Дистанционный почвенный испаритель Советский патент 1987 года по МПК G05D9/00 

Изобретение относится к экспериментальной гидрологии и может быть использовано для дистанционных измерений суммарного испарения с поверхности почвы и просачивания влаги через почвенно-грунтовую толщу при глубоком (более 2м) залегании грунтовых вод

Цель изобретения - повьпление точности измерения суммарного испаре - ния с почвы и просачивания влаги„

На фиг, I показаны дистанционный почвенный испарительf вертикальный разрезу на фиг 2 - функциональная схема производства измерений.

Дистанционный почвеннь й испаритель содержит гнездо 1, состоящее из трех жестко связанных перемычками секцийJ сообщающихся в нижней час ти посредством герметичных соединительных муфт. В крайних секциях на весоизмерительных датчиках 2, уравновешенных противовесами 3; подвешены почвенные цилиндры 4 с монолитами 5, К основаниям цилиндров 4 герметично крепятся поддоны 6 с обратными фильтрами и отстойниками и со сливными трубками 7, концы которых направлены в водоприемные воронки водоводов 8f подводящих воду к водоприемным воронкам 9 водосборного сосуда Юр установленного в средней секции гнезда 1 Водосборный сосуд 10 снабжен воздушной 11 и водозаборной 12 трубками и посредством штанги 13 подвешен на весоизмерительном датчике 14, В полости средней секции гнезда на весоизмерительном датчике 15 подвешен контрольный груз 16 постоянной известной массые Люк центральной секции гнезда 1 перекрыт сверху крьш1кой 17, Весоизмерительные датчики (фиг,2) обоих почвенных цилиндров (2-1 и 2-Il)s водосборного бачка и контрольного груза обладают однотипными характеристиками и связа ны с блоком 18 измерения и регистра- ции включающем частотомер 19 и регистратор 20, который включается программным коммутатором 21 по команде блока управления 22, состоящего из электронных часов 23 и датчика 24 начала и прекращения атмосферных осадков, и передает информацию на регистратор 20, Для откачки конденсата центральная секция гнезда снабжена водозаборной трубкой 25. Верхние части секций гнездс1 1 для

54167. 2

лучшего сопряжения растительности в монолитах испарителей и на окружающем участке снабжены съемными кожухами 26.

Дистанционный почвенный испаритель работает следующим образом,

В процессе испарения почвенной влаги происходит сработка влагозапа10 сов в монолитах 5 и уменьшение их

веса. При выпа,дении атмосферных осадков влагозапасы в монолитах 5 и их вес увеличиваютсяр а при обильных осадках происходит просачивание вла15 ги в поддоны 6 испарителей 5 откуда вода по сливньгн трубкам 7 направляется в воронки водоводов 8, а из них в воронки 9 водосборного сосуда 10, Блок 22 управления (фиг.2) по коман 20 Д2 часового механизма 23 (в заданные программой регулярные сроки наблюдений или по сигналу датчика 24 начала и прекращения осадков) подает команду на программный коммутатор

25 21 который подключает в заданной последовательности к электронному частотомеру 19 весоизмерительные датчики 2 почвеннь1х цилиндров 4 водосборного сосуда 10 и контрольного

30 груза 16 с выводом результатов измерений и времени их производства на технический носитель регистратора 20„ Просочившаяся через монолиты испарителя и собравшаяся в в-одосборном

ъ- сосуде 10 вода по мере необходимости (1-2 раза в год) извлекаются на поверхность с помощью вакуумного насоса, который подключается к штуцеру водозаборной трубки 12, При этом

40 проводится контрольное взвешивание откаченной воды независимым способом Полученные данные используются для прямого контроля работы весоизмерительного датчика 14. Аналогичным об45 разом посредством водозаборной трубки 25 извлекается на поверхность накопившаяся в отстойнике центральной секции гнезда I жидкость.

Для обеспечения возможности пере gQ хода от веса монолита 5 или измеряемых весоизмерительными датчиками 2 параметров непосредственно к значениям суммарных запасов влаги в моно- .1тятах 5 при их зарядке отбираются

пробы почвы на влажность, а сами мо нолиты 5 в сборе взвешиваются на платформенных весах. В случае длительной зарядки и установки испарителей их монолиты искусственным пу313

тем насыщаются влагой до наименьшей влагоемкости, после чего взвешиваются в сборе на платформенных весах и по месту установки на весоизмерительных датчиках.

В отличие от известных устройств при использовании предлагаемого испарителя расчеты испарения проводятся по формуле,

При наличии атмосферных осадков их слой определяется по приращению веса монолитов 5 испарителей и водосборного сосуда 10 за период с начала до прекращения осадков по форму- ле

(f; -f) WK.

2F

;)

10К 2F

14

(С -С),

где Kj, К-, К - градуировочные коэффициенты весоизмерительных датчиков монолитов 5 испарителя и водосборного сосуда . „ 10;

fS г, f;,f j 5 f,j и f 2 э - начальные и конечные показания весоизмерительныхдатчиков соответственно монолитов 5 испарителя и водосборного сосуда

10;

F - площадь испаряющей поверхности.

Слой просочившейся воды (l) определяется по приращению веса водосборного сосуда 10 за период наблюдений с использованием формулы

т - OKj4 / . - I (f, - fj ).

Изменение запасов влаги (л) в монолитах 5 испарителя за период измерения испарения рассчитьшается по формуле:

.«W., - fJj+K,.; (ff 67

Q

-щ

в случае обнаружения по весоизмерительному датчику 15 контрольного груза 16 значительных (выходящих за пределы допустимых погрешностей) отклонений показаний, существенных для определения величин испарения, просачивания и изменения влагозапа- сов, измеренные конечные значения

I О 1А

f , f И f корректируются умножением на коэффициент 1 , численно

15

равный отношению ,

Г Формула изобретения

20 1. Дистанционный почвенный испаритель , содержащий гнездо с размещенным в нем почвенным цилиндром, подвешенным на весоизмерительном датчике и снабженным поддоном со сливны25 ми трубками, блок управления, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерения суммарного испарения с почвы и просачивания влаги, он содержит програм30 мный коммутатор, блок измерения и регистрации и водосборный сосуд, гнездо испарителя выполнено по крайней мере в виде трех жестко соединенных между собой секций, в двух

25 из которых размещены почвенные цилиндры с весоизмерительными датчиками, а в третьей секции на аналогичных весоизмерительных датчиках подвешены контрольный груз и водо40 сборный сосуд, соединенный со сливными трубками отстойников почвенных цилиндров, причем весоизмерительные датчики почвенных Цилиндров водосборного сосуда подключены к входам

45 программного коммутатора, соединенного управляющим входом с вькодом блока управления, а выходом - с входом блока измерения и регистрации. 2. Испаритель по п.1, о т л и 50 чающийся тем, что он содержит датчик начала и прекращения атмосферных осадков, подключенный к блоку управления.

Редактор. Н.Бобкова

Составитель Т.Задворная

Техред Л.Сердюкова Корректор С,Шекмар

Заказ 5691/42Тираж 863Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

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

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

Фие1

2Ь

Изобретение относится к экспериментальной гидрологии и может быть использовано для дистанционных измерений суммарного испарения с поверхности почвы и просачивания влаги через почвенно-грунтовую толщу при глубоком залегании грунтовых вод. Дистанционный почвенный испаритель содержит гнездо, почвенные цилиндры с весоизмерительными датчиками и блок управления 22. Включение в испаритель программного коммутатора 21, блока измерения и регистрации 18, еще одного почвенного цилиндра, контрольного груза и водосборного сосуда с аналогичными весоизмерительными датчиками 14 и 15 позволяет повысить точность измерения суммарного испарения с почвы и просачивания влаги. 1 3.п. ф-лы, 2 ил. (Л Фи9.2