terveztem egy olyan mérőberendezést, amely képes a csatornában kialakuló vízfelszínt mérni. Dolgozatomban ennek a mérőeszköznek a tervezését, gyártását, működését és a vele végzett méréseket mutatom be.

A mérőkocsi a csatorna tetején található sínpáron, kerekeken gördülve mozog a csatorna hossza mentén. Az eszköz a rajta található mérőfejet képes a csatorna hossztengelyére merőlegesen is pozícionálni, így a teljes vízfelszínt le tudja letapogatni. A mérőberendezés alapja egy ultrahangos mérőfej, ami a vízfelszín fejtől való távolságát méri. A mérőberendezés képes a csatorna felett egy pontban állva mérni a vízszint időbeli lefutását. Emellett alkalmas hossz- és keresztirányú vízfelszín profilmérésre is. A mérőkocsi felépítését én terveztem meg a kereskedelemben kapható, és a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék műhelyében elkészített, szintén általam tervezett alkatrészek felhasználásával. A mérőeszközt irányító elektronikát tartalmazó nyomtatott áramköri panelt ugyancsak én terveztem, gyártottam és szereltem össze. A mért adatokat feldolgozó és a kocsi mozgását koordináló számítógépes programot LabVIEW-t használva írtam meg.

A kész eszközt próbaméréseknek vetettem alá, így tesztelve a funkcióit és a mérés pontosságát. A próbamérések eredményeit összevetettem MATLAB-ban végzett szimulációk eredményeivel, és értékeltem az általam tervezett mérőeszköz pontosságát.

Irodalom:

1. Hubert Chanson: (2010) The Hydraulics of Open Channel Flow: An Introduction. Elsevier

szerző

Haraszti Péter
gépészmérnöki
nappali alapszak

konzulens

Dr. Bene József
Szoftverfejlesztő mérnök, Knorr-Bremse Fékrendszerek Kft. (külső)

helyezés

I. helyezett