Устройство для контроля прироста растительной биомассы Советский патент 1987 года по МПК A01G7/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для проведения физиологических опытов, связанных с излучением особенностей роста сельскохозяйственных растений при воздействии неблагоприятных факторов среды.

Цель изобретения - повышение точности контроля прироста растительной биомассы.

На фиг. 1 изображена электрическая схема устройртва; на фиг. 2 - преобразователь размера растения в величину электрического сопротивления, продольный разрез; на фиг. 3 - то же, в величину электрической емкости, продольный разрез.

Устройство для контроля прироста растительной биомассы состоит из преобразователей 1 и 2 размера в электрическую емкость, пропорциональной толщине органа растения в начале (преобразователь 1) и конце (преобразователь 2) контролируемого участка, преобразователь 3 размера в электрическое сопротивление, пропорционального длине контролируемого участка, измерительных 4 и 5 и опорного 6 генераторов, усилительно-преобразовательного блока 7 и регистрирующей аппаратуры 8.

Усилительно-преобразовательный блок 7 содержит компараторы 9-11 напряжения, преобразователи 12-14 частота-напряжение и .усилитель 15 разности напряжений.

Частотно-задающие цепи измерительных генераторов 4 и 5 образованы соединением по схеме «Мост Вина переменных конденсаторов 16 и 17 для генератора 4 и 18 и 19 для генератора 5 преобразователей 1 и 2 размера в электрическую емкость и переменных резисторов 20 и 21 для генератора 4 и 22 и 23 для генератора 5 преобразователя 3 размера в электрическое сопротивление.

Преобразователь 3 размера в электрическое сопротивление (фиг. 2) представляет собой цилиндрический корпус 24, разделенный внутри посредством уплотнительных щайб 25 и втулок 26, установленных жестко на валу 27 преобразователя, на щесть одинаковых герметичных резервуаров 28- 33, причем в четырех из них (28-33) на поверхности шайб прикреплены металлические полукольца 34, а в двух остальных (30 и 31) - металлические кольца 35, оборудованные выводами, к которым крепятся провода. Пространство резервуаров 28-33 по уровню оси вала 27 заполнено ртутью 36. Вал 27 преобразователя 3 установлен в подшипники 37. Корпус 24 преобразователя 3 снабжен гибкой связью 38 для связи с растением. Натяжение гибкой связи 38 осуществляется противовесом 39.

Преобразователь 1 (2) размера в электрическую емкость (фиг. 1) содержит переменные конденсаторы 18 и 19 (или 16 и 17), пластины которых кинематически связаны с точками роста растений, и аналогичные по конструкции частотно-задающие

конденсаторы 40 и 41. Переменные конденсаторы образованы одинаковыми по размерам пластинами 42 (фиг. 3) в форме полуколец, прикрепленными к втулке 43, в свою

очередь жестко зафиксированной болтом 44 на штоке 45, который утолщенным концом касается точки роста растений, и металлическим кольцом 46, приклеенным к корпусу 47 с отверстием, в котором свободно перемещается шток 45, между утолщенным концом которого и корпусом установлена пружина 48. Частотно-задающие конденсаторы 40 и 41 аналогичны по конструкции переменным 18 и 19, но шток утолщенным концом, касающимся другой точки

- роста растений, жестко фиксируется в отверстии корпуса преобразователя (не показано) , а также отсутствует на нем пружина.

Устройство работает следующим образом. Пусть необходимо контролировать при0 рост массы стебля растения на участке А-В переменной длины вследствие роста растения. В этом случае в точке роста А, характеризующей удлинение стебля, устанавливается дополнительный преобразователь 2, позволяющий контролировать утолщение

стебля в этой точке, и на его корпусе 47 закрепляется гибкая связь 38. В начале контролируемого участка растения (точка В) устанавливается преобразователь 1, позволяющий контролировать утолщение стебля в этой точке.

При увеличений диаметра стебля происходит уменьшение емкостей конденсаторов 16 и 17 (для точки А) и 18 и 19 (для точки В), а при увеличении стебля происходит поворот корпуса 24 преобразователя 3,

вследствие чего происходит погружение полуколец 34 в ртуть, и сопротивление резисторов 20-23 уменьшается. При этом увеличивается частота выходных напряжений измерительных генераторов 4 и 5, причем ее приращение обратно пропорциональ0 но приращению произведения значений емкостей переменных конденсаторов 16 и 17 (для генератора 4) и 18 и 19 (для генератора 5) и сопротивлений переменных резисторов 20 и 21 (для генератора 4) и 22 и 23 (для генератора 5) и соответственно прямо пропорционально приращению произведения толщины стебля растения в точках роста на длину контролируемого участка.

Частота выходного напряжения опорного генератора 6 устанавливается в начале измерения равной частоте выходных напряжений генераторов 4 и 5.

Таким образом, на выходе усилителя 15 появляется напряжение, пропорциональное приращению площади продольного сечения

5 стебля и его биомассы, регистрируемое аппаратурой 8. Причем выходное напряжение усилителя 15

t/Bb,(d,./l + d2-/l),

0

5

где К. - коэффициент пропорциональности, конструктивнообеспечивается

/(0,5;

di и Й2 - приращение толщины стебля в точках роста А и В;

/I - приращение длины контролируемого участка растения между точками роста А и В,

не зависит от формы продольного сечения стебля растения, что позволяет повысить точность контроля прироста биомассы растений и использовать предлагаемое устройство в автоматическом режиме без переналадки при длительных опытах и при исследовании растений в период интенсивного роста.

Формула изобретения

Устройство для контроля прироста растительной биомассы, содержащее преобразователь размера в электрическую емкость, преобразователь размеров в электрическое сопротивление, опорный и измерительный генераторы, усилительно-преобразовательный

10

блок и регистрирующую аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля пр-ироста растительной биомассы, оно дополнительно снабжено измерительным генератором и преобразователем размера в электрическую емкость, кинематически связанным с преобразователем размера в электрическое сопротивление, причем преобразователь размера в электрическое сопротивление содержит два дополнительных переменных резистора, которые соединены по мостовой схеме с дополнительным преобразователем размера в электрическую емкость, а усилительно-преобразовательный блок дополнительно снабжен последовательно включенными компаратором напряжения и преобразователем частота-напряжение, при этом выход дополнительного преобразователя размера в электрическую емкость соединен с входом дополнительного измерительного генератора, выход 20 которого подключен к входу усилительно- преобразующего блока, соединенного с регистрирующей аппаратурой.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и служит для измерения прироста растений в условиях действия неблагоприятных факторов при длительном исследовании растении в период интенсивного роста. Цель изобретения - повышение точности контроля прироста растительной биомассы. Устройство состоит из преобразователей 1 и 2 размера в электрическую емкость, преобразователя 3 размера в электрическое сопротивление, измерительных генераторов 4 и 5, опорного генератора 6, усилительно-преобразовательного блока 7 и регистрирующей аппаратуры 8. Частотно-задающие цепи измерительных генераторов 4 и 5 образованы соединением по схеме «Мост Вина переменных конденсаторов 16, 17 и 18, 19 преобразователей 1 и 2 соответственно и переменных резисторов 20, 21 и 22, 23 преобразователя 3 соответственно для измерительных генераторов 4 и 5. 3 ил. (Л Од 8 СО СП N Фиг. 1

33

9аг.1

«J Its

«4

45

K J g 5 $OC 0 0 gggSdk фиг.З