УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ДОЖДЯ НА ПОЧВУ Российский патент 2015 года по МПК G01N17/00 

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для оценки опасности водной эрозии.

Известны устройства измерения динамического действия дождя на почву (Методы исследования водной эрозии почв. - Кишинев: 1976. - С.129-136) и (Гидротехника и мелиорация. - 1983. - №7. - С.21-23).

Устройства включают измерительную пластину, которая фиксирует динамическое давление капельного потока жидкости.

Недостаток известных устройств - низкая точность измерений. Плоская плотная поверхность измерительной пластины отличается от пористой поверхности почвы, что вносит погрешность в результаты измерений.

Наиболее близким по цели и совокупности существенных технических признаков к предлагаемому техническому решению является устройство для измерения динамического действия дождя на почву, включающее корпус, пористую измерительную пластину, поры которой заполнены водой, эластичный экран с датчиками, описанное в А.С. СССР 1362418, опубликованное 30.12.87 Бюл. №48.

Недостаток известного устройства - ограниченные функциональные возможности при измерении динамического действия на почву дождя с добавками поливинилацетата.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения динамического действия дождя на почву, включающее корпус, пористую измерительную пластину, поры которой заполнены водой, эластичный экран с датчиками, электрически связанными с прибором индикации, при этом поверхность эластичного экрана, примыкающая к пористой измерительной пластине, снабжена микроячейками, гидравлически связанными между собой и заполненными поливинилацетатом.

Устройство для измерения динамического действия дождя на почву поясняется чертежом, где на фиг. показан разрез устройства.

В корпусе 1 установлена пористая измерительная пластина 2, поры которой заполнены водой 3. Нижняя поверхность пористой пластины 2 снабжена эластичным экраном 4. Поверхность эластичного экрана 4, примыкающая к пористой измерительной пластине 2, снабжена микроячейками 5, заполненными поливинилацетатом 6. На нижней поверхности эластичного экрана 4 закреплены датчики 7, электрически связанные с прибором индикации 8.

Корпус является каркасом для соединения деталей устройства. Он ограничивает с боковых сторон замкнутую полость. Пористая пластина с порами, заполненными водой, моделирует пористое пространство поверхности почвы. При попадании капель в поры измерительной пластины в пористой влаге возникает гидродинамическое давление, которое деформирует эластичный экран. Деформацию экрана фиксируют датчики и отображает прибор индикации. Поверхность эластичного экрана, примыкающая к пористой измерительной пластине, снабжена микроячейками. Средний диаметр микроячеек составляет от 2 до 4 мм. При диаметре менее 2 мм повышается трудоемкость равномерного заполнения поливинилацетатом микроячеек. При диаметре микроячеек более 4 мм повышается вероятность выброса поливинилацетата на стенки корпуса. Глубину ячеек принимают не менее 3 мм. При меньшей глубине ячейки повышается вероятность выброса поливинилацетата на стенки корпуса. Ячейки просечками стенок гидравлически связаны между собой. Это обеспечивает равномерное распределение поливинилацетата по поверхности эластичного экрана. Микроячейки заполнены поливинилацетатом в гелеобразном состоянии. Поливинилацетат, постепенно растворяясь в воде, заполняющей поры измерительной пластины, создает раствор, соответствующий каплям дождя с добавками поливинилацетата.

Устройство работает следующим образом. Заполняют микроячейки 5 Поливинилацетатом 6. Поры пористой измерительной пластины 2 заполняют водой 3. Поливинилацетат 6 поступает в воду 3 и создает раствор, соответствующий каплям дождя с добавками Поливинилацетата. Его помещают в капельный поток дождя с добавками Поливинилацетата жидкости (на фиг. не показан). Пористая пластина 2 размещается перпендикулярно оси капельного потока жидкости. Капля дождя ударяет в пору. В поровой жидкости 3 формируется гидроударное давление, которое деформирует эластичный экран 4. Датчики 7 фиксируют величину деформации эластичного экрана 4 и передают информацию на прибор индикации 8.

Величина деформации пропорциональна величине динамического действия капельного потока на почву. Устройство измерения тарируют по интенсивности твердого стока со стоковых площадок для капельных потоков жидкости с различной интенсивностью и крупностью капель.

Пористую пластину выполняют из водопрочного материала: полимеров, композитов, цементного камня. Толщину пористой измерительной пластины принимают от 3 до 8 мм. Площадь пористой пластины принимают не менее 10 см. кв. При меньшем размере пластины увеличивается продолжительность измерений. В качестве эластичного экрана применяют белую резину толщиной не менее 300 микрон, на поверхности которой отформованы микроячейки. Стенки микроячеек снабжены просечками, которые обеспечивают гидравлическую связь между ними. Продолжительность измерений принимается от 6 до 10 мин. Сокращение периода измерений менее 6 мин снижает точность измерений из-за недостаточного числа капель, попадающих на пластину. Увеличение продолжительности измерений более 10 мин увеличивает затраты труда, без повышения точности измерений. Корпус устройства выполняют из твердого полимерного материала, например поликарбоната.

В качестве датчиков используют тензорезисторы, прибора индикации - тензостанцию.

По сравнению с аналогом предложенное устройство обеспечивает измерение динамического действия на почву дождя с добавками поливинилацетата за счет наличия микроячеек, заполненных поливинилацетатом.

Устройство относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для измерения динамического действия дождя на почву. В корпусе установлена пористая измерительная пластина, поры которой заполнены водой, эластичный экран с датчиками, электрически связанными с прибором индикации. При этом поверхность эластичного экрана, примыкающая к пористой измерительной пластине, снабжена микроячейками, гидравлически связанными между собой и заполненными поливинилацетатом. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил.

Устройство для измерения динамического действия дождя на почву, включающее корпус, пористую измерительную пластину, поры которой заполнены водой, эластичный экран с датчиками, электрически связанными с прибором индикации, отличающееся тем, что поверхность эластичного экрана, примыкающая к пористой измерительной пластине, снабжена микроячейками, гидравлически связанными между собой и заполненными поливинилацетатом.