Устройство управления орошением Советский патент 1987 года по МПК A01G25/16 

11

Изобретение относится к технике у управления орошением в сельском хозяйстве, может быть использовано в теплицах при выращивании овощей и цв тон и является усовершенствованием устройства .св. № 1064918.

Целью изобретения является повышение точности управления орошением путем контроля влажности и температу- ры почвы и как следствие - повышение урожайности тепличных культур,

На фиг. 1 приведена функциональ- ная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - схема расположения дат- чика влажности и температуры почвы; на фиг. 3 - релейная характеристика порогового элемента.

Устройство содержит датчик 1 влажности и температуры воздуха с использованием эффекта поверхностных акустических волн, поверхность которого разделена на основную зону А контроля влажности воздуха и дополнительную зону Б контроля температуры воздуха (фиг. 1) с влагостойким слоем покрытия, и датчик 2 влажности и температуры почвы с использованием эффекта поверхностных акустических волн, поверхность которого также разделена на две зоны контроля параметров поч- вы: основную А и дополнительную Б. Входные электроды зон А и Б датчика 2 и зоны А датчика 1 подключены к задающему генератору 3, выходные электроды зоны А датчика 1 соединены с генератором 4 вынужденных колебаний 4. Входные и выходные электроды зоны Б датчика 1 включены в обратную связь усилителя 5, выход которого подключен к одному из входов смесите- ля 6. Второй вход смесителя 6 связан с задающим генератором 3, а выход соединен с вторым входом выходного устройства 7,

Выходные электроды зон А и Б дат- чика 2 соединены соответственно с усилителями 8 и 9,выходы которых подключены к первому и второму входам компаратора 10, снабженного встроенным пороговым элементом с регулируе- мой уставкой уст, выходом соединен- .ного с первым входом электронного ключа 11, ВТОРОЙ вход которого соели- нен с выхолом генератора 4 вынужден ных колебаний, а выход подключен к третьему входу выходного устройства 7. Для устранения влияния влаги на зону Б датчика 2 она покрыта водостойким слоем 12, а зоны А и Б отде0

88

с

с

с 5 0

5 0 5

142

лены друг от друга звукопоглощающим слоем 13, Датчик 2 установлен в слое почвы 14 на глубине расположения корневой системы растений 15,

При отсутствии влаги на поверхности зоны А датчика 1 частоты задающего генератора 3 и генератора 4 вынужденных колебаний совпадают и выходное устройство 7 готово к включению системы орошения. Если при этом температура окружающей среды соответствует агротребованиям или выше, то частота выходного сигнала усилителя 5, соединенного с электродами зоны Б датчика 1 и образующего совместно с ним резонансный контур, равна частоте задающего генератора 3. На выходе смесителя 6 сигнал отсутствует и выходное устройство 7 включает подсистему зпзлажнения воздуха системы орошения. Одновременно сигнал с выхода генератора 4 вынужденных колебаний поступает на вход электронного ключа 11 и закрывает его.

Если при отсутствии влаги на поверхности зоны А датчика 1 температура окружающего воздуха, например, ниже номинальной, когда включение подсистемы увлажнения воздуха нецелесообразно, частота выходного сигнала усилителя 5 меняется и не совпадает с частотой задающего генератора 3, на выходе смесителя 6 появляется сигнал, запрещающий выходному устройству 7 включить подсистему увлажнения воздуха системы орошения.

При наличии влаги на поверхности зоны А датчика 1 меняется его сопротивление распространению поверхностных акустических волн. Сигнал с задающего генератора 3 не поступает на генератор вынужденных колебаний, где происходит срыв генерации, и вы ходное устройство 7 отключает подсистему увлажнения воздуха системы орошения. При этом одновременно снимается запрещающий сигнал с входа электронного ключа 11.

Таким образом, электронный ключ 11 открыт, когда влажность воздуха соответствует или выше заданной (оптимальной) ,

Одновременно с влажностью и температурой воздуха контролируются и влажность и температура почвы с помощью датчика 2, На. поверхность датчика 2, размещенного в слое почвы 14 на глубину расположения корневой сие31

темы 15 растений (фиг, 2), действуют температура почвы Т„, влажность почвы t/ и усилие F, обусловленное массой слоя почвы. На поверхностную акустическую волну, возбуждаемую на поверхности зон А и Б датчика 2 задающим генератором 2, одинаковое воздействие оказывают, температура почвы Тр и усилие F. Что касается влажност почвы 1/, то она оказывает непосредственное влияние на зону А, незащищенную влагостойким слоем, и одновременно, как и у датчика 1, влага не оказьшает влияние на зону Б, имеющую покрытие 12. Сигнал с выхода зоны А датчика 2, пропорциональный температуре „ , влажности ( и усилию F поступает на вход усилителя 8, а сигнал с выхода зоны Б датчика 2, np пропорциональный температуре Т и усилию F, поступает на вход усилителя 9, с выхода которых они подаются на компаратор 10.

В компараторе 10 происходит вычи- тание сигналов, благодаря чему вырабатывается сигнал, пропорциональный только влажности почвы, который на пороговом элементе, встроенном в компаратор 10, сравнивается с заданным допуском регулируемой уставки. Если влажность почвы ниже заданного допуска (фиг. 3), сигнал с выхода компаратора 10 поступает на вход электронного ключа 11, и если при этом

электронный ключ 11 открыт, выходное устройство 7 включает подсистему полива почвы системы орошения. Полив почвы продолжается до тех пор, пока влажность почвы не превысит заданный допуск. Если же при пониженной влажности почвы электронньш ключ 11 закрыт, т.е. происходит увлажнение воздуха, сигнал на включение подсистемы полива не проходит до тех пор, пока влажность воздуха не достиг;нет заданного значения.

Таким образом, введение в известное устройство датчика влажности и

Q

5 Q

р0

5

144

температуры почвы ПАВ с двумя зонами, разделенными звукопоглощающим слоем, одна из которых имеет влагостойкое покрытие, и размещение его в слое почвы по глубине расположения корневой системы растений позволяет дополнительно с высокой точ7 ностью контролировать влажность и температуру почвы и управлять подсистемами увлажнения воздуха и полива почвы системы орошения в зависимости от влажности и температуры воздуха и почвы и поддерживать их в заданных пределах. Это обеспечивает нормальные условия развития растений, повышает урожайность тепличных культур.

Формула изобретения

1.Устройство управления орошением по авт.св. № 1064918, отличающееся тем, что,с целью повьшения точности управления орошением путем контроля влажности

и температуры почвы, устройство дополнительно содержит датчик влажности и температуры почвы с использованием эффекта поверхностных акустических волн, при этом поверхность датчика разделена на две зоны, входы обеих зон соединены с выходом задающего генератора, а выход - с входаг ми соответствующих усилителей, выходы которых подключены к первому и второму входам компаратора, снабженного встроенным пороговым элементом ;С регулируемой уставкой, и выходом соединенного с первым входом электронного ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора вынужденных колебаний, а выход подключен к выходному устройству.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик влажности и температуры почвы установлен в по.чве на глубине располйже- ния корневой системы растений.

X

/

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в теплицах при выращивании овощей и цветов. Цель изобретения - повьше- ние точности управления орошением путем контроля влажности и температуры почвы. Устройство включает датчик 1 влажности и температуры воздуха и датчик 2 влажности и температуры почвы. Датчики выполнены с использованием эффекта поверхностных акустических волн. Поверхность датчиков 1 и Z разделена звукопоглощающим слоем на основную зону А контроля влажности воздуха и дополнительную зону Б контроля температуры воздуха. Управление системами увлажнения воздуха и полива почвы осуществляется в зависимости от соотношения сигналов датчиков 1и 2 выходным устройством 7. Датчик 2размещен в слое почвы на глубине расположения корневой системы растений. Усилители 8 и 9 усиливают сигналы, поступающие с выходных электродов зон А и Б датчика 2. Введение компаратора 10 исключает влияние температуры и массы слоя почвы над датчиков 2 на работу системы. Электронный ключ 11 всегда открыт, когда влажность воздуха равна или вьше заданной. Подсистема увлажнения воздуха вступает в действие, если влажность воздуха ниже оптимальной, а температура воздуха не ниже заданной. Подсистема полива почвы осуществляет орошение, если влажность почвы ниже заданной. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. С (Л с 00 со оо 00

(;i;:l;::ixii::::::;.. ;-/,- .: : u- - ./ :V:

/ / /7//7//////// / /W ///У7/

/3 г n

Фиг.г

ч.

Редактор А. Шандор

Составитель Л. Пантелеева

Техред И.Попович Корректор Н. Король

Заказ 4155/2Тираж 627Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР

по д«глам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.