\section{Výběr ventilu pro ovládání průtoku vody}
\label{kap:ventil}

Pro ovládání průtoku na stávající trati je použit ventil poháněný servopohonem Belimo~LR~24~A-SR, který je určen pro ovládání kulových kohoutů. Je napájen 24~V~DC (DC - stejnosměrný proud), ovládání průtoku napětím 2-10~V se zpětným hlášením polohy 2-10~V. Pro naší trať by bylo vhodné nalézt podobně ovládaný ventil, jelikož je toto ovládání již vyzkoušeno a~je tak i~připravena funkční část řídicího programu.~\cite{stare_servo}

Do výběru byly zahrnuty veškeré druhy ventilů, především kulové, škrtící a~jehlové. Hledán byl ventil s~co nejmenším maximálním průtokem, aby byl zajištěn dostatečný počet nastavitelných hodnot. Povinností bylo zachovat ovládání průtoku pohonem. Upřednostňováno bylo napájení nízkým napětím kvůli bezpečnosti a~ovládání napětím, případně proudovou smyčkou 4-20~mA.

Jako nejvhodnější ventil pro ovládání průtoků kapalin byl nalezen regulační kulový kohout Belimo~C215QP-B, který je znázorněn na obr.~\ref{obr:ventil}. Ventil je bezúdržbový a~dle technického listu je určen do uzavřených okruhů studené i~teplé vody pro spojitou regulaci. Je možné ho osazovat ve svislé až ležaté poloze, ale nesmí být osazen hřídelí směrem dolů. Důležité je také dodržet správný směr toku. Na ventil se dá jednoduše namontovat pohon pouhým nacvaknutím a~ovládat tak průtok elektronicky. Ventil má rovnoprocentní charakteristiku průtoku, kterou zajišťuje speciálně tvarovaná koule.~\cite{ventil}

\bigskip
\begin{figure}[!h]
  \begin{center}
    \includegraphics[scale=0.5]{obrazky/Belimo_kohout.png}
  \end{center}
  \caption[Kulový kohout Belimo~C215QP-B~\cite{ventil}]{Regulační kulový kohout Belimo~C215QP-B~\cite{ventil}}
  \label{obr:ventil}
\end{figure}

Na obr.~\ref{obr:servo} vidíme doporučovaný servopohon pro ovládání vybraného ventilu Belimo~CQ24A-SR. Na ventil se pouze nacvakne bez potřeby nářadí. V~případě potřeby ručního ovládání, například v~případě výpadku elektrického proudu, se dá pohon snadno vycvaknout a~ručně pootočit hřídelí ventilu. Napájecí napětí pohonu je 24~V~DC či AC (AC - střídavý proud). Splňuje tedy danou podmínku pro ochranu napájením nízkým napětím. Ovládání je pomocí spojitého signálu 2-10~V se zpětnou elektronickou kontrolou polohy v~\% či mechanickým ukazatelem. Krokování ventilu je po 2,5°. Pohon je chráněn proti přetížení a~automaticky se zastaví na koncových dorazech. Maximální otevření ventilu se dá nastavit dorazovým klipem, po jehož přesunutí je nutné spustit adaptaci spojitého pohonu.~\cite{servo}

\bigskip
\begin{figure}[!h]
  \begin{center}
    \includegraphics[scale=0.4]{obrazky/Belimo_servo.png}
  \end{center}
  \caption[Servopohon Belimo~CQ24A-SR~\cite{servo}]{Servopohon Belimo~CQ24A-SR~\cite{servo}}
  \label{obr:servo}
\end{figure}

Než bude zakoupen ventil a~servopohon pro ovládání průtoků kapaliny, bude namontován do nové měřicí tratě obyčejný kulový ventil ovládaný ručně pomocí páčky, jelikož je toto řešení mnohem levnější a prozatím postačí.

\section{Váha OMEGA LSC7000-100}
Při konstrukci trati se využije jako referenční senzor váha OMEGA~LSC7000-100. Jedná se o~dálkově ovládanou plošinovou váhu s nízkým dosahem. Je určena pro přesné vážení nebo počítání dílů. Jelikož je váha již zabudována v~laboratorním přípravku, bude jednoduché do ni přivést i~druhou měřicí cestu. Tato váha má měřicí rozsah do 45~kg, přičemž část z rozsahu zabírá samotná nádrž na vodu umístěná na váze. Linearitu uvádí výrobce 0,01~\%, hysterezi 0,02~\%. Po sestavení nové tratě bude ověřena přesnost této váhy.~\cite{vaha}

\newpage
\section{Nově zbudovaná trať}
Pro sestavení nové měřicí tratě byly využity jak nově zakoupené, tak již použité vodovodní šroubení, hadice a ventily. Trať byla sestavována podle předchozího plánu uvedeného v~kap.~\ref{kap:plan_uprav}. Schéma nové trati se nachází na obr.~\ref{obr:nova_trat}. 

Ze zásobní nádrže na vodu vytahuje čerpadlo Grundfos~UPS~25-40~180 připojenou hadicí vedenou vrchem přes okraj nádrže a~přichycenou kovovou objímkou, aby nemohla hadice z nádrže vyklouznout, vodu do spádové nádrže umístěné přibližně ve 2~m nad zemí. Toto čerpadlo bylo použito, jelikož bylo již dříve zakoupeno pro jinou aplikaci. Spádová nádrž musela být upravena pro montáž hadic menších průměrů než na které byla původně určena. Proto byl otvor do nádrže zboku pro přívod a~zespodu pro přepad utěsněn k~tomu určenými záslepkami. Do těchto záslepek byly vyvrtány otvory přesně na průměr hadic, které byly plánované do děr vložit. Hadice byly následně v~dírách utěsněny.

Ze spádové nádrže přebytečnou vodu odvádí přepadová hadice zpět do zásobní nádrže, kde je stejně jako hadice od čerpadla přichycena kovovou objímkou proti vyklouznutí. Hadice umístěná v~záslepce je utěsněna ke spojce vedoucí do spádové nádrže. Výška hladiny ve spádové nádrži se může upravit výměnou odpadní trubky, která je nasazena na zmíněnou spojku. Délka trubky umístěné ve spádové nádrži odpovídá výšce hladiny v~nádrži. Nádrž má výšku 60~cm a~přepadová spojka je v~nádrži vysoká 5~cm, proto je rozsah výšky hladiny 5-55~cm.

Kapalina určená pro měřicí trať odtéká hadicí vedoucí ze spodku nádrže do kalibrovaného senzoru, kterého zatím nahrazuje prázdná trubička. Senzor se bude dát jednoduše vyměnit a~namontovat, jelikož se pro upevnění používají pouze 2~matice, které je zapotřebí při utahování otočit vidlicovým klíčem o~1~otáčku. Ze senzoru voda odtéká do regulačního ventilu, který řídí průtok vody. V~tomto úseku je na hadici udělán horní oblouk z~již dříve zmíněných důvodů a~dále vede hadice nad sběrnou nádrž, do které voda při otevřeném regulačním ventilu natéká. 

Po ukončení měření se voda vypustí se sběrné nádrže ventilem do zásobní nádrže a trať je připravena na další měření. Pokud není sběrná nádrž plná a~v~zásobní nádrži zbývá dostatek vody pro nabírání čerpadlem do spádové nádrže, můžeme další měření provádět i~bez vypuštění sběrné nádrže. Je pouze důležité, aby během měření voda do nádrže pouze přitékala a~nebyla nutnost vodu odpustit. V~takovém případě by bylo nutné měření opakovat.

Odvzdušnění měřicí tratě se provádí plným otevřením regulačního ventilu a~výpusti ze sběrné nádrže. Čerpadlo se při průtocích do 30~kg/h provozuje na 2.~výkonovém stupni, při měření vyšších průtoku je pro udržování stálé výšky hladiny nutno čerpadlo přepnout na 3.~výkonový stupeň. Při sepnutí čerpadla na 1.~výkonovém stupni nezvládne vodu do spádové nádrže vytlačit.

K~čerpadlu a~na přepad ze zásobní nádrže byla použita hadice 1", aby byl zajištěn dostatečný odtok ze spádové nádrže a~nemohla tak přetéci. Na měřicí trať byly použity hadice 3/8" z důvodu velikosti trubičky kalibrovaného senzoru, která má v~průměru 10~mm, aby nebyl průtok zbytečně omezován a dosáhli jsme tak i~lepšího Reynoldsova čísla, jak je uvedeno v~kap.~\ref{kap:Reynold}.

\begin{figure}[!h]
    \begin{center}
        \includegraphics[scale=1]{obrazky/nova_trat.png}
    \end{center}
    \caption[Schéma nové měřicí trati~\cite{navod}]{Schéma nové měřicí trati~\cite{navod}} 
    \label{obr:nova_trat}
\end{figure}

Po sestavení trati byla vyzkoušena těsnost ve všech spojích spuštěním čerpadla a~plným otevřením regulačního ventilu, následně uzavřením ventilu a~přetékáním kapaliny přepadem ze spádové nádrže. Některé spoje bylo třeba přetěsnit. Poté již ale byla trať připravena na své první měření.