Устройство для автоматического управления поливом Советский патент 1983 года по МПК A01D27/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к орошаемому земледелию, и может быть использовано в системах автоматического управления поливом. Известны устройства автоматического уп равления поливом, содержащие регулирующую аппаратуру с усилителем и датчик влаж мости почвы, выполненный в виде двух спаренных транзисторов, включенных по току дифференциально на вход усилителя, причем один из транзисторов покрыт гигроскопичесКИМ шнуром,имеющим свободный конец для взаимодействия с почвой на уровне нижней; точки корневой системы растений, а другой; транзистор выполняет функцию сухого термометра, фиксируя температуру гшчтеГТй уровне, в котором он установлен, а.влагбсодержание почвы определяется по разности сопротивлений переходов спаренных 1рэнзисторов, которые зависят от температурь транзисторов . Недостатком устройства является влияние колебаний температуры почвы и влажности воздуха на работу датчиков. Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического управления поливом, содержащее регулирующую аппаратуру с усилительно-преобразовательным блоком и датчиком влажности почвы, подключенным на вход усилительно-преобразовательного блока и выполненным в виjie двух спаренных и дополнительного транзисторов, причем один из спаренных и дополнительный транзисторы покрыты гигроскопическим щнуром, опущенным свободным концом в почву до уровня нижней точки корневой системы растений 2. Недостатком известного устройства яв,ляется влияние колебаний влажности на работу датчиков, и следовательно, недостаточная влажность регулирования влажности почвы. Цель изобретения - повышение точности регулирования влажности почвы путем введения поправки на влажность воздуха. Цель достигается тем, что у ;ройство снабжено последовательно включенными блоком измерения относительной влажности воздуха, блоком предварительной настройки характеристики устройства и суммирующим усилителем, причем выход усилительно-преобфазовательного блока подключен к второму входу суммирующего усилителя, а выход последнего - к регулирующей аппаратуре. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фнг. 2 - зависимости выходного сигнала усилительно-преобразовательного блока измерения влажности почвы от относительной влажности воздуха. Устройство для автоматического управления поливом (фиг. 1) содержит датчик 1 влагосодержания почвы, усилительно-преобразовательный блок 2 измерения влажности почвы, блок 3 измерения относительНОЙ влажности воздуха с датчиком 4 влажности, блок 5 предварительной настройки рабочей характеристики устройства и суммирующий усилитель 6. Регулирующая аппаратура на фиг. 1 не показана. Устройство работает следующим образом. Датчик 1 влагосодержания почвы устанавливается таким образом, чтобы гигроскопический щнур свободным концом достигал нижней точки корневой системы растений. Датчик 4 влажности воздуха располагается вблизи места установки датчика влагосодержания почвы на высоте 25-40 см. На выходе усилительно-преобразовательного блока 2 напряжение соответствует определенному значению влажности почвы при постоянном значении относительной влажности воздуха. С ростом относительной влажности воздуха при постоянном влагосодержании почвы выходное напряжение уснлительно-преобразовательного блока снижается (фиг. 2) и при влажности W 100% воздуха напряжение равно нулю. Причем, в диапазоне относительных влажностей воздуха 40-100% имеет место линейная завнсимость выходного напряжения усилительнопреобразовательного блока, от влажности воздуха. С помощью блока 3 измерения и датчика 4 влажности воздуха контролируется изменение влажности воздуха вблизи места установки датчика влагосодержания почвы. Выходное напряжение блока 3 измерения линейно зависит от относительной влажности воздуха. В условиях управляемого изменения влажности воздуха осуществляется предварительная настройка рабочей характеристики устройства на соответствующий диапазон контроля влажности почвы, например 60-70% от полной влагоемкости, следующим образом. При относительной влажности воздуха, соответствующей нижней границе зоны коррекции, например при W 50%, измеряют выходное напряжение (V , фиг. 2) усилительно-преобразовательного блока и определяют истинное значение влажностипочвы. Резистором R3 блок 5 устанавлнвается нижняя граница зоны коррекции по относительной влажности воздуха таким об- разом, чтобы выходное напряженке операционного усилителя ДА 1 блока 5 было равно нулю. Кроме того, резистором R 4 задается масштаб изменения выходного напряжения (V, фиг. 2) первого усилительного каскада блока предварительной настройки рабочей характеристики устройства в зависимости от относительной влажности воздуха. Далее, при неизменной влажности почвы необходимо изменить относительную влажность воздуха, например установить W 70%.

Как видно из графика (фиг. 2) истин-ное значение влажности почвы (V ) равно сумме показаний усилительно-преобразовательного блока 2 (напряжение Vi ) и поправки, соответс- вующей значению напряжения V(, - , которая определяется по выходному напряжению (Vj ), фиг. 2) первого усилительного каскада блока предварительной настройки рабочей характеристики устройства через угол наклона характеристики усилительно-преобразовательного блока измерения влажности почвы, к оси относительной влажности воздуха.

Выходное напряжение первого усилитель ного каскада блока 3 предварительной настройки делится с помощью делителя на п, где п - целое число больше Ш.

Выходное напряжение (V,) второго усилительного каскада блока предварительной настройки зависит от соотношения резисторов R7 и R8 блока 5, а выходное напряжение устройства равно сумме напряжений на входах суммирующего усилителя.

Настройка устройства заканчивается установлением такого значения сопротивления резистора R8, чтобы выходное напряжение устройства было равно выходному напряжению усилительно-преобразовательного бло« ка измерения влажности почвы, соответст-вующему измеренному при нижней границе зоны коррекции по относительной влажности воздуха.i

Отношение- определяет в этом случае тангенс угла наклона прямой « относительной влажности воздуха, а выходное напряжение устройства однозначно зависит от влагосодержания почвы при колебании относительной влажности воздуха, что позволяет исключить влияние колебания относительной влажности воздуха на работу датчика. .. , Масштаб выходного напряжения V первого усилительного каскада блока предварительной настройки выбирается по отношению напряжения Vj таким образом, чтобы ошибка определения поправки за неравенства углов наклона при разном влагосодержании почвы была минимальной в измеряемом -диапазоне влажностей почвы. Использование изобретения в орошаемом земледелии позволит повысить точность функционирования систем автоматического управления поливом растений в зависимости от влагосодержания почвы, что даст возможность повысить урожайность выращиваемых культур и снизить расход воды на полив.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИВОМ, содержащее регулирующую аппаратуру с усилительно-преобразовательным блоком и датчиком влажности почвы, подключенным-на вход усилительно-преобразовательного блрЛа и выполненным в виде двух спареийых и дополнительного транзисторов, причем один из спаренных и дополнительный транзисторы покрыты гигроскопическим щнуром, имеющим свободный конец для анмодействия с почвой на уровне нижней точки корневой системы растений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования влажности почвы, путем введения поправки на .влажность воздуха, устройство снабжено последовательно включенными блоком измерения относительной влажности воздуха, блоком предварительной настройки характеристики устройства и суммирующим усилителем, причем выход усилительно-преобразовательного блока подключен к второму входу суммирующего усилителя, a выход g последнего - к регулирующей аппаратуре. W О) 1

v,%